一、抗原、抗體的概念及抗原抗體的關(guān)系
。ㄒ)抗原(antigen)
凡能刺激機體產(chǎn)生抗體,并能與抗體發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)稱為抗原。物質(zhì)所具有的這種特性稱為抗原性(antigenicity)。
。ǘ)抗體
是機體受抗原刺激后,在體液中出現(xiàn)的一種能與相應抗原發(fā)生反應的球蛋白,稱免疫球蛋白(immunoglobulin, ig)。含有免疫球蛋白的血清稱免疫血清。
。ㄈ)抗原與抗體的關(guān)系
抗原是引起機體產(chǎn)生免疫反應的主要外因,決定免疫反應的特異性,機體與抗原物質(zhì)的斗爭過程中為加速循環(huán)和排除抗原而產(chǎn)生的抗體、致敏淋巴細胞等物質(zhì),是機體排除異體物質(zhì)的保護性反應。沒有抗原的刺激,機體不能產(chǎn)生抗體;沒有抗原物質(zhì),也無法檢測抗體的存在;利用抗體可以檢測抗原物質(zhì)。
二、 抗原的性質(zhì)及種類
。ㄒ)抗原的性質(zhì)
1.異種異體物質(zhì) 機體能對進入體內(nèi)的異種、異體的大分子物質(zhì)產(chǎn)生抗體,該物質(zhì)與機體的種類關(guān)系愈遠,其抗原性就愈強,機體的免疫反應也更強。例如鴨血清蛋白對雞的免疫原性較弱,而對家兔則能引起較強的免疫反應。
同種異體物質(zhì)也可具有抗原性,同種不同個體之間,同一類型的細胞和組織,其抗原性也有差異,例如人的紅細胞有abo血型抗原及rh型抗原。人類白細胞和其它組織的細胞膜上也具有組織相容性復合物的抗原物質(zhì)(man histocompatibility complex, mhc)。
自身抗原:機體對本身所具有的物質(zhì)不產(chǎn)生免疫反應。但在某些條件下,使機體某種物質(zhì)、細胞或組織成分具有抗原性時,也可導致機體產(chǎn)生免疫反應。此具有抗原性的自身物質(zhì)稱自身抗原(autoantigen) ,所產(chǎn)生的抗體稱為自身抗體(autoantibody)。如自身組織變性,機體組織或細胞在各種理化因素作用下,引起化學組成的分子排列和構(gòu)型改變,形成新的抗原決定簇,例如服用安替比林、匹拉米洞等藥所致白細胞減少,就是由于所服用藥物改變了白細胞的一部分表面化學結(jié)構(gòu),形成新的抗原決定簇,激活免疫活性細胞產(chǎn)生白細胞抗體(自身抗體),導致白細胞減少癥。在外傷、感染和炎癥時,可能使隱蔽性抗原如精子、甲狀腺球蛋白等釋放,引起機體產(chǎn)生免疫反應。
并非異物都是抗原,例如砂塵和一些非生物性高分子聚合物,僅能激發(fā)細胞吞噬反應而不能使機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞。
2.大分子膠體凡具有抗原性的物質(zhì),分子愈大,抗原性愈強(如細菌、蛋白質(zhì))。一般認為抗原分子量愈大,其表面積相應較大,接觸免疫細胞機會增多,在體內(nèi)停留時間較長,不易排除,因而對機體刺激作用也強。一般具有免疫原性的物質(zhì),其分子量常在10000以上。對于蛋白質(zhì)組成的抗原,其分子量小于5000~10000免疫原性很弱或完全沒有。但某些低分子量多肽、如胰島素(分子量5734),升血糖激素(分子量3800),血管緊張素(分子量1031),對某些實驗動物還是具有一定的免疫原性。分子量小的物質(zhì)團聚成的多聚體或吸附于其它膠體(載體)表面,形成大分子表面結(jié)構(gòu)時,如和蛋白質(zhì)結(jié)合,即具有大分子膠體特性,可使小分子物質(zhì)獲得或增強抗原性,如細菌的多糖成分、青霉素等化學藥物。
