抗原、抗体基本概念
抗原、抗体基本概念
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：
一、抗原、抗体的概念及抗原抗体的关系
(一)抗原(Ａnｔigen)
凡能刺激机体产生抗体，并能与抗体发生特异性结合的物质称为抗原。物质所具有的这种特性称为抗原性（A ｎtigｅniciｔy）。
(二)抗体
是机体受抗原刺激后,在体液中出现的一种能与相应抗原发生反应的球蛋白,称免疫球蛋白（Ｉmｍuｎoglobｕlin，Ig)。含有免疫球蛋白的血清称免疫血清。
（三）抗原与抗体的关系
抗原是引起机体产生免疫反应的主要外因，决定免疫反应的特异性,机体与抗原物质的斗争过程中为加速循环和排除抗原而产生的抗体、致敏淋巴细胞等物质，是机体排除异体物质的保护性反应。没有抗原的刺激,机体不能产生抗体;没有抗原物质,也无法检测抗体的存在;利用抗体可以检测抗原物质。
二、抗原的性质及种类
(一）抗原的性质
１.异种异体物质机体能对进入体内的异种、异体的大分子物质产生抗体,该物质与机体的种类关系愈远,其抗原性就愈强，机体的免疫反应也更强。例如鸭血清蛋白对鸡的免疫原性较弱，而对家兔则能引起较强的免疫反应。
同种异体物质也可具有抗原性,同种不同个体之间，同一类型的细胞和组织，其抗原性也有差异，例如人的红细胞有ABO血型抗原及Rh型抗原。人类白细胞和其它组织的细胞膜上也具有组织相容性复合物的抗原物质(Man Hｉｓtｏｃompａtibｉlｉtｙｃoｍｐlｅｘ,MHC)。
自身抗原:机体对本身所具有的物质不产生免疫反应。但在某些条件下,使机体某种物质、细胞或组织成分具有抗原性时，也可导致机体产生免疫反应。此具有抗原性的自身物质称自身抗原（Auｔoaｎｔigｅn) ，所产生的抗体称为自身抗体(Aｕtoａnｔibody）。如自身组织变性,机体组织或细胞在各种理化因素作用下,引起化学组成的分子排列和构型改变，形成新的抗原决定簇,例如服用安替比林、匹拉米洞等药所致白细胞减少，就是由于所服用药物改变了白细胞的一部分表面化学结构，形成新的抗原决定簇,激活免疫活性细胞产生白细胞抗体（自身抗体）,导致白细胞减少症。在外伤、感染和炎症时，可能使隐蔽性抗原如精子、甲状腺球蛋白等释放,引起机体产生免疫反应。
并非异物都是抗原,例如砂尘和一些非生物性高分子聚合物，仅能激发细胞吞噬反应而不能使机体产生抗体或致敏淋巴细胞。
2．大分子胶体凡具有抗原性的物质，分子愈大,抗原性愈强（如细菌、蛋白质）。一般认为抗原分子量愈大，其表面积相应较大，接触免疫细胞机会增多,在体内停留时间较长,不易排除，因而对机体刺激作用也强。一般具有免疫原性的物质,其分子量常在1０00０以上。对于蛋白质组成的抗原,其分子量小于５０00～1０000免疫原性很弱或完全没有。但某些低分子量多肽、如胰岛素(分子量573４）,升血糖激素(分子量3８00）,血管紧张素(分子量1０３1)，对某些实验动物还是具有一定的免疫原性。分子量小的物质团聚成的多聚体或吸附于其它胶体(载体)表面,形成大分子表面结构时，如和蛋白质结合，即具有大分子胶体特性，可使小分子物质获得或增强抗原性,如细菌的多糖成分、青霉素等化学药物。
3．抗原的特异性各种抗原物质的化学组成虽然很复杂，但能刺激机体产生抗体并与抗体反应相结合的化学组成，仅仅是抗原物质表面的一些具有活性的化学基因-化学结构及空间构型，称为抗原物质决定簇（基）(Antｉgenic dｅtermｉnant)。各种抗原物质各有其特异的抗原决定簇，但不同的抗原物质常含有共同的抗原成分,称为类属抗原。在分类上相近的种类之间的同一类蛋白质抗原,可表现出类属抗原关系。多种物质结构的相似性,决定这些物质抗原上的类属关系，而分子结构的差异性，决定各种物质的抗原特异性。
抗原的特异性是临床诊断、预防、治疗的基础。各种特异诊断抗体的制备依靠特异性抗原物质的获得；在不易获得特异性抗原的条件下，可利用类属抗原代替。但在鉴别抗原时，应注意区分类属抗原,以免误诊。
一般认为,环状构型要比直线排列的分子免疫原性强，聚合状态的比单体强。具有大分子量的异物,无论具有何种构型,基本上具有免疫原性。但明胶和核酸免疫原性很弱或无。
免疫原的抗原决定簇是否暴露,抗原决定簇之间的距离是否适当,对于免疫原性强弱亦有很大影响。凡暴露的抗原决定簇的数目多,间距大，免疫原性也就较强。能与抗体分子结合的抗原决定簇的总数，称为抗原的结合价。简单的半抗原一般只能与一个抗体分子结合，是单价抗原。根据抗原分子大小推算，有100个氨基酸的多肽，约有14~20个不重叠的抗原决定簇,即有１４~20个抗原结合价。
（二)抗原的种类
医学上常见的抗原物质，种类很多，如病原微生物及其代谢产物（毒素),异种动物血清（各种抗毒素，免疫血清的来源)，同种血型抗原,同种异体皮肤,器官等组织抗原,自身组织抗原,肿瘤细胞抗原。具有抗原性的各种化学成分有蛋白质、脂蛋白、多糖体、脂多糖、糖蛋白、多肽以及核蛋白等，这些抗原物质均可刺激机体产生抗体或细胞免疫反应。根据引起抗体产生的特点,抗原可分为完全抗原和不完全抗原两大种类。
