详细介绍抗原抗体反应.pptx

.12.05抗原抗体反应及其应用抗原抗体反应及其应用详细介绍抗原抗体反应第1页抗原基本知识 抗原决定簇抗原-抗体相互作用2详细介绍抗原抗体反应第2页3一、抗原基本知识一、抗原基本知识一、抗原基本知识一、抗原基本知识 抗原(Antigen)是指那些能够经过TCR和和BCR特异性结合特异性结合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免疫应答物质。正应答正应答造成抗体和效应T细胞产生，而负应答负应答则引发宿主反抗原无反应状态，即免疫耐受。“应”指抗原刺激机体产生免疫应答产物即抗体或免疫效应细胞；“答”指对应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外。抗原理化性质抗原多是分子量在抗原多是分子量在4000以上生物大分子以上生物大分子。无机物无机物溶解于水以后以离子形式存在，不能与抗原识别受体形成足够数量非共价键，故不能成为抗原。蛋白质、多糖、脂多糖和DNA等是常见抗原。详细介绍抗原抗体反应第3页4外源性外源性分子大小分子大小 MW.5000-10000化学组成与复杂性化学组成与复杂性 如异聚物比同聚物免疫原性更强抗原加工和递呈敏感性抗原加工和递呈敏感性 如不可溶大分子通常是比可溶性小分子免疫原性更强（不可溶大分子易于吞噬和加工）；不能被降解递呈大分子物质免疫原性很低。详细介绍抗原抗体反应第4页1、抗原性与免疫原性、抗原性与免疫原性免疫原性免疫原性(immunogenicity(immunogenicity),),指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答，诱导产生抗体或致敏淋巴细胞特征。5AgT TB B致敏致敏致敏致敏T T T T细胞细胞细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞抗体抗体详细介绍抗原抗体反应第5页抗原性抗原性（特异反应性），指抗原与其诱导产生抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合特征。6AgT TB B致敏致敏T T T T细胞细胞细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞 抗体详细介绍抗原抗体反应第6页2 2、抗原分类、抗原分类完全抗原（complete antigen)含有免疫原性和特异反应性物质。半抗原又称不完全抗原(hapten，incomplete antigen)无免疫原性，只有特异反应性物质。如青霉素，芳香族化合物、糖、核酸等。载体（carrier）赋予半抗原以免疫原性蛋白质。半抗原+蛋白质（载体）完全抗原 惯用载体：BSA（牛血清蛋白）7完全抗原和半抗原完全抗原和半抗原详细介绍抗原抗体反应第7页8半抗原半抗原半抗原半抗原+载体载体载体载体抗体抗体抗体抗体BTh完全抗原完全抗原完全抗原完全抗原BBBTh详细介绍抗原抗体反应第8页9将将半抗原与大载体分子（通常是蛋白质）半抗原与大载体分子（通常是蛋白质）偶联在一起称为半抗原转化作用。半抗原转化半抗原转化半抗原转化半抗原转化小分子半抗原小分子半抗原经过重氮化以后，再与载体蛋白上酪氨酸残基偶联，形成一个共价偶氮蛋白，表现免疫原性。详细介绍抗原抗体反应第9页超抗原超抗原（superantigen,SAgsuperantigen,SAg）超抗原指一组能与一些亚型TCR/BCR在受体外侧部位相结合，并能直接激活T细胞或B细胞物质。可激活很高数量T细胞分子，比普通抗原激活效率高-50 000倍。