抗原

抗原(Ag)是指所有能誘導機體發生免疫應答的物質。即能被T/B淋巴細胞表面的抗原受體(TCR/BCR)特異性識別與結合，活化T/B細胞．使之增殖分化，產生免疫應答產物(致敏淋巴細胞或抗體)，並能與相應產物在體內外發生特異性結合的物質。因此，抗原物質具備兩個重要特性：免疫原性(immunogenicity)和免疫反應性(immunoreactivity)。免疫原性即指抗原誘導機體發生特異性免疫應答，產生抗體和/或致敏淋巴細胞的能力；免疫反應性是指能與相應的免疫效應物質(抗體或致敏淋巴細胞)在體內外發事特異性結合反應的能力。

抗原的基本性質具有異物性、大分子性和特異性：

（1）異物性是指進入機體組織內的抗原物質，必須與該機體組織細胞的成分不相同。抗原一般是指進入機體內的外來物質，如細菌、病毒、花粉等；抗原也可以是不同物種間的物質，如馬的血清進入兔子的體內，馬血清中的許多蛋白質就成為兔子的抗原物質；同種異體間的物質也可以成為抗原，如血型、移植免疫等；自體內的某些隔絕成分也可以成為抗原，如眼睛水晶體蛋白質、精細胞、甲狀腺球蛋白等，在正常情況下，是固定在機體的某一部位，與產生抗體的細胞相隔絕，因此不會引起自體產生抗體。但當受到外傷或感染，這些成分進入血液時，就像異物一樣也能引起自體產生抗體，這些對自體具有抗原性的物質稱為自身抗原，所產生的抗體稱為自身抗體。由於自身抗體與自身抗原發生反應，於是就引起自身免疫疾病，如過敏性眼炎、甲狀腺炎等。機體其它自身組織的蛋白可因電離輻射、燒傷、某些化學藥品和某些微生物等理化和生物因素的作用發生變性時，也可成為自身抗原，引起自身免疫疾病，如紅斑狼瘡病、白細胞減少病、慢性肝炎等。

（2）大分子性是指構成抗原的物質通常是相對分子質量大於10000的大分子物質，分子量越大，抗原性越強。絕大多數蛋白質都是很好的抗原。為什麼抗原物質都是大分子物質呢？這是因為大分子物質能夠較長時間停留在機體內，有足夠的時間和免疫細胞（主要是巨噬細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞）接觸，引起免疫細胞作出反應。如果外來物質是小分子物質，將很快被機體排出體外，沒有機會與免疫細胞接觸，如大分子蛋白質經水解后成為小分子物質，就失了抗原性。

（3）特異性是指一種抗原只能與相應的抗體或效應T細胞發生特異性結合。抗原的特異性是由分子表面的特定化學基團所決定的，這些化學基團稱為抗原決定簇。抗原以抗原決定簇與相應淋巴細胞的抗原受體結合而激活淋巴細胞引起免疫應答。換言之，淋巴細胞表面的抗原識別受體通過識別抗原決定簇而區分“自身”與“異己”。抗原也是以抗原決定簇與相應抗體特異性結合而發生反應的。因此，抗原決定簇是免疫應答和免疫反應具有特異性的物質基礎。

抗原在化學結構上與機體自身不同，具有異物性：①異種物質。從生物進化過程來看，異種動物間的血緣關係越遠，則免疫原性越強。如馬的血清和各種微生物與人的血緣關係遠，所以免疫原性強。而馬的血清與驢、騾的血緣關係近，所以免疫原性相對就弱。②同種異體物質。如人的紅細胞抗原物質和人的白細胞抗原等。③自身物質。自身物質一般不具免疫原性。有些物質如隱蔽的自身成分（眼晶體蛋白、精子等），在正常情況下與免疫系統是隔絕的。但是一旦屏障遭到破壞，這些物質進入血流，即可與免疫活性細胞接觸而成為自身抗原異物。另外，自身物質在外傷、感染、藥物和射線的影響下，其理化性質發生質的改變時，也可成為具有免疫原性的抗原物質。

根據抗原性質分為兩類：完全抗原和不完全抗原。完全抗原（complete antigen）簡稱抗原。是一類既有免疫原性，又有免疫反應性的物質。如大多數蛋白質、細菌、病毒、細菌外毒素等都是完全抗原。

不完全抗原，即半抗原（hapten）是只具有免疫反應性，而無免疫原性的物質，故又稱不完全抗原。半抗原與蛋白質載體結合后，就獲得了免疫原性。又可分為複合半抗原和簡單半抗原。複合半抗原不具有免疫原性，只具免疫反應性，如絕大多數多糖（如肺炎球菌的莢膜多糖）和所有的類脂等；簡單半抗原既不具免疫原性，又不具免疫反應性，但能阻止抗體與相應抗原或複合半抗原結合。如肺炎球菌莢膜多糖的水解產物等。