1.完全抗原完全抗原是指能在机体内引起抗体形成(免疫原性），并可与其抗体特异性结合（反应原性）的物质。如细菌、蛋白质等。
2．不完全抗原或称半抗原(ｈapｔeｎ) 在体内单独存在时不引起抗体产生，当其与蛋白质或胶体颗粒结合后，则可引起抗体形成。半抗原可与其特异性抗体结合。如细菌的多糖和类脂质等。在半抗原与蛋白质结合物中,一般是蛋白质使结合物具有抗原性，而半抗原则决定结合物的抗原特异性。例如,以半抗原α与蛋白质A结合免疫动物,产生抗半抗原α的抗体，不仅可以和结合在蛋白质A上的α抗原结合,也可以和结合在蛋白质Ｂ上的α抗原结合。三、抗体的性质和种类
(一）抗体的一般性质
抗体是免疫球蛋白(Iｍｍuｎoglobuliｎ,Ｉｇ)。人类免疫球蛋白有五类，即IgＧ、ＩgA、ＩgM、ＩｇＤ及IｇE。
免疫球蛋白的基本结构:１9６３年R．R．Ｐorter对IｇＧ的化学结构提出一个模式图（图1)，后经证实,这种结构模式图也适用于其它几类Ig。即各种Iｇ都具有与IｇG化学结构相似的基本结构。
图1 IgG的基本结构与分区
IgＧ分子由4条对称的多肽链，用二硫键以共价和非共价键联结组成。其中两条长链（由４20-45０个氨基酸组成)称为重链(Ｈeavy Chain,简称Ｈ链）;两条短链（由21２-21４个氨基酸组成)，称轻链(Ｌigｈt Chain,简称L链)。重链占IｇＧ分子的2／3，轻链占１/3。这个四链结构是各类免疫球蛋白的基本结构，可用通式L2H２表示，Ｌ2H2称为一个单体,IgＧ、ＩgD和ＩgＥ都是单体,而分泌性IgＡ含两个单体，IgＭ含有５年单体。Ｌ链根据抗原体的不同分为ｋ(Kaｐa）型和λ（Ｌambda)型,又可分为若干个亚型。多肽链的羧基端称为C末端,氨基端称N末端。多肽链的N末端包括L链的1/2和H链的１/４，氨基酸顺序随免疫的抗原不同而异,称为可变区(Ｖａｒiable rｅgｉon，Ｖ区）。多肽链的羟基端包括Ｌ链1/2与Ｈ链的３/４,氨基酸顺序排列比较稳定，称为稳定区(Ｃｏnｓｔant regｉon，C 区)。免疫球蛋白结合抗原的不同特异性,决定于L链和H链的V区氨基酸的种类和顺序的不同,而免疫球蛋白结合补体或巨噬细胞等生物活性,则与H链的C区有关。免疫球蛋白的主要生物活性是:与抗原的特异性结合,活化补体,与细胞如巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、肥大细胞及嗜碱性细胞结合和抗体的选择性传递等。
（二）抗原性和分类特征
免疫球蛋白都是大分子的物质，抗原性较复杂。轻链和重链,可变区和稳定区,由于分子结构的差异,各具有不同的特异性抗原。一般根据重链的抗原性分类，根据轻链的抗原性分型。
1.重链的抗原性人体内的五类Iｇ之间的区别就在于其各自重链的氨基酸组成和抗原性不同。用小写希腊字γ(Gaｍmａ)、α(Aｌｐｈａ)、μ(Mu)、δ（Delｔａ)、ε(Ｅpsiｌｏn),分别表示IgＧ、IgA、IgM、IｇD 与IｇE的两条重链。
根据对重链稳定区抗原性的进一步分析,发现ＩｇＧ、IｇA与IgM三类Ig,还可再区别分不同的亚类。如IgG 有4个亚类(IgG1 、IgＧ２、IｇG３与IgG4)、IgGA、IgＭ也可分为两个亚类(IgA1、IgA２；IｇM1、IgM2）。
重链的可变区(V）也有抗原性，这是因为从N端起约有20个氨基酸的排列顺序不同。据此,可将Ｉg（主要是γ、δ与μ）分为４个亚组(ＶHⅠ、VＨⅡ、ＶHⅢ与ＶＨⅣ）。
2．轻链的抗原性根据轻链稳定区（CL）氨基酸的组成与排列顺序不同,可将五类Ig的轻链分为两个抗原性,即k(Ｋappａ) 型与λ(Lamｂda)型。每一抗体分子中两条对称的轻链总是同型的，不是k型便是λ型。由于所有Ig 的k型和λ型轻链皆相同,即有共同的抗原性，因此在血清学上可出现交叉反应。
此外,各种Ig的抗原性还表现在：同种(Ｉｓotype)专一性；同种异型( Alｌotype)专一性;个体型（Idｏｔypｅ)专一性。
用木瓜酶（Papain)将IgG分子从重链的第2１９位氨基酸外切断,得到3个片段。两个相同的叫Faｂ（Fｒa ｇment antigeｎｂiｎding)，由一条完整的轻链和一条不完整的重链所组成。Fab片段中的重链部分称为Ｆb片段。另一个是Fc(Fｒａgment Crｙsｔaｌligable）,由连结重链的二硫键C端侧的两条不完整的重链所组成。联结Ｆab和Ｆｃ段（即CH1与CH2间的狭窄区）称为绞链区(Ｈｉｎｇｅregｉｏn)。用胃蛋白酶(Pｅｐsin)将IgG分子从重链间的二硫键的C端侧切断,得到了一段较大的片段F（ab）2,剩余的重链部分称Fｅ’片段（图2)。Fａb 和F（ａｂ)2片段均有抗体活性;而Fc与Ｆc’段则不同,前者具有抗原性,后者因可继续被胃蛋白酶水解为若干小片段，因此其抗原性消失。