10普通抗原普通抗原单克隆单克隆T T细胞应答细胞应答1:101:104 4-1:10-1:105 5超抗原超抗原多克隆多克隆T T细胞细胞应答应答1 1:4-1:10:4-1:10详细介绍抗原抗体反应第10页超抗原与经典抗原超抗原与经典抗原11区 别 经典抗原超抗原 是否需要APC参加 是否需要APC处理 -必须与MHC类分子形成复合物+（VJVDJ）+（V）MHC限制性+-激活T细胞数 1/100001/5-1/20特异性激活+-超抗原作用示意图外源性超抗原：微生物毒素，如金黄色葡萄球菌肠毒素。外源性超抗原：微生物毒素，如金黄色葡萄球菌肠毒素。内源性超抗原：次要淋巴细胞刺激抗原，如反转录病毒基因产物等。内源性超抗原：次要淋巴细胞刺激抗原，如反转录病毒基因产物等。超抗原种类超抗原种类详细介绍抗原抗体反应第11页二、二、抗原决定簇抗原决定簇1.定义n抗原决定簇(antigenic determinant),又称表位(epitope)，是决定抗原特异性含有一定组成和特殊结构化学基团。n它功效是与免疫系统中淋巴细胞上受体结合以及与对应抗体分子结合。n它是免疫原引发免疫应答以及与抗体产生特异反应基本结构单元，是免疫应答特异性物质基础。12详细介绍抗原抗体反应第12页2.类型（1）次序决定簇(sequential determinant)，又称线性决定簇(linear determinant)，序列相连续氨基酸片段组成决定簇。（2）构象决定簇(conformational determinant)，又称非线性决定簇(non-linear determinant)，由不相连接氨基酸次序片段经多肽折叠卷曲而组合起来功效基团，普通位于蛋白质表面。13详细介绍抗原抗体反应第13页14结构决定簇与次序决定簇结构决定簇与次序决定簇结构决定簇与次序决定簇结构决定簇与次序决定簇详细介绍抗原抗体反应第14页15两种抗体与一个连续性抗原表位及一个非连续性抗原表位相互作用详细介绍抗原抗体反应第15页蛋白质结构与抗原表位蛋白质结构与抗原表位163.蛋白质结构与抗原决定蛋白质结构与抗原决定簇关系簇关系（1）蛋白质一级结构只有次序决定簇次序决定簇；（2）蛋白质二级结构与抗抗原反应性原反应性亲密相关；（3）蛋白质三级结构与抗抗原构象决定簇原构象决定簇亲密相关；（4）蛋白质四级结构与抗抗原构象决定簇原构象决定簇和免疫原价和免疫原价数数亲密相关；详细介绍抗原抗体反应第16页B细胞抗原表位特征细胞抗原表位特征天然蛋白B细胞抗原表位通常由蛋白表面亲水氨基酸组成，易于靠近膜结合或自由抗体。次序抗原表位(Sequential Epitopes),连续抗原表位(Continuous Epitopes),蛋白质一级结构结构抗原表位(Continuous Epitopes),不连续抗原表位(Discontinuous Epitopes)，蛋白质三级结构。17详细介绍抗原抗体反应第17页18TCR识别靶细胞表面MHC/抗原肽复合物T淋巴细胞与淋巴细胞与MHC分子分子与BCR不一样，TCR不能与游离抗原结合，而只能识别被主要组织相容性（MHC）分子递呈短肽，所以T细胞反抗原识别和应答含有MHC限制性。MHC分子是一类独特跨膜糖蛋白大分子，由和链非共价结合而成。表示于细胞表面MHC分子必须与9-17个氨基酸短肽相结合。详细介绍抗原抗体反应第18页特征T细胞表位细胞表位B细胞表位细胞表位表位分子TCRBCRMHC分子分子必需必需无需表位性质主要是线性多肽天然多肽、多糖、脂多糖、有机化合物表位大小8-12氨基酸(CD8-TC)12-17氨基酸(CD4-TC)5-15个氨基酸，5-7个单糖或5-7个核苷酸表位类型线性表位构象、线性表位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面19 按照与抗原受体细胞结合不一样，分为B细胞抗原表位和T细胞抗原表位。