抗原在化学结构上与机体自身不同,具有异物性:
①异种物质。从生物进化过程来看,异种动物间的血缘关系越远,则免疫原性越强。如马的血清和各种微生物与人的血缘关系远,所以免疫原性强。而马的血清与驴、骡的血缘关系近,所以免疫原性相对就弱。
②同种异体物质。如人的红细胞抗原物质和人的白细胞抗原等。
③自身物质。自身物质一般不具免疫原性。有些物质如隐蔽的自身成分(眼晶体蛋白、精子等),在正常情况下与免疫系统是隔绝的。但是一旦屏障遭到破坏,这些物质进入血流,即可与免疫活性细胞接触而成为自身抗原异物。
另外,自身物质在外伤、感染、药物和射线的影响下,其理化性质发生质的改变时,也可成为具有免疫原性的抗原物质。[4][3][5]
抗原的分类
根据抗原性质分为两类:完全抗原和不完全抗原。完全抗原(complete antigen) 简称抗原。是一类既有免疫原性,又有免疫反应性的物质。如大多数蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素等都是完全抗原。
不完全抗原,即半抗原(hapten)是只具有免疫反应性,而无免疫原性的物质,故又称不完全抗原。半抗原与蛋白质载体结合后,就获得了免疫原性。又可分为复合半抗原和简单半抗原。复合半抗原不具有免疫原性,只具免疫反应性,如绝大多数多糖(如肺炎球菌的荚膜多糖)和所有的类脂等;简单半抗原既不具免疫原性,又不具免疫反应性,但能阻止抗体与相应抗原或复合半抗原结合。如肺炎球菌荚膜多糖的水解产物等。
根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要T细胞协助分类,可分为胸腺依赖性抗原(TD-Ag)和胸腺非依赖性抗原(TI-Ag)。TD-Ag是指需要T细胞辅助和巨噬细胞参与才能激活B细胞产生抗体的抗原性物质。TD抗原免疫应答特点:能引起体液免疫应答也能引起细胞免疫应答;产生IgG等多种类别抗体;可诱导产生免疫记忆。TI-Ag是指无需T细胞辅助可直接刺激B细胞产生抗体的抗原,特点:只能引起体液免疫应答;只能产生IgM类抗体;无免疫记忆
根据抗原的来源可将抗原分为:
(1)异种抗原(xenoantigens):病原微生物、类毒素等不同种族之间的抗原;
(2)同种异型抗原9alloantigens):存在于同一种族不同个体之间的抗原,如HLA,ABO血型抗原,Rh抗原, MHC等;
(3)自身抗原(autoantigens):自身成分,分为隐蔽的自身抗原、改变的自身抗原等,如眼晶状体蛋白等;
(4)异嗜性抗原(heterophilic antigens):又称Forssman抗原,存在于不同物种间表面无种属特异性的共同抗原,可存在于动物、植物、微生物及人类中,如溶血性链球菌于人心内膜或肾小球基底膜所具有的共同抗原就是异嗜性抗原。
此外,抗原还可分为:
(1)内源性抗原:指免疫效应细胞的靶细胞自身所产生的抗原;
(2)外源性抗原:指非APC自身所产生的抗原。以及天然抗原(natural Ag)、人工抗原(artificial Ag)、合成抗原(synthetic Ag)等。[4][5][2]
处理与递呈
捕获与处理
辅佐细胞可通过多种方法捕获抗原,例如吞噬作用(对同种细胞或细菌等大型颗粒)和胞饮作用(对病毒等微小颗粒或大分子)等。这种吞噬和吞饮作用无抗原特异性,可能的识别机制在于吞噬细胞与被吞噬颗粒之间的表面亲水性差异。另外还有受体介导的内摄作用,这是弱吞噬力的辅佐细胞捕获抗原的主要方式,例如B细胞可借助抗原受体(表面免疫球蛋白)与相应的抗原特异性结合,并将抗原内化处理。这些捕获方式与中性粒细胞的吞噬作用。抗原处理(antigenprocessing)是指辅佐细胞将天然抗原转变成可被TH细胞识别形式的过程;这一过程包括抗原变性、降解和修饰等。例如细菌在吞噬体内被溶菌酶消化降解,将有效的抗原肽段加以整理修饰,并将其与MHCⅡ类分子相连接,然后转运到细胞膜上。
可与MHCⅡ类分子结合的都是蛋白性抗原;多糖和脂类不易于MHCⅡ类分子连接,难以被TH细胞识别,因而多不是良好的免疫原;但有时可以诱导抗体性免疫应答。
递呈
抗原递呈(antigenpresentation)是辅佐细胞向辅助性T细胞展示抗原和MHCⅡ类分子的复合物,并使之与TCR结合的过程。这个过程是几乎所有淋巴细胞活化的必需步骤。抗原递呈之前,经处理后的抗原肽段已经连接在MHC分子顶端的槽中,这个复合物便是TCR的配体。TCR与配体结合的精确模式尚未清楚,一个合理的说法是TCR中α和β链的V段接触MHC分子的α螺旋(形成MHC分子顶端槽的肽段),使高可变的连接部(V-J及V-D-J)与抗原肽段相结合。这样保证了TCR识别抗原的特异性。
超抗原的递呈有独特的模式,它不需要胞内处理,可以直接与MHCⅡ类分子结合。超抗原不结合在MHCⅡ类分子的顶端槽中,而是结合在槽的外侧;与TCR结合时,不结合其α链,只结合