第二节 影响抗原免疫原性的因素
抗原的免疫原性主要取决于抗原的异物性和理化性质、宿主方面的因素及抗原进入机体的方式。
一、抗原的理化和结构性质
(一)异物性
异物性是指抗原物质与机体自身正常组织细胞成分在化学组成和结构上存在差异。抗原与机体之间的亲缘关系越远,组织结构差异越大,异物性越强,免疫原性就越强,如细菌、病毒等病原生物、破伤风抗毒素等动物蛋白制剂对人是异物,免疫原性强;鸡卵蛋白对鸭免疫原性弱,对哺乳动物则免疫原性强。同一种属,不同个体的细胞也存在异物性,如A型血红细胞(表面为A型凝集原)对B型血的人免疫原性强。自身组织细胞因感染、损伤或突变与正常组织细胞存在差异时也具有了异物性;自身的某些组织细胞在胚胎时期因免疫细胞未与之接触,没有诱导特异性的免疫耐受,这样的物质免疫系统也将其视作异物,具有免疫原性。
(二)理化性质
1.分子大小 分子量大的物质具有较多的抗原表位,而且不易被降解和清除,能更有效地刺激免疫系统引起免疫应答。通常分子量越大,免疫原性越强。具有免疫原性的物质,其分子量常在10kD以上。
2.化学组成和结构 某些高分子化合物免疫原性并不强,如明胶分子量达100kD但由直链氨基酸组成,在体内容易降解为小分子物质,这说明抗原的免疫原性不仅取决于分子量,还取决于其化学组成和结构。抗原的化学组成越复杂,免疫原性越强。抗原分子结构的复杂性是由氨基酸和单糖的类型及空间构型等决定,例如芳香族氨基酸含量较高的蛋白质具有较强的免疫原性。通常蛋白质免疫原性较强,多糖次之,核酸和脂类免疫原性较弱。
3.分子构象及易接近性 分子构象指抗原分子中某些特殊化学基团的三维空间结构。分子构象决定该抗原分子能否与相应淋巴细胞表面的抗原受体互补结合,从而启动免疫应答。易接近性指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相应抗原受体相互接近的难易程度。
4.物理状态 聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强,颗粒性抗原较可溶性抗原免疫原性强。将免疫原性弱的物质吸附在颗粒物质表面或组装为颗粒状物质,可显著增强其免疫原性。
二、宿主方面的因素
1.遗传因素 机体对抗原的应答能力受多种遗传基因特别是主要组织相容性复合体(MHC)基因的控制。不同种属动物对同一抗原物质所产生免疫应答强弱不同;同一种属内,个体对特定抗原产生应答的能力受遗传背景调控。在群体水平,MHC多态性是决定个体免疫应答质和量的关键因素。
2.年龄、性别与健康状态 青壮年个体通常比婴幼儿和老年个体对相同抗原的免疫应答能力强;新生动物或婴儿对多糖类抗原不应答,故易引起细菌感染。雌性比雄性动物抗体生成高,但怀孕个体的应答能力受到显著抑制。感染或免疫抑制剂都能干扰和抑制免疫系统对抗原的应答。
三、抗原进入机体的方式、剂量及应答效果
抗原进入机体的量、途径、次数、频率等均可影响机体对抗原的免疫应答强度和类型。适中的抗原剂量可诱导免疫应答,而过低和过高剂量可诱导免疫耐受;皮内和皮下注射抗原容易诱导免疫应答,肌内注射次之,静脉注射效果较差,口服抗原则容易诱导免疫耐受。适当间隔给予抗原可诱导较好的免疫应答,频繁注射抗原则可能诱导免疫耐受。