详细介绍抗原抗体反应第19页4.抗原-抗体反应特异性抗原表位性质、数目、位置、空间排列和立体构象决定着抗原-抗体反应高度特异性。20详细介绍抗原抗体反应第20页5.共同抗原表位与交叉反应1.共同表位（common epitope）：指不一样抗原之间含有相同或相同抗原表位。2.交叉反应（cross-reaction）：指抗体或致敏淋巴细胞对含有相同或相同表位不一样抗原均含有反应（交叉结合）。21详细介绍抗原抗体反应第21页 三、抗原三、抗原-抗体相互作用抗体相互作用抗原抗体反应原理影响抗原抗体反应原因抗原抗体反应应用 放免测定、Elisa、Western Blot22详细介绍抗原抗体反应第22页23抗原抗体反应抗原抗体反应:指抗原与对应抗体指抗原与对应抗体之间所之间所发生特异性结合发生特异性结合反应反应。抗原抗体反应原理体内：体液免疫应答效应作用体内：体液免疫应答效应作用体外：各种免疫学检测技术体外：各种免疫学检测技术包含包含详细介绍抗原抗体反应第23页241、抗原抗原抗体亲和力和亲协力抗体亲和力和亲协力亲和力（亲和力（affinityaffinity）：是抗体分子上一个抗原结合点抗体分子上一个抗原结合点与一个对应一个对应抗原决定簇抗原决定簇之间相适应而结合强度强度，是抗原与抗体间固有结协力抗原与抗体间固有结协力。是是指一个抗原决定簇和抗体分子上一个指一个抗原决定簇和抗体分子上一个AbAb结合位点之间反应强度。结合位点之间反应强度。亲和力=吸引力+排斥力详细介绍抗原抗体反应第24页25亲和常数（亲和常数（K K）：）：K K值越大值越大 抗体亲和力越高抗体亲和力越高 与抗原结合越牢靠与抗原结合越牢靠抗体与抗原结合是可逆反应，在平衡时其抗体与抗原结合是可逆反应，在平衡时其详细介绍抗原抗体反应第25页亲协力（avidity）：是指一个抗体分子与整个抗原表位之间结合强度，与抗体结合价直接相关。另外也与亲和力强弱相关。26抗原与抗体之间总作用强度与很多原因相关，包含抗原价数详细介绍抗原抗体反应第26页2、抗原抗体之间相互作用力：氢键氢键离子键离子键疏水作用疏水作用力力范德华力范德华力27不形成牢靠共价键，经过非共价键结合不形成牢靠共价键，经过非共价键结合这种弱结协力包括几个分子间作用力这种弱结协力包括几个分子间作用力 详细介绍抗原抗体反应第27页1、离子键概念：抗原和抗体分子带有相反电荷氨基和羧基基团之间相互引力。28离子键强度离子键强度大小与两个相互作用基团间距离平方成反比。大小与两个相互作用基团间距离平方成反比。详细介绍抗原抗体反应第28页2、范德华引力概念：抗原和抗体相互靠近时，各自所携带原子与原子、分子与分子因为分子极化作用而出现引力。29 结协力大小与两个相互结协力大小与两个相互作用基团极化程度乘积成作用基团极化程度乘积成正比、与它们之间距离正比、与它们之间距离7 7次方成反比。次方成反比。作用力最小作用力最小 作用大小取决于二者作用大小取决于二者分子空间构型互补性分子空间构型互补性详细介绍抗原抗体反应第29页3、氢键结合力概念：供氢体上氢原子与受氢体原子间引力。30 供氢体：供氢体：COOHCOOH、NHNH2 2和和OH OH 受氢体：氧、氮受氢体：氧、氮 氢键结协力与供氢体和受氢体之间距离氢键结协力与供氢体和受氢体之间距离6 6次方成反比。次方成反比。最具特异性（必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键结合）最具特异性（必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键结合）详细介绍抗原抗体反应第30页4、疏水作用力（疏水键）l概念：两个疏水基团在水溶液中相互接触时，因为对水分子排斥而趋向聚集力。