第二章 抗原

学习目标

1．掌握抗原的概念、医学上重要的抗原。

2．熟悉抗原的特异性与交叉反应。

3．了解抗原的分类及一般特性。

抗原（antigen, Ag）是指能与T细胞抗原受体（TCR）或B细胞抗原受体（BCR）特异性结合，刺激T细胞或B细胞增殖、分化、产生致敏淋巴细胞或抗体，并与之结合，发挥免疫效应的物质。

根据抗原刺激B细胞产生抗体是否依赖Th细胞分为胸腺依赖性抗原（TD-Ag）和胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）；根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分为内源性抗原和外源性抗原；根据抗原与机体的亲缘关系可分为异种抗原、同种异型抗原、异嗜性抗原、自身抗原等。

第一节 抗原的一般特性

抗原具有两种特性，即免疫原性和抗原性。免疫原性是指抗原分子能够刺激特定的免疫细胞，产生抗体或致敏淋巴细胞的性能。抗原性（免疫反应性）是指抗原分子能与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应的性能。具备免疫原性和抗原性两种性能的物质称为完全抗原或免疫原。只具有抗原性而无免疫原性的物质，称为半抗原或不完全抗原。半抗原不能单独刺激机体产生免疫应答，但若与蛋白质（载体）结合可成为完全抗原。

决定抗原免疫原性的因素有以下几种。①异物性：是指抗原与自身正常组织成分的差异程度，异物即“非己”物质，是一种物质成为抗原的重要条件。一般生物种系之间关系越远，其免疫原性越强。但某些自身物质因外伤、感染、药物、辐射等使自身组织结构改变，或未与免疫活性细胞接触过的隐蔽分子（如眼晶体蛋白、精子等）在一定情况下，免疫系统也可将其视为异物而发生免疫应答，导致自身免疫性疾病。②抗原分子理化性状的复杂性：如大分子物质（分子量一般在10kD以上），分子量越大，免疫原性越强。一般蛋白质是良好的抗原，如糖蛋白、脂蛋白和脂多糖都具有免疫原性、复杂的化学性质和结构、具有一定的分子构象和易接近性等。③其他影响因素：免疫原性还受遗传、年龄、生理状态、个体差异、抗原进入体内的方式、途径和机体免疫系统功能正常与否等因素影响。

第二节 抗原的特异性与交叉反应

抗原的特异性，是指某一抗原表位（又称抗原决定基，是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团）与相应抗体结合的特异性。它既表现在免疫原性上，也表现在抗原性上。特异性是免疫应答中最重要的特点，也是免疫学诊断和防治的理论依据。

有时两种不同抗原分子表面存在相同或相似的抗原表位称为共同抗原。由于抗体与相同或相似的抗原表位的抗原之间能发生结合现象，故称交叉反应（图2-1）。交叉反应实质上也是抗原与抗体的特异性结合。根据交叉反应原理，可利用容易获得的某种共同抗原（或抗体），在血清学诊断中检测体内相应抗体（或抗原），以辅助诊断疾病。同时，血清学诊断出现交叉反应时，易造成错误的判断。

第三节 医学上重要的抗原

一、病原微生物及其代谢产物

细菌、病毒等各种病原微生物具有不同的抗原成分。如细菌有表面抗原、菌毛抗原、菌体抗原等。病原微生物的代谢产物如外毒素是蛋白质，具有很强的免疫原性，能刺激机体产生相应的抗体（抗毒素）。外毒素经0.3%～0.4%甲醛脱毒后，仍保留其抗原性，即成为类毒素。如白喉类毒素、破伤风类毒素为人工自动免疫制剂，分别用于预防白喉、破伤风。

二、动物免疫血清

用类毒素免疫动物获得抗毒素，可用于防治由外毒素引发的疾病。动物免疫血清对人体的作用具有二重性。一方面，它含有特异性抗体（抗毒素），可以中和相应的外毒素、发挥防治疾病的作用；另一方面，动物血清蛋白对人而言是异种蛋白，具有抗原性，注射此血清可引起超敏反应，因而在使用前必须先做皮肤过敏试验。如临床上用破伤风抗毒素（TAT）紧急预防和治疗破伤风。

三、异嗜性抗原

异嗜性抗原是一类与种属特异性无关，存在于人、动物、植物、微生物之间的共同抗原。例如，A族溶血性链球菌（M蛋白）与肾小球基底膜及心肌组织有共同抗原，当机体受到该菌感染后，可刺激机体产生抗体，发生交叉反应导致肾小球肾炎和心肌炎。临床上也常利用异嗜性交叉反应协助诊断疾病。

四、同种异型抗原

在同一种属不同个体间存在的特异性抗原称为同种异型抗原。一种是血型抗原，如人类ABO血型抗原、Rh血型抗原、血小板抗原等；另一种是组织相容性抗原或称移植抗原，其中能引起强烈而迅速排斥反应的抗原称主要组织相容性抗原（MHC），在同种异体器官移植时，MHC-Ⅰ/Ⅱ类抗原是引起移植排斥反应的主要抗原。不同动物的MHC及编码抗原的命名不同，人类的主要组织相容性抗原因首先在外周血白细胞表面发现，故称为人类白细胞抗原（HLA）。编码HLA抗原的基因群又称为HLA复合体。在器官移植时要检测供者与受者之间HLA匹配程度。法医学上HLA是个体识别和亲子鉴定的重要手段。

五、自身抗原

正常情况下机体组织成分处于免疫耐受状态，当受到如感染、电离辐射、药物等作用时，使自身组织成分及结构发生改变，形成新的抗原表位或暴露出内部隐蔽的决定基，这些自身组织成分称为修饰的自身抗原。其可以刺激机体产生免疫应答，如药物引起的血细胞减少症等，有时可引起严重的自身免疫性疾病。

一些自身组织成分虽具有免疫原性，但在正常情况下，由于组织屏障，不能进入血流，因此不能与免疫细胞接触，也不能激发免疫应答，此种抗原称为隐蔽性自身抗原。如脑组织、眼晶状体蛋白，因感染、外伤或手术等原因进入血流时，则可引起自身免疫应答，引起脑膜炎、眼部炎症。

六、肿瘤抗原

肿瘤抗原是细胞在癌变过程中出现的新抗原性及过度表达的抗原物质的总称，可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关性抗原。

肿瘤特异性抗原是指肿瘤细胞表面特有的抗原。肿瘤相关性抗原，是指肿瘤细胞和正常细胞均可表达的抗原，发生肿瘤时含量明显增加，最常见的肿瘤相关性抗原有胚胎抗原，如甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA），在临床上辅助诊断肝癌、结肠癌、胰腺癌、胃癌等。

除上述医学重要的抗原，尚存在其他与医学有关的异种抗原，如植物花粉、鱼、虾、蛋、奶制品等食物及某些药物（如磺胺、青霉素等）、化妆品、化工原料等物质，具有抗原的一般特性，故临床上常出现超敏反应。

思考题

1．什么是抗原、完全抗原与半抗原？

2．决定抗原免疫原性的因素有哪些？

3．举例说明医学上重要的抗原及其意义。

（徐芳）