图2IgG分子的酶解片段
（三）抗体的种类
抗体种类很多,可分以下几种：
1．根据获得抗体的不同分类
(1）免疫抗体：患传染病后或经人工注射疫苗后产生的抗体;或是用已知抗原免疫动物产生的抗体;或是用单克隆抗体技术制备的抗体;近年还可用基因工程制备抗体。
(2)天然抗体:是指未患传染病也未注射疫苗而在体内出现的抗体。
（3）自身抗体：是机体对自身组织成分产生的抗体。
2.根据抗原与抗体在试管内是否出现肉眼可见的反应进行分类
(１)安全抗体:此抗体能与抗原结合,在一定条件下出现可见的抗原抗体反应。
(2)不完全抗体：此抗体能与相应的抗原结合，在一定条件下不出现可见的抗原抗体反应。完全抗体具有完全的Iｇ分子结构,经酶水解后的片段Faｂ或F(ab)2，可表现出不完全抗体的作用。不完全抗体与抗原结合后,抗原表面便具有抗体球蛋白的特性，如与抗球蛋白抗体作用后,则出现可见的反应。
（四）抗原与抗体的反应
抗原与抗体的反应统称为免疫学反应。在体内进行的抗原抗体反应称为免疫反应，在体外进行的抗原抗体反应称为血清学反应。由于抗原的物理性状不同,参加反应的因素不同（有的有补体或吞噬细胞参加），因此在抗体与抗原反应时,可表现出各种形式的反应。
１．抗原与抗体的结合是高度特异性的结合抗原与抗体的结合是二者分子表面物理化学吸附现象,抗原抗体
复合物在一定的条件下可以解离。
2.一个抗体分子有两个抗原结合点(称两价）在一个抗原分子上则可有许多个结合点（称为多价)。抗原与抗体分子的结合,不受两者数量比例的限制,但如需要出现肉眼可见的反应,则抗原与抗体的量需保持一定比例。在抗原或抗体过量的条件下，不能聚合成大颗粒,因此不能出现肉眼可见的反应。
3．主要的血清学反应有3个类型即凝集反应、沉淀反应、和有补体参加的各种血清学反应。
四、抗体形成的机理
(一)免疫反应的形成
机体在抗原物质的刺激下产生特异性免疫反应的过程,大体上可分为3个阶段。
1．致敏阶段（加工处理抗原阶段）当颗粒性抗原初次进入人体内时,首先被巨噬细胞吞噬（可溶性抗原可直接被Ｔ淋巴细胞吞饮,多糖与鞭毛抗原物质可直接作用于B淋巴细胞）。通过巨噬细胞浆内溶酶体酶的作用，把抗原物质消化降解,而保留其抗原决定簇（特异性抗原成分)。经过加工处理的抗原分子结构比原来的小,抗原性却比原来的加强。当处理过的抗原与巨噬细胞的RNＡ结合成为抗原-RNA复合物（抗原信息）,就具有强烈吸引免疫活性细胞的作用,能把抗原-RNA复合物传递给免疫活性细胞（Immunｏlｏgiｃallｙcｏmpetent ceｌl),启动免疫反应。
2.反应阶段(淋巴细胞分化增殖阶段) 免疫活性细胞在受到抗原信息的刺激后,发生母细胞化,进而大量增殖。由于抗原的性质不同，刺激胸腺依赖淋巴细胞(Thymuｓ-depenｄent ｌｙmphocytes,简称Ｔ细胞）分化成致敏淋巴细胞。抗原信息刺激非胸腺依赖淋巴细胞（Thｙｍus ｉndependenｔlymphocｙteｓ)或称骨髓衍生细胞（Bｏｎｅmarr ｏw derivedｌｙmｐhocyｔes, 简称B细胞）使分化成浆细胞。在分化过程中小部成为“记忆”细胞。由于“记忆”细胞的存在，即使抗原在浆内消失很久(数月至数年或更长）以后，仍能与再度进入体内的相应抗原迅速引起较强的免疫反应（回忆反应)。
3．效应阶段（发生免疫反应阶段)当致敏淋巴细胞再次遇到相应抗原的刺激后,能释放出多种具有生物活性的物质（淋巴因子），参与细胞免疫反应;浆细胞可形成各种类型的免疫球蛋白(抗体),参与体液免疫反应。
从分子遗传学角度来分析细胞DＮA控制抗体形成的过程：抗原信息首先要影响到细胞DNA,再通过接受了抗原信息的DNA来控制抗体的合成。从DNＡ分子对蛋白质合成的现有知识来看，抗体球蛋白分子的合成可能有以下的方式:DNA对蛋白质合成的控制是通过遗传信息来完成的,ＤＮA的遗传信息就是DNA分子中特定的相邻核苷酸排列的顺序,以DNA核苷酸排列顺序为模板，按互补方式形成的ＲNA(称为转录）,即mRＮA（称信使ＲNA）,其碱基排列反映着模板DNＡ信息，信使RNＡ由胞核进入胞浆,附着于核糖粒上。接受了DＮA信息的胞浆中的转移RNA（tRNA），又称可溶性RＮＡ(sＲNA）,在酶的作用下携带特定的氨基酸,以核糖粒上的mRNA与模板，以三联核苷酸结构特点的线形结构顺序，构成氨基酸的排列顺序，合成抗体球蛋白分子。
(二)影响抗体产生的因素
1．抗原的质与量不同性质的抗原（抗原的物理状态、生物状态及毒力强弱）对机体刺激的强弱不一，表现为抗体形成速度的快慢不一,抗体持续的时间长短不一。有些抗原处于可溶性状态其抗原性强，被吞噬细胞处理后抗原性差，而另一些抗原则与此相反。一般初次菌体抗原刺激,2~５天出现抗体,初次类毒素刺激，2~3周出现抗体。使用的抗原量不同,影响也不同,活菌（减毒株）用量少,死菌用理多,死菌用强毒性的抗体反应好。在一定范围内,抗原增多,抗体反应量增加，但抗原量过多，超过了一定限度，抗体反应量受到抑制,这称为免疫麻痹(Ｉｍmunolｏgicｐa ｒａlysis)。