31 抗原决定簇与抗体上抗原决定簇与抗体上结合点靠近，相互间结合点靠近，相互间正、负极性消失，亲水正、负极性消失，亲水层马上失去。层马上失去。结协力最强，约占总结协力最强，约占总结协力结协力5050。详细介绍抗原抗体反应第31页2、抗原抗体反应特点特异性百分比性可逆性阶段性32详细介绍抗原抗体反应第32页33一、一、特异性（特异性（specificityspecificity）1 1、概念：一个抗原分子通常只能与其刺激机体、概念：一个抗原分子通常只能与其刺激机体后产生后产生抗体结合，抗体结合，这种抗原与抗体这种抗原与抗体结合反应结合反应专一性称为特异性。专一性称为特异性。特特异异性性示示意意图图 详细介绍抗原抗体反应第33页342 2、决定原因：、决定原因：由抗原决定簇和抗体分子超变区之间空间结构互补由抗原决定簇和抗体分子超变区之间空间结构互补性决定。性决定。3 3、应用：、应用：因为抗原抗体反应含有高度特异性，故可用已知抗因为抗原抗体反应含有高度特异性，故可用已知抗原（抗体）来检测对应未知抗体（或抗原）。原（抗体）来检测对应未知抗体（或抗原）。详细介绍抗原抗体反应第34页35概念：两种不一样抗原分子含有部分相同或类似结构抗原概念：两种不一样抗原分子含有部分相同或类似结构抗原表位，可与彼此对应抗血清发生反应。表位，可与彼此对应抗血清发生反应。4 4、交叉反应（、交叉反应（cross reactionscross reactions）抗原抗体交叉反应示意图抗原抗体交叉反应示意图Ag B详细介绍抗原抗体反应第35页36二、可逆性（二、可逆性（reversibility)reversibility)1 1、概念：是指抗原与对应抗体结合成复合物后，、概念：是指抗原与对应抗体结合成复合物后，在一定在一定条件下条件下可解离为游离抗原与抗体可解离为游离抗原与抗体特征特征称为抗原抗体结合可逆性。称为抗原抗体结合可逆性。2 2、原因：抗原抗体结合是分子表面非共价键结合，所以形成复、原因：抗原抗体结合是分子表面非共价键结合，所以形成复合物不牢靠。合物不牢靠。3 3、抗原抗体反应动态平衡式如、抗原抗体反应动态平衡式如下：下：详细介绍抗原抗体反应第36页374 4、决定抗原抗体解离原因、决定抗原抗体解离原因（1 1）抗体与对应抗原亲协力。）抗体与对应抗原亲协力。亲协力低抗体与抗原形成复合物较易解离。亲协力低抗体与抗原形成复合物较易解离。（2 2）环境原因对复合物影响。）环境原因对复合物影响。PHPH过高或过低、增加离子强度均可过高或过低、增加离子强度均可破坏静电破坏静电引力，使抗引力，使抗原抗体结协力下降，促使原抗体结协力下降，促使其解离其解离。注意：解离后抗原或抗体依然保持其原有生物活性注意：解离后抗原或抗体依然保持其原有生物活性详细介绍抗原抗体反应第37页38三、百分比性（三、百分比性（proportionalityproportionality）1 1、百分比性是指抗原与抗体发生可见反、百分比性是指抗原与抗体发生可见反应遵照一定量比关系。应遵照一定量比关系。2 2、以絮状沉淀试验为例，受抗原抗体百、以絮状沉淀试验为例，受抗原抗体百分比性影响非常显著。分比性影响非常显著。3 3、依据所形成沉淀物及抗原抗体百分比、依据所形成沉淀物及抗原抗体百分比关系绘制反应曲线。关系绘制反应曲线。详细介绍抗原抗体反应第38页39出现沉淀量最多管为最是百分比管。出现沉淀量最多管为最是百分比管。