3.抗原的特異性 各種抗原物質(zhì)的化學組成雖然很復雜,但能刺激機體產(chǎn)生抗體并與抗體反應相結(jié)合的化學組成,僅僅是抗原物質(zhì)表面的一些具有活性的化學基因-化學結(jié)構(gòu)及空間構(gòu)型,稱為抗原物質(zhì)決定簇(基)(antigenic determinant)。各種抗原物質(zhì)各有其特異的抗原決定簇, 但不同的抗原物質(zhì)常含有共同的抗原成分,稱為類屬抗原。在分類上相近的種類之間的同一類蛋白質(zhì)抗原,可表現(xiàn)出類屬抗原關(guān)系。多種物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相似性,決定這些物質(zhì)抗原上的類屬關(guān)系,而分子結(jié)構(gòu)的差異性,決定各種物質(zhì)的抗原特異性。
抗原的特異性是臨床診斷、預防、治療的基礎(chǔ)。各種特異診斷抗體的制備依靠特異性抗原物質(zhì)的獲得;在不易獲得特異性抗原的條件下,可利用類屬抗原代替。但在鑒別抗原時,應注意區(qū)分類屬抗原,以免誤診。
一般認為,環(huán)狀構(gòu)型要比直線排列的分子免疫原性強,聚合狀態(tài)的比單體強。具有大分子量的異物,無論具有何種構(gòu)型,基本上具有免疫原性。但明膠和核酸免疫原性很弱或無。
免疫原的抗原決定簇是否暴露,抗原決定簇之間的距離是否適當,對于免疫原性強弱亦有很大影響。凡暴露的抗原決定簇的數(shù)目多,間距大,免疫原性也就較強。能與抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的總數(shù),稱為抗原的結(jié)合價。簡單的半抗原一般只能與一個抗體分子結(jié)合,是單價抗原。根據(jù)抗原分子大小推算,有100個氨基酸的多肽,約有14~20個不重疊的抗原決定簇,即有14~20個抗原結(jié)合價。醫(yī)學全在線www.med126.com
。ǘ)抗原的種類
醫(yī)學上常見的抗原物質(zhì),種類很多,如病原微生物及其代謝產(chǎn)物(毒素),異種動物血清(各種抗毒素,免疫血清的來源),同種血型抗原,同種異體皮膚,器官等組織抗原,自身組織抗原,腫瘤細胞抗原。具有抗原性的各種化學成分有蛋白質(zhì)、脂蛋白、多糖體、脂多糖、糖蛋白、多肽以及核蛋白等,這些抗原物質(zhì)均可刺激機體產(chǎn)生抗體或細胞免疫反應。根據(jù)引起抗體產(chǎn)生的特點,抗原可分為完全抗原和不完全抗原兩大種類。
1.完全抗原 完全抗原是指能在機體內(nèi)引起抗體形成(免疫原性),并可與其抗體特異性結(jié)合(反應原性)的物質(zhì)。如細菌、蛋白質(zhì)等。
2.不完全抗原或稱半抗原(hapten) 在體內(nèi)單獨存在時不引起抗體產(chǎn)生,當其與蛋白質(zhì)或膠體顆粒結(jié)合后,則可引起抗體形成。半抗原可與其特異性抗體結(jié)合。如細菌的多糖和類脂質(zhì)等。在半抗原與蛋白質(zhì)結(jié)合物中,一般是蛋白質(zhì)使結(jié)合物具有抗原性,而半抗原則決定結(jié)合物的抗原特異性。例如,以半抗原α與蛋白質(zhì)a結(jié)合免疫動物,產(chǎn)生抗半抗原α的抗體,不僅可以和結(jié)合在蛋白質(zhì)a上的α抗原結(jié)合,也可以和結(jié)合在蛋白質(zhì)b上的α抗原結(jié)合。