2．机体方面
(1)免疫途径：免疫途径不同，抗原在体内滞留的时间不同，抗原接触机体的免疫组织也不同。抗原在体内停留时间久者,抗体反应高。局部使用，仅引流抗原的局部淋巴结中产生抗体，粘膜表面使用,常在粘膜下淋巴细胞组织或细胞中形成抗体;静脉内注入抗原则引起广泛的产生抗体的组织反应，但抗原中的毒性物质常可引起严重反应。静脉内注入抗原，只适用于急用动物血清。
(2)免疫次数及间隔:初次免疫,抗体出现慢、效价低、持续时间短，为建立基础免疫,至少应在一定间隔时间内连续的免疫２~３次,如死疫苗一般需间隔7~1０天,免疫3次。类毒素免疫需间隔4周,免疫两次。一般免疫效果可保持数月至1年。用动物制造抗血清蛋白等抗体时,追加免疫注射,注射剂量、途径、间隔均需严加注意,以免动物发生过敏反应死亡。
(3)机体处于发育的不同阶段,免疫细胞对抗原刺激的反应不同。根据动物实验资料，可将免疫反应分为3级,在胚胎期及新生儿早期，抗原可使胚胎早期的免疫活性细胞全部消灭或部分抑制,称为0级反应;生产后的动物不再对该同一抗原发生反应，动物形成免疫耐受（Iｍ－ｍunologｉc tolerance)。出生后,抗原刺激则引起免疫活性细胞增生，形成细胞免疫反应,称为Ｉ级反应。出生后经过一段时间才引起浆细胞增生，伴随抗体形成,称为IＩ级反应。
3.佐剂(Adjuvanｔｓ)的作用增强免疫作用。佐剂伴随抗原物质注射机体，可增强抗原的作用，佐剂可使弱抗原物质成为有效的抗原。如明矾沉淀类毒素可刺激免疫活性细胞增殖，可推迟抗原吸收排除,使抗原在体内持续较久。油剂、结核菌、卡介菌、蜡质等可广泛地刺激吞噬细胞的吞噬作用,刺激不成熟的浆细胞及淋巴细胞，产生较好的免疫效果。
佐剂又称免疫增强剂，种类很多，实验室常用福氏佐剂、明矾和氢氧化铝等。
明矾和氢氧化铝的作用是吸附抗原,以延缓吸收,使抗原刺激得以持久;并刺激局部生成浆细胞，增加抗体生成。福氏佐剂(Freunｄ’s adjuvａnts)中羊毛脂类物质和石蜡油均能延缓抗原的吸收、裂解与消除，使抗原的刺激持久；抗酸杆菌能引起淋巴结、脾、肌肉中广泛增生浆细胞，提高抗体生成;石蜡油对刺激网状内皮系统有协同作用。完全福氏佐剂的配制是：①取2０0mｇ卡介菌加入高压灭菌的优质石蜡油85ml和羊毛脂15mｌ中。②用无菌注射器或振动混合器混匀,即可使用。不完全福氏佐剂只用石蜡油和羊毛脂混合液，不加入卡介菌。
佐剂与可溶性抗原水溶液一般用等体积混合。如福氏佐剂与等量球蛋白溶液混合，用注射器或振动混合器充分混合,取一小滴滴于水面(4~8。C）上,若不散开，保持滴状，即可应用。
五、补体系统
补体系统（Complement sｙstem）是存在于人和动物正常血清中、具有酶活性的一组复杂的血清蛋白。由球蛋白、碳水化合物、与磷脂结合而成，约占血清球蛋白总量的１0%，不耐热，加热56。C经30miｎ即被灭活。补体参与多种抗原抗体反应,导致细菌、红细胞等溶解。但此种作用不是特异性的,即能与任何抗原抗体的复合物结合而发生反应。近年的研究表明补体不仅是机体自身稳定和保护性反应的重要物质之一,而且还参与许多免疫病理的损伤机制。
补体系统由9个成分11种血清蛋白质组成，常以符号“C”表示。根据其作用顺序分别命名为Ｃ1、C2 、C3、C4、C5、C６、Ｃ7、Ｃ8 和Ｃ９。其中C１又由３个亚单位所组成,即C1ｑ、C1ｒ和Ｃ1s。C1~ C9代表活化的补体成分。所有补体成分均为大分子蛋白质；除C1q外,皆以不活动形式存在于血清中。
补体的各种成分由体内不同部位合成。C1由胃肠道上皮细胞合成，C２与Ｃ4由巨噬细胞合成，Ｃ３主要在肝脏合成,C６、C9也可能在肝脏合成。
当因某种原因补体被激活时,补体成分便按两种激活途径即C1激活途径和C3激活途径,按一定的顺序呈现连锁的酶促反应,参与机体的防御功能和维持自稳状态；亦可作为一种介质或效应物质参与机体的免疫病理过程。
抗原抗体的最佳反应
第一节抗原抗体反应的原理 抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇（表位）与抗体超变区的沟槽分子表面的结构互性与亲合性而结合的。 一、抗原抗体的结合力 抗原抗体间结合为非共价键结合，有四种分子间引力参与。 （1）静电引力：是抗原抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互吸引的力。又称为库伦引力。这种引力的大小与两电荷间的距离的平方成反比。两个电荷距离越近，静电引力越强。 （2）范德华引力：是抗原与抗体两个大分子外层轨道上电子之间相互作用时，因两者电子云中的偶极摆动而产生吸引力。能促使抗原抗体相互结合，这种引力的能量小于静电引力。 （3）氢键结合力：是抗体上亲水基团与相应抗原彼此接近时，相互间可形成氢键，使抗原抗体相互结合。