各管抗原倍比稀释各管抗原倍比稀释加入抗血清加入抗血清各管抗体量不变各管抗体量不变振摇振摇摇匀、摇匀、37孵育孵育沉淀量不一沉淀量不一样样详细介绍抗原抗体反应第39页抗体与多价抗原结合浓度带现象抗体与多价抗原结合浓度带现象l多价抗原：一个大分子抗原有多个抗原决定簇而成为多价抗原。l单价抗原：一个抗原决定簇抗原。l抗体与单价抗原形成复合物是可溶性l抗体与多价抗原形成复合物大多数能形成沉淀。l沉淀反应可用于研究抗体与大分子抗原结合特征。40详细介绍抗原抗体反应第40页41沉淀抗体量抗原量抗原抗体反应与沉淀形成详细介绍抗原抗体反应第41页沉淀反应曲线l测定方法：在一定量抗体中，逐步增加抗原浓度，沉淀形成与抗体百分比亲密相关。l曲线分3个区：l抗体过量区（前带现象）：小分子复合物，不形成沉淀，。l抗原抗体等带区：大量沉淀，无游离抗原或抗体。l抗原过量区（后代现象）：沉淀少。42详细介绍抗原抗体反应第42页43四、阶段性四、阶段性第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段 特点：反应快特点：反应快第二阶段：反应可见阶段第二阶段：反应可见阶段 特点：反应时间较长特点：反应时间较长详细介绍抗原抗体反应第43页44抗原抗原抗体反应影响原因抗体反应影响原因影响抗原抗体反应原因很多，主要有两个方面：一是抗原抗体一是抗原抗体本身本身原因；另首原因；另首先是反应环境原因。先是反应环境原因。一、反应物本身原因抗原抗体反应中，抗原和抗体是反应主体，所以它们特征直接影响其结合情况。(一一)抗原抗原抗原理化性状、表面抗原决定簇种类和数目等均可影响抗原抗体反应结果。详细介绍抗原抗体反应第44页45(二二)抗体抗体抗体反抗原抗体反应影响主要有以下三个方面：(1)起源：起源：不一样动物起源免疫血清，其反应性存在差异。如家兔等大多数动物免疫血清，因为含有较宽等价带，与对应抗原结合易出现可见抗原抗体复合物。马、人免疫血清等价带窄，抗原不足或过剩，均易形成可溶性复合物。而单克隆抗体普通不用于沉淀或凝集反应。(2)浓度：浓度：抗体浓度是相对于抗原而言，二者浓度适当时才易出现可见反应结果，所以在试验前应先进行预试验，滴定抗原抗体最正确反应浓度。(3)特异性与亲协力：特异性与亲协力：特异性与亲协力是影响抗原抗体反应关键原因，它们共同影响试验结果准确度。试验试剂应尽可能选择高特异性、高亲协力抗体，以确保试验可靠性。详细介绍抗原抗体反应第45页46二、二、环境条件环境条件(一一)电解质电解质抗原与抗体发生结合后，由亲水胶体变为疏水胶体过程中须有电解质参加才能深入使抗原抗体复合物表面失去电荷，水化层破坏，复合物相互靠拢聚集，形成大块凝集或沉淀。若无电解质参加，则不出现可见反应。为了促使沉淀物或凝集物形成，惯用 O.85氯化钠或各种缓冲液作抗原及抗体稀释液及反应液。但电解质浓度不宜过高，不然会出现盐析现象。(二二)酸碱度酸碱度蛋白质含有两性电离性质，所以每种蛋白质都有固定等电点。抗原抗体反应必须在适当 pH 环境中进行，pH 过高或过低都将影响抗原与抗体理化性质。抗原抗体反应普通在pH为 69 进行。详细介绍抗原抗体反应第46页47(三三)温度温度抗原抗体反应必须在适当温度中进行，普通以 1540为宜，最适反应温度为 37。一些特殊抗原抗体反应，对温度有一些特殊要求，比如冷凝集素在 4左右与红细胞结合最好，20以上反而解离。另外，适当振荡和搅拌也能促进抗原抗体分子接触，加速反应，其作用与反应物粒子大小成正比。详细介绍抗原抗体反应第47页48抗原抗原抗体反应类型抗体反应类型1.1.沉淀反应沉淀反应2 2.凝集反应凝集反应3.3.补体参加反应补体参加反应4.4.中和反应中和反应5.5.