第三节 抗原的分类
抗原物质种类繁多,可根据不同原则对抗原进行分类。
一、根据抗原的性能分类
1.完全抗原(complete antigen) 同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原。通常所指的抗原属此类,如大多数蛋白质、细菌、病毒等天然抗原。
2.半抗原(hapten) 单独存在时只有免疫反应性而无免疫原性的抗原,又称为不完全抗原。半抗原常见于某些小分子化合物及药物,通常分子量小,不能激活免疫细胞,但半抗原与载体(如血清蛋白等)结合后可成为完全抗原。
二、根据抗原与机体的亲缘关系分类
1.异种抗原(xenogenic antigen) 指来自于不同物种的抗原。如病原生物及其代谢产物(如细菌外毒素)、动物血清(如马血清)、植物蛋白、药物和化学物质等对人而言均为异种抗原。
2.同种异型抗原(allogenic antigen) 指同一种属不同个体之间存在的抗原。由于同种生物的不同个体之间等位基因的差异,造成不同个体之间所表达分子的差异。常见的人类同种异型抗原有红细胞血型抗原和主要组织相容性抗原即人白细胞抗原(HLA)。至今已发现有40余种红细胞血型抗原系统,如ABO系统和Rh系统;具有高度多态性的HLA是介导人群不同个体器官移植排斥反应的抗原。
3.自身抗原(autoantigen) 指来自机体自身能引起免疫应答的抗原,包括修饰的自身抗原和隐蔽的自身抗原。正常情况下,机体对自身正常组织细胞不发生免疫应答。在感染、理化因素、某些药物等影响下,自身组织细胞发生改变和修饰,称修饰的自身抗原,可诱导免疫应答。由于解剖位置特殊,机体内某些组织细胞从胚胎期开始从未与机体免疫系统接触,称为隐蔽的自身抗原。这类抗原有晶状体、睾丸、精(卵)子和中枢神经系统中的抗原等,通常不引发自身免疫反应,但在外伤、感染、手术、烧伤等外界因素作用下,隐蔽抗原可释放出来,进入血液和淋巴管,被免疫系统识别,发生免疫应答,导致自身免疫疾病。
4.独特性抗原(idiotypic antigen) 是指抗体(Ig)分子中独特的氨基酸序列。抗原刺激机体某种B细胞产生的抗体(Ab1),其可变区内含有独特空间构型的氨基酸序列即互补决定区(CDR)。由于每种特异性抗体的CDR各不相同,也能作为抗原表位刺激机体内其他B细胞针对该抗体产生抗体(即抗抗体,Ab2)。独特型抗原抗体在机体内构成复杂的网络系统,对免疫应答起重要调控作用。
5.异嗜性抗原(heterophilic antigen) 存在于人、动物、植物及微生物等不同种属生物之间的共同抗原称为异嗜性抗原。首先由Forssman于1911年发现,故又称Forssman抗原。存在于人类和微生物之间的异嗜性抗原在医学上具有重要的意义。例如,溶血性链球菌的表面成分与人肾小球基底膜、心瓣膜及心肌组织存在共同抗原,故链球菌感染机体产生的抗体可与心、肾组织发生交叉反应,导致肾小球肾炎或风湿性心脏病。但应用异嗜性抗原和交叉反应原理也有助于疾病的诊断和预防。如用变形杆菌的OX19、OX2和OXK抗原代替立克次体(难培养)检测患者血清中的抗立克次体抗体,即外斐反应(Weil-Felix reaction);接种牛痘获得的免疫物质能预防天花,就是由于牛痘病毒和天花病毒为共同抗原。
三、根据B细胞产生抗体是否需要Th细胞辅助分类
1.胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen,TD-Ag) 激活B细胞产生抗体时需要Th细胞辅助的抗原。大多数蛋白质抗原为TD-Ag,如病原生物、细菌产生的外毒素、血细胞、血清来源的蛋白分子等。先天性胸腺缺陷和后天性T细胞功能缺陷的个体,TD-Ag诱导机体产生抗体的能力明显低下。
2.胸腺非依赖性抗原(thymus independent antigen,TI-Ag) 激活B细胞产生抗体时无需Th细胞辅助的抗原,如细菌脂多糖、荚膜多糖等。TI-Ag只含有B细胞抗原决定基,只能激发B细胞产生IgM类抗体,无免疫球蛋白类别的转换。TI-Ag多不能引起细胞免疫应答,也不产生免疫记忆。
四、根据是否在抗原提呈细胞内合成分类
1.外源性抗原(exogenous antigen) 指抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)外合成抗原。这类抗原通过胞吞、胞饮、内吞等方式被APC摄入,在其细胞内被降解为抗原肽并与MHC Ⅱ类分子结合成复合物,提呈于APC表面,被CD4+T细胞识别。
2.内源性抗原(endogenous antigen) 指在抗原提呈细胞内合成的抗原,这类抗原在APC胞质内被加工处理为抗原肽,与MHCⅠ类分子结合形成复合物,表达于APC表面,被CD8+T细胞识别。
五、其他的抗原分类
还有些抗原依据其他原则进行分类命名。可诱导机体产生免疫耐受的抗原称为耐受原(tolerogen);能诱导超敏反应发生的抗原称为变应原(allergen)或过敏原。