氢键结合力较范德华引力强。 （4）疏水作用力：是抗原表位与抗体超变区靠近时，相互间正、负极性消失，亲水层也立即失去，排斥了两者之间的水分子，使抗原抗体进一步相互吸引，促进其结合。疏水作用力是这些力中最强的，对维系抗原抗体结合作用最大。 二、抗原抗体的亲合性和亲合力 亲合性是指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原表位之间相互适应而存在的引力，它是抗原抗体之间固有的结合力，可用平衡常数K来表示：K=K1/K2，K值越大，亲合性越高；亲合性越高，与抗原结合越牢。 抗体的亲合力是指抗体结合部位与抗原表位之间结合的强度，与抗体结合价直接相关，即所谓多价优势，如IgG为两价，亲合力为单价的103倍，IgM为5～10价，亲合力为单价的107倍。由于抗原抗体的结合反应是可逆的，若抗体的亲合力高，与抗原分子结合牢固，不易解离；反之即容易解离。 二、亲水胶体转化为疏水胶体 大多数抗原为蛋白质，抗体是球蛋白，它们溶解在水中皆为胶体溶液，不会发生自然沉淀。这种亲水胶体的形成机制是因蛋白质含有大量的氨基和羧基残基，在溶液中这些残基带有电荷，由于静电作用，在蛋白质分子周围出现了带相反电荷的电子云并形成了水化层，由于电荷的相斥，就避免了蛋白质分子间靠拢、凝集和沉淀。当抗原抗体结合后，使水化层表面电荷减少或消失，水化层变薄，电子云也消失，蛋白质由亲水胶体转化为疏水胶体。再加入电解质，如NaCl，则进一步使疏水胶体物相互靠拢，形成可见的抗原抗体复合物。
抗原抗体反应
免疫学检测 抗原抗体反应(antigen-antibody reaction)是指抗原与相应抗体所发生的特异性结合反应。 抗原抗体反应的特点 （一）特异性抗原抗体的结合本质是抗原决定簇与抗体超变区的结合。抗原决定簇与抗体超变区在一级结构和空间构型上呈互补关系，所以它们的结合具有高度特异性。抗原抗体结合力的大小，常用亲和力（affinity）或亲合力（avidity）来表示，前者指抗体分子上一个抗原结合部位与相应的抗原决定基之间的结合强度，后者指一个抗体分子与整个抗原之间的结合强度。抗原与抗体的结合为非共价的可逆结合，它们空间构象的互补程度不同，结合力强弱也不同，互补程度越高，亲和力越高。 （二）可逆性抗原抗体结合反应不是化学反应，而是非共价键的结合。4种分子间引力参与了抗原抗体间的结合，分别是静电引力、范德华力、氢键结合力和疏水作用。抗体和抗原之间的亲和力源自抗体超变区和抗原决定簇在空间构型上的互补性。抗原和抗体分子均是极性分子，反应温度、酸碱度和离子浓度对它们的极性有重要影响，从而影响着两者的空间构型和亲和力。抗原抗体结合反应是可逆反应。正向反应产物是抗原抗体复合物，复合物解离则是逆向反应。（三）抗原和抗体的浓度及合适比例 抗原和抗体的浓度及合适比例是可见现象能否出现的关键。当比例不合适时，少量的小分子抗原抗体复合物停留在反应的第一阶段，不能进一步交联和聚集，故不出现肉眼可见的现象。一般用电解质溶液来调整抗原和抗体的浓度，使两者的比例合适。 （四）抗原抗体反应的阶段性 抗原抗体反应的过程可分为两个阶段。第一阶段是抗原抗体发生特异性结合，此阶段的抗原抗体复合物量很少，分子小，肉眼看不见。当抗原抗体比例合适并且具备一定的环境因素(如电解质、pH、温度、补体)时，抗原抗体复合物进一步交联和聚集，反应也进入第二阶段，即可见反应阶段。第二阶段的抗原抗体
抗原抗体反应试题
第二章抗原抗体反应 一、以下每一道考题下面有A、B、C、D、E5个备选答案。请从中选择1个最佳答案。并在答题卡上将相应题号的相应字母所属的方框涂黑。 1.抗原抗体复合物吸引在一起依靠 A.静电引力 B.共价键 C.分子间吸引力 D.疏水结合力 E.范德华引力 参考答案：C 2.抗原抗体反应的特点不包括 A.特异性 B.比例性 C.多价性 D.可逆性 E.电离性 参考答案：E 3.抗原抗体反应的特异性指的是 A.两者分子功能的相近性 B.两者分子的电子云吸引力 C.两者之间空间结构的相似性 D.两者分子大小的相近性 E.两者之间相互吻合的互补性 参考答案：E 4.完全抗原的特征是 A.有免疫原性，无反应原性 B.有反应原性，无免疫原性 C.无免疫原性和反应原性 D.有免疫原性和反应原性 E.必须与载体结合才具有免疫原性 参考答案：D 5.影响抗原抗体反应的因素不包括 A.电解质 B.温度 C.PH D.适当振摇 E.溶液量 参考答案：E 6.A、B两种抗原都能与某一抗体发生特异性结合反应，这两种抗原相互称为 A.TD-Ag B.TI-Ag C.半抗原 D.完全抗原
