免疫原性

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免疫原性(immunogenicity),是指能够刺激机体形成特异抗体致敏淋巴细胞的能力。即指抗原能刺激特定的免疫细胞,使免疫细胞活化增殖分化,最终产生免疫效应物抗体和致敏淋巴细胞的特性。也指抗原刺激机体后,机体免疫系统能形成抗体或致敏T淋巴细胞特异性免疫反应

抗原的免疫原性

抗原的免疫原性,首先决定于其自身的化学特性,但同一种抗原,对不同种动物或同种动物不同个体间其免疫原性强弱,可表现很大差异,因此一种抗原的免疫原性是由其化学性质和宿主因素决定的。具有免疫原性的物质称为免疫原(immunogen)。

一、免疫原性的化学基础

许多天然物质可诱导免疫应答,其中大分子蛋白质多糖具有强免疫原性,小分子多核酸也具有免疫原性。

(一)化学组成

大分子蛋白质,分子量大于10000者,可含有大量不同的抗原决定簇,是最强的免疫原。如异种血清蛋白酶蛋白细菌毒等,是强免疫原蛋白质的例子。

多糖是重要的天然抗原纯化多糖或糖蛋白脂蛋白以及糖脂蛋白复合物中的糖分子部分都具有免疫原性。在自然界,许多微生物有富含多糖的荚膜或胞壁,细菌内毒素脂多糖,以及一些血型抗原(A、B、C、H)也是多糖。

核酸分子多无免疫原性,但如与蛋白质结合形成为核蛋白则有免疫原性。在自身免疫病中,可见对天然核蛋白诱导的免疫应答产生的抗DNA或RNA抗体。

此外,多肽激素胰岛素虽为小分子量(6000)亦具有免疫原性。来自一种动物的胰岛素,如长期用于另一种动物,亦能诱导免疫应答产生抗体。

(二)分子量

凡具有免疫原性的物质,其分子量都较大,一般在1万以上,小于1万者呈弱免疫原性,低于4000者一般不具有免疫原性。许多小的免疫性原性分子可激发细胞免疫,而不产生抗体。亦有大分子量物质,如明胶分子量可达10万,但因其为直链氨基酸结构,易在体内降解为低分子物质,所以呈弱免疫原性。可见免疫原性除与分子量有关外,还与其化学结构相关。

(三)化学结构

在蛋白质分子中,凡含有大量芳香族氨基酸,尤其是含有酷氨酸的蛋白质,其免疫原性强;而以非芳香族氨基酸为主的蛋白质,其免疫原性较弱。蛋白质和多糖抗原,凡结构复杂者免疫原性强,反之则较弱。其复杂性是由氨基酸和单糖的类型及数量等决定的。如聚合体蛋白质分子较单体可溶性蛋白质分子的免疫原性强。

二、宿主因素与免疫原性

免疫原性物质进入机体后能否诱导产生免疫应答,除上述化学基础外,尚受宿主因素的影响,而且是更要的因素。

(一)异种性

免疫功能正常条件下,只有异种或同种异体的免疫原性物质才能诱导宿主的正免疫应答,即只有“非已”抗原才能引起正免疫应答。这是由于免疫系统个体发育过程中,对“自己”抗原产生耐受,不能识别,而对“非已”抗原则能够识别所致。因此抗原来源与宿主种系关系越远,其免疫原性也越强,如微生物抗原、异种血清蛋白等物质对人是强免疫原。反之种系关系较近,则免疫原性也弱,如鸭血清蛋白对鸡呈弱免疫原性,而对兔则表现为强免疫原性。得但目前证明在正常个体也可诱发生理自身免疫应答,只有超出一定范围才能直病理性自身免疫应答。

(二)宿主遗传性

在同种动物不同个体间结感染抵抗力存在明显差异的事实,已早为人知,但不能解释其产生的原因,只以个体差异说明之。其后,用已知人工合成抗原给不同近交系动物免疫,每一近交系动物其遗传背景相同,结果发现有的品系能产生抗体,称为高应答品系(hkgh responder)。有的品系不能产生抗体,称为无或低应答品系(nonrespondre)。例如应用人工合成抗原二硝基苯-多聚-左旋-赖氨酸(DNP-poly-L-L)在荷兰猪品系2(GP strain2)可以引起应答,而对品系13(GP strain13)则不能引起应答。这充分证明个体遗传性对免疫应答的控制作用。在70年代McDevitt等应用人工合成抗原在近交系小鼠体内发现了控制免疫应答的基因座(immuneresponslocus)定位于H-2复合体的Ⅰ区,称此基因免疫应答基因-1(immune uesponse,Ⅰr-1)。

(三)免疫佐剂

免疫佐剂的物质有:①微生物及其产物,常用的微生物有分枝杆菌短小棒状杆菌百日咳杆菌以及处左兰氏阴性杆菌的提取物脂多糖,自分枝杆菌的提取物质胞壁酰二肽等。②多聚核苷酸,如多聚肌苷酸胞苷酸(poly1:C),多聚腺苷酸(poly1:A:μ)等。③弗氏佐剂(Freundadjuvant),这是目前最常用于动物实验的佐剂,它是将抗原水溶液与油剂石蜡油植物油)等量混合,再加乳化剂羊毛脂或叶吐温80)制成油包水抗原乳剂,称之为不完全弗氏佐剂。如在不完全佐剂中加入分枝杆菌(如死卡苗)则称为完全弗氏佐剂。④无机物,如明矾及氢化铝等。

佐剂的作用机制尚不完全清楚:①它可能增加抗原的表面面积,易为巨噬细胞所吞噬;②延长抗原在体内的存留期,增加与免疫细胞接触的机遇;③诱发抗原注射部位及其局部淋巴结炎症反应,有利于刺激免疫细胞的增殖作用。

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