标识免疫反应标识免疫反应详细介绍抗原抗体反应第48页49反应类型反应类型试验技术结果判断结果判断凝集反应凝集反应直接凝集试验直接凝集试验观察凝集现象观察凝集现象间接凝集试验间接凝集试验观察凝集现象观察凝集现象抗球蛋白试验抗球蛋白试验观察凝集现象观察凝集现象沉淀反应沉淀反应液相沉淀试验液相沉淀试验观察沉淀，检测浊度观察沉淀，检测浊度免疫电泳技术免疫电泳技术观察扫描沉淀峰、沉淀弧观察扫描沉淀峰、沉淀弧补体参加反应补体溶血试验补体溶血试验观察测定溶血现象观察测定溶血现象补体结合试验补体结合试验观察测定溶血现象观察测定溶血现象详细介绍抗原抗体反应第49页50反应类型反应类型试验技术结果判断结果判断中和反应中和反应病毒中和试验病毒中和试验检测病毒感染性检测病毒感染性毒素中和试验毒素中和试验检测外毒素毒性检测外毒素毒性标识免疫反应荧光免疫技术荧光免疫技术检测荧光现象检测荧光现象放射免疫技术放射免疫技术检测放射性强度检测放射性强度酶免疫技术酶免疫技术检测酶底物显色检测酶底物显色发光免疫技术发光免疫技术检测发光强度检测发光强度金免疫技术金免疫技术检测金颗粒沉淀检测金颗粒沉淀详细介绍抗原抗体反应第50页51是指颗粒性抗原，比如细菌、红细胞、螺旋体、细胞性抗原，或可溶性抗原（或抗体）与载体颗粒结合成致敏颗粒后，与对应抗体（或抗原）在适量电解质存在条件下，经一定时间后凝聚成肉眼可见凝集现象。用于凝集反应中抗原称凝集原(agglutinogen)。用于凝集反应中抗体称凝集素（agglutinin)。1、凝集反应（Agglutination)详细介绍抗原抗体反应第51页52凝集反应类型凝集反应类型 依据凝集反应中抗原性质抗原性质，反应方式分为：直接凝集反应：玻片凝集试验：玻片凝集试验：ABOABO血型血型试管凝集试验：外斐试验，肥达试验间接凝集反应间接凝集抑制反应协同凝集反应详细介绍抗原抗体反应第52页53详细介绍抗原抗体反应第53页542、沉淀反应(Precipitation)可溶性抗原可溶性抗原（蛋白质、多糖或类脂溶液、血清、细菌抽提液、组织浸出液等）与其对应抗体在适当条件下反应并出现沉淀物现象。用于沉淀反应中抗原称沉淀(precipitonogen)。用于沉淀反应中抗体称沉淀素（precipitin)。详细介绍抗原抗体反应第54页55沉淀反应原理沉淀反应原理沉淀反应原理沉淀反应原理沉淀原（precipitinogen）沉淀素（precipitin）详细介绍抗原抗体反应第55页3、补体结合试验、补体结合试验(Complement fixation test,CFT)56l有补体参加，并以绵羊红血细胞和溶血素（红细胞特异抗体）作指标系统灵敏度很高抗原抗体反应。详细介绍抗原抗体反应第56页57补体结合试验原理补体结合试验原理待检系统待检系统指示系统指示系统补体补体详细介绍抗原抗体反应第57页58补体结合试验（结果阳性）补体结合试验（结果阳性）待检系统待检系统指示系统（不溶血指示系统（不溶血）补体消耗补体消耗详细介绍抗原抗体反应第58页59补体结合试验（结果阴性）补体结合试验（结果阴性）待检系统待检系统指示系统（溶血指示系统（溶血）补体未消耗补体未消耗详细介绍抗原抗体反应第59页604 4、中和试验、中和试验(Neutralization test)(Neutralization test)特异性抗体抑制各种抗原生物学活性（细菌外毒素毒性、酶活性、病毒感特异性抗体抑制各种抗原生物学活性（细菌外毒素毒性、酶活性、病毒感染性等）反应。比如在临床试验诊疗中测定风湿病患者体内抗链球菌染性等）反应。比如在临床试验诊疗中测定风湿病患者体内抗链球菌 O抗抗体反应体反应。简单来说就是抗体与对应病毒粒子特征结合，使后者丧失感染能力。简单来说就是抗体与对应病毒粒子特征结合，使后者丧失感染能力。详细介绍抗原抗体反应第60页61THANKS!详细介绍抗原抗体反应第61页