参考答案：E 7.抗原抗体结合形成复合物的主要原理是 A.氨基酸结构发生改变 B.氨基酸数量发生改变 C.氨基酸种类发生改变 D.由亲水胶体转变为疏水胶体 E.由疏水胶体转变为亲水胶体 参考答案：D 8.抗体在抗原抗体反应中的合适浓度是 A.固定的 B.规定的 C.随便设定的 D.与抗原相对而言 E.人为规定的 参考答案：A 9.下列关于抗原与抗体特异性结合的结合力，不正确的是 A.非共价键 B.氢键 C.范德华力 D.疏水键 E.需8种分子间引力参与 参考答案：E 10.一般抗原抗体反应的pH值为 参考答案：B 11.免疫学技术中的亲和层析法，纯化抗原或抗体是利用抗原抗体反应的 A.特异性 B.比例性 C.可逆性 D.亲和力 E.疏水作用力 参考答案：C 12.抗原抗体特异性反应时，若抗原或抗体极度过剩则无沉淀形成，叫做 A.前带 B.后带 C.带现象 D.等价带 E.拖尾 参考答案：C 13.凝集反应的抗原是 A.半抗原 B.超抗原 C.可溶性抗原 D.异嗜性抗原
抗原抗体反应原理
抗原抗体反应原理 抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇(表位)和抗体超变区分子间的结构互补性与亲和性。这种特性是由抗原、抗体分子空间构型所决定的。除两者分子构型高度互补外，抗 原表位和抗体超变区必须密切接触，才有足够的结合力。 抗原抗体反应可分为两个阶段:第一阶段为抗原与抗体发生特异性结合的阶段，此阶段反应快，仅需几秒至几分钟，但不出现可见反应;第二阶段为可见反应阶段，这一阶段抗原抗体复合物在适当温度、pH、电解质和补体影响下，出现沉淀、凝集、细胞溶解、补体结合介导的肉眼可见的反应，此阶段反应慢，往往需要数分钟至数小时。在血清学反应中，以上两阶段往往不能严格分开，往往受反应条件(如温度、pH、电解质、抗原抗体比例等) 的影响。 (一)抗原抗体结合力 抗原抗体是一种非共价的结合，不形成共价键，需要四种分子间引力参与。 1.静电引力:又称库伦引力。是因抗原、抗体带有相反电荷的氨基与羧基基团间相互吸引的能力，这种吸引力的大小和两个电荷间的距离平方成反比。两个电荷距离越近，静电引 力越大; 2.范德华引力:这是原子与原子、分子与分子相互接近时分子极化作用发生的一种吸引力，是抗原、抗体两个大分子外层轨道上电子相互作用时，两者电子云中的偶极摆动而产生 的引力。这种引力的能量小于静电引力; 3.氢键结合力:是供氢体上的氢原子与受氢体上氢原子间的引力。其结合力较强于范德 华引力; 4.疏水作用力:水溶液中两个疏水基团相互接触，由于对水分子的排斥而趋向医学教。育网收集整，理聚集的力。当抗原表位和抗体超变区靠近时，相互间正负极性消失，周围亲水层也立即失去，从而排斥两者间的水分子，使抗原抗体进一步吸引和结合。疏水作用力是 这些结合力中最强的，因而对维系抗原抗体结合作用最大。 (二)抗原抗体的亲和性和亲和力
抗原抗体反应的临床特点
抗原抗体反应的临床特点 抗原抗体反应的临床特点 (一)特异性抗原抗体的结合实质上是抗原表位与抗体超变区中抗原结合点之间的结合。由于两者在化学结构和空间构型上呈互补关系，所以抗原与抗体的结合具有高度的特异性。这种特异性如同钥匙和锁的关系。例如白喉抗毒素只能与相应的外毒素结合，而不能与破伤风外毒素结合。但较大分子的蛋白质常含有多种抗原表位。如果两种不同的抗原分子上有相同的抗原表位，或抗原、抗体间构型部分相同，皆可出现交叉反应医`学教育网搜集整理。 (二)按比例。 在抗原抗体特异性反应时，生成结合物的量与反应物的浓度有关。无论在一定量的抗体中加入不同量的抗原或在一定量的抗原中加入不同量的抗体，均可发现只有在两者分子比例合适时才出生现最强的反应。以沉淀反应为例，若向一排试管中中入一定量的抗体，然后依次向各管中加入递增量的相应可溶性抗原，根据所形成的沉淀物及抗原抗体的比例关系可绘制出反应曲线(图9-1)。从图中可见，曲线的高峰部分是抗原抗体分子比例合适的范围，称为抗原抗体反应的等价带(zoneofequivalence)。在此范围内，抗原抗体充分结合，沉淀物形成快而多。其中有一管反应最快，沉淀物形成最多，上清液中几乎无游离抗原或抗体存在，表明抗原与抗体浓度的比例最为合适，称为最适比(optimalratio)。在等价带前后分别为抗体过剩则无沉淀物形成，这种现象称为带现象(zonephenomenon)。出现在抗体过量时，称为前带(prezone)，出现在抗原过剩时，称为后带(postzone)。 关于抗原抗体结合后如何形成聚合物，曾经有过不少解释。结合现代免疫学的成就呼电镜观察所见，仍可用Marrack(1934)提出的网格学说(latticetheory)加以说明。因为大多数抗体的巨大网格状聚集体，形成肉眼可见的沉淀物。但当抗原或抗体过量时，由于其结合价不能相互饱和，就只能形成较小的沉淀物或可溶性抗原抗体复合物。 在用沉淀反应对不同来源的抗血清进行比较后，发现抗体可按等价带范围大小分为两种类型，即R型抗体和H型抗体。R型抗体以家兔免疫血清为代表，具有较宽的抗原抗体合适比例范围，只在抗原过量时，才易出现溶性免疫复合物，大多数动物的免疫血均属此型。H型抗体以马免疫血清为代表，其抗原与抗体的合适比例范围较窄，抗原或抗体过量，均可形成可溶性免疫复合物。人和许多大动物的抗血清皆属H型。
经典的抗原抗体凝集反应
经典的抗原抗体凝集反应 关键词：细菌红细胞电解质试管试剂样品标准物质北京标准物质网 与沉淀反应不同的是，在凝集反应中抗原均为颗粒性抗原，如细菌、红细胞等天然颗粒性抗原，或是吸附有可溶性抗原的非免疫相关颗粒。颗粒性抗原与相应抗体在电解质参与下相互作用，当两者比例适当时，形成肉眼可见的凝块即凝集反应。根据参与反应的颗粒不同，凝集反应分为直接凝集和间接凝集反应两大类，常用方法有玻片法、试管法和微量板法。玻片法常用于定性检测，试管法常用于半定量的检测。 1.直接凝集反应指天然颗粒抗原(如细菌、细胞等)在适当电解质的参与下和相应抗体相互作用，当两者比例适当时出现的肉眼可见凝块。直接凝集反应可分为玻片凝集试验和试管凝集试验两种。玻片凝集试验是在玻片上颗粒性抗原直接与相应抗体结合所出现的凝集现象，称为直接玻片凝集试验，常用于对细菌、ABO血型等的鉴定，多为定性试验。试管凝集试验是将待测的血清在试管中进行一系列稀释后，直接与一定量抗原悬液混合，孵育一定时间后根据是否出现凝集及凝集的程度，判断待测血清中是否含有对应抗体及抗体含量，是检测未知抗体的一种半定量试验方法。 2.间接凝集反应是将可溶性抗原(或抗体)吸附或偶联在与免疫无关的颗粒性载体的表面(如绵羊红细胞、细菌、胶乳微粒等)，形成颗粒性抗原(或抗体)，在适当电解质存在条件下与相应抗体(或抗原)发生特异性结合反应并出现凝集的现象。根据反应方式，间接凝集反应可分为正向间接凝集反应、反向间接凝集反应和间接凝集抑制反应。正向间接凝集反应是将已知可溶性抗原吸附于微球上形成免疫微球，检测待测标本是否含有相应的抗体，常用于检测血清中的自身抗体如类风湿因子、抗核抗体及针对某些病原微生物的抗体。反向间接凝集反应是将抗体先吸附于与免疫无关的微球上形成为免疫微球，检测待测标本是否含有相应的抗原，可用于患者血清中乙型肝炎表面抗原、甲胎蛋白等的检测。 3.间接凝集抑制反应检测试剂为抗原微球及相应抗体，检测时先将被检样品与抗体反应，然后再加入抗原微球，如出现凝集表明被检样品中不存在与抗原微球相同的抗原。如标本中存在相应抗原，则能与相应抗体发生结合，当再加入抗原微球时就不会出现凝集现象，故该试验在本质上属于竞争凝集抑制试验，如免疫妊娠诊断试验对血清中绒毛膜促性腺激素的检测。同样，也可以把抗体与载体相连，通过类似的竞争抑制检测被测样本中是否含有相应抗体。例如用于检测红细胞表面不完全抗体的直接Coombs试验及检测游离在血清中不完全抗体的间接Coombs试验。
抗原抗体反应的基本原理
一、抗原抗体反应的基本原理：Ag与Ab的特异性结合是基于Ag决定簇与超变区分子 间的结构互补性和亲和性。 二、Ag与Ab结合力有四种：静电引力，范德华力，氢键结合力，疏水作用力四种结 合力的强弱。疏水>氢键>静电>范德华力 三、Ag与Ab反应特点：特异性，比例性，可逆性。 沉淀反应曲线的意义：曲线的高峰部分是AgAb分子比例合适的范围，称为AgAb的等价带。在此范围内结合充分，沉淀物形成快而多。当ab过量时称为前带，反之后带。 四、影响AgAb反应因素，主要有两方面，一、反应物自身因素。环境因素，电解质， ph，温度。 五、佐剂：与Ag一起或预先注入机体内，可增强机体对该Ag免疫应答能力或改变应 答类型的物质。 六、单克隆抗体：由一个B细胞克隆产生的，只能识别某一个抗原表位的高度特异性 Ab称为单克隆抗体 七、Ch50试验：即补体50%溶血试验，是根据补体能使致敏的SRBC发生溶血的原理 而建立起测定补体活性的试验，该试验以50%溶血作为终点指标，因此称为ch50试验。 八、超敏反应：是指机体对某些抗原初次应答致敏后，再次接触相同抗原刺激时，所出 现的一种以生理功能紊乱和组织细胞损伤为主的异常免疫应答。 九、M蛋白：单克隆免疫球蛋白，是B淋巴细胞或浆细胞单克隆异常增殖所产生的一 种在氨基酸组成及顺序十分均一的异常单克隆免疫球蛋白；多见于多发性骨髓瘤、巨秋蛋白血症和恶性淋巴瘤，故命名为M蛋白。 十、AID：自身免疫性疾病：当机体免疫系统受某些内因、外因或遗传等因素作用产生 针对自身正常或变性的自身抗原发生免疫应答，导致自身组织器官损伤或功能障碍所致的疾病称自身免疫性疾病。 十一、TAA:肿瘤相关抗原，非肿瘤细胞所特有的抗原成分，也少量存在于正常细胞，但是在肿瘤发生的机体可异常表达。 十二、GVHR：移植物抗宿主反应，由于移植物中的大量免疫活性细胞，受体免疫功能低下，供受体之间MHC抗原不符等引起杀伤宿主靶细胞的现象。 十三、包被：特异性抗原或抗体充分反应，形成固相抗体/载体复合物的过程。 十四、沉淀反应：可溶慈宁宫抗原和抗体在适当条件下发生特异性结合所出现的沉淀现象。
抗原抗体反应
第九章抗原抗体反应 抗原抗体反应（antigen-antibodyreaction）是指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应。可发生于体内（invivo），也可发生于体外(invitro)。体内反应可介导吞噬、溶菌、杀菌、中和毒素等作用；体外反应则根据抗原的物理性状、抗体的类型及参与反应的介质（例如电解质、补体、固相载体等）不同，可出现凝集反应、沉淀反应、补体参与的反应及中和反应等各种不同的反应类型。因抗体主要存在于血清中，在抗原或抗体的检测中多采用血清作试验，所以体外抗原抗体反应亦称为血清反应（serologicreaction）。 第一节抗原抗体反应的原理 抗原与抗体能够特异性结合是基于两中分子间的结构互补性与亲和性，这两种特性是由抗原与抗体分子的一级结构决定的。抗原抗体反应可分为两个阶段。第一为抗原与抗体发生特异性结合的阶段，此阶段反应快，仅需几秒至几分钟，但不出现可见反应。第二为可见反应阶段，抗原抗体复合物在环境因素（如电解质、pH、温度、补体）的影响下，进一步交联和聚集，表现为凝集、沉淀、溶解、补体结合介导的生物现象等肉眼可见的反应。此阶段反应慢，往往需要数分钟至数小时。实际上这两个阶段以严格区分，而且两阶段的反应所需时间亦受多种因素和反应条件的影响，若反应开始时抗原抗体浓度较大且两者比较适合，则很快能形成可见反应。 （一）亲水胶体转化为疏水胶体 抗体是球蛋白，大多数抗原亦为蛋白质，它们溶解在水中皆为胶体溶液，不会发生自然沉淀。这种亲水胶体的形成机制是因蛋白质含有大量的氨基和羧基残基，这些残基在溶液中带有电荷，由于静电作用，在蛋白质分子周围出现了带相反电荷的电子云。如在pH7.4时，某蛋白质带负电荷，其周围出现极化的水分子和阳离子，这样就形成了水化层，再加上电荷的相斥，就保证了蛋白质不会自行聚合而产生沉淀。 抗原抗体的结合使电荷减少或消失，电子云也消失，蛋白质由亲水胶体转化为疏水胶体。此时，如再加入电解质，如NaC1，则进一步使疏水胶体物相互靠拢，形成可见的抗原抗体复合物。 （二）抗原抗体结合力 有四种分子间引力参与并促进抗原抗体间的特异性结合。 1．电荷引力（库伦引力或静电引力）这是抗原抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互吸引的力。例如，一方在赖氨酸离解层带阳离子化的氨基+），另一方在天门冬氨酸电离后带有阴离子化的羧基（－COO－）时，残基（－NH 3 即可产生静电引力，两者相互吸引，可促进结合。这种引力和两电荷间的距离的平方成反比。两个电荷越接近，静电引力越强。反之，这种引力便很微弱。
经典抗原抗体沉淀反应
经典抗原抗体沉淀反应 关键词：样品聚乙二醇聚苯乙烯苯巴比妥庆大霉素试剂标准物质北京标准物质网 指可溶性抗原(主要为蛋白类物质)与相应抗体结合后形成肉眼可见的沉淀物的现象。沉淀反应一般在抗原抗体分子可咀自由扩散且彼此接触的固体状琼脂凝胶中进行，抗原抗体在二者比例合适处结合并形成较稳定的白色沉淀线。沉淀反应一般分为单向免疫扩散试验、双向免疫扩散试验、免疫电泳和免疫比浊。免疫扩散试验和免疫电泳均可在琼脂凝胶中形成肉眼可见的沉淀线(或沉淀环)，一般用于对免疫球蛋白、补体等的检测。免疫比浊是在一定量的已知抗体中分别加入递增量的抗原，经一段时间反应后用浊度仪测量抗原抗体沉淀物的浊度，由于浊度与抗原浓度成正比，故可根据浊度推算出样品中的抗原含量。 1.单项免疫扩散试验先将一定量的抗体或抗血清(或抗原)均匀地分散于固相琼脂凝胶中，然后加入抗原或待测血清(或抗体)。加入的抗原或待测血清(或抗体)向周围扩散，在抗原与抗体的量达到一定比例时即可形成肉眼可见的沉淀环。在一定条件下，沉淀环的大小与抗原浓度成正相关。用不同浓度的标准抗原制成标准曲线，则被测标本中的抗原含量即可从标准曲线中查出。 单向琼脂扩散实验可分为平板法和试管法。平板法是将抗体或抗血清(或抗原或待测血清)与琼脂糖溶液(浓度一般为0. 9％左右，温度在50℃至60℃)均匀混合，在凝固前倾注成平板，待琼脂糖溶液完全凝固后用打孔器在琼脂凝胶板上打孔(孔径一般为3mm、孔距为12～15mm，孔要尽可能打得圆整光滑、不要破裂)，将抗原加入孔中，置于37℃让其自然扩散，一般在24～48小时后可见孔周围出现沉淀环，通过测定环的直径或面积可计算标本中待测抗原的浓度。试管法是将一定量的抗体均匀混于50℃至60℃的0．7％琼脂糖溶液中并注入小试管内，待琼脂糖溶液凝固后在上层加抗原溶液，待测抗原在凝胶中自然扩散，在抗原抗体比例恰当处形成沉淀环。试管法较为简单，但平板法因易于定量故更为常用。 单向琼脂扩散实验常用于对抗原的检测，使用的抗体或抗血清需具有较高特异性和较强的亲和力。应用单克隆抗体测量多态性抗原时，测定值易于偏低：反之用多克隆抗体测量单克隆病时(即单分子改变性疾病)，测定值易于偏高。琼脂质量、浓度、加样孔大小、加入抗体时琼脂糖溶液的温度及抗体是否与琼脂糖溶液充分混匀等对结果均有较大影响，需予以注意。同时每次测定都必须做标准曲线，要用质控血清对实验进行质控。