根據抗原刺激B細胞產生抗體是否需要T細胞協助分類，可分為胸腺依賴性抗原（TD-Ag）和胸腺非依賴性抗原（TI-Ag）。TD-Ag是指需要T細胞輔助和巨噬細胞參與才能激活B細胞產生抗體的抗原性物質。TD抗原免疫應答特點：能引起體液免疫應答也能引起細胞免疫應答；產生IgG等多種類別抗體；可誘導產生免疫記憶。TI-Ag是指無需T細胞輔助可直接刺激B細胞產生抗體的抗原，特點：只能引起體液免疫應答；只能產生IgM類抗體；無免疫記憶

根據抗原的來源可將抗原分為（1）異種抗原（xenoantigens）：病原微生物、類毒素等不同種族之間的抗原；（2）同種異型抗原9alloantigens)：存在於同一種族不同個體之間的抗原，如HLA，ABO血型抗原，Rh抗原, MHC等；（3）自身抗原（autoantigens）：自身成分，分為隱蔽的自身抗原、改變的自身抗原等，如眼晶狀體蛋白等；（4）異嗜性抗原（heterophilic antigens）：又稱Forssman抗原，存在於不同物種間表面無種屬特異性的共同抗原，可存在於動物、植物、微生物及人類中，如溶血性鏈球菌於人心內膜或腎小球基底膜所具有的共同抗原就是異嗜性抗原。

此外，抗原還可分為（1）內源性抗原：指免疫效應細胞的靶細胞自身所產生的抗原；（2）外源性抗原：指非APC自身所產生的抗原。以及天然抗原(natural Ag)、人工抗原(artificial Ag)、合成抗原(synthetic Ag)等。

輔佐細胞可通過多種方法捕獲抗原，例如吞噬作用（對同種細胞或細菌等大型顆粒）和胞飲作用（對病毒等微小顆粒或大分子）等。這種吞噬和吞飲作用無抗原特異性，可能的識別機制在於吞噬細胞與被吞噬顆粒之間的表面親水性差異。另外還有受體介導的內攝作用，這是弱吞噬力的輔佐細胞捕獲抗原的主要方式，例如B細胞可藉助抗原受體（表面免疫球蛋白）與相應的抗原特異性結合，並將抗原內化處理。這些捕獲方式與中性粒細胞的吞噬作用。抗原處理（antigenprocessing）是指輔佐細胞將天然抗原轉變成可被TH細胞識別形式的過程；這一過程包括抗原變性、降解和修飾等。例如細菌在吞噬體內被溶菌酶消化降解，將有效的抗原肽段加以整理修飾，並將其與MHCⅡ類分子相連接，然後轉運到細胞膜上。

可與MHCⅡ類分子結合的都是蛋白性抗原；多糖和脂類不易於MHCⅡ類分子連接，難以被TH細胞識別，因而多不是良好的免疫原；但有時可以誘導抗體性免疫應答。

抗原遞呈（antigenpresentation）是輔佐細胞向輔助性T細胞展示抗原和MHCⅡ類分子的複合物，並使之與TCR結合的過程。這個過程是幾乎所有淋巴細胞活化的必需步驟。抗原遞呈之前，經處理后的抗原肽段已經連接在MHC分子頂端的槽中，這個複合物便是TCR的配體。TCR與配體結合的精確模式尚未清楚，一個合理的說法是TCR中α和β鏈的V段接觸MHC分子的α螺旋（形成MHC分子頂端槽的肽段），使高可變的連接部（V-J及V-D-J）與抗原肽段相結合。這樣保證了TCR識別抗原的特異性。

超抗原的遞呈有獨特的模式，它不需要胞內處理，可以直接與MHCⅡ類分子結合。超抗原不結合在MHCⅡ類分子的頂端槽中，而是結合在槽的外側；與TCR結合時，不結合其α鏈，只結合β鏈的V節段。超抗原對TCR和MHCⅡ類分子的結合都非常牢固，象一支雙向鉤子將T細胞和輔佐細胞緊緊地連在一起，很容易使T細胞活化。另外，任何超抗原都只與含特殊β鏈V節段的TCR結合，這樣的TCR約佔外周T細胞總數的1%～10%，這一數字遠遠大於任何普通抗原所能識別的細胞數；所以某些產毒細胞感染時，容易發生急性期素休克綜合征，就是超抗原刺激的結果。

在醫療中將病原微生物製成疫苗進行預防接種，可以提高人的免疫力。也可以根據微生物抗原的特異性進行各種免疫學試驗，幫助診斷疾病。

有兩大類，一類是紅細胞血型抗原，包括A、B、O血型抗原，Rh血型抗原等。不同血型間相互輸血，可引起嚴重的輸血反應；另一類是存在於人類白細胞細胞膜上的人類白細胞抗原（HLA），又稱主要組織相容性抗原。它們與血型抗原一樣，也是由遺傳決定的，受染色體上的基因控制。不同的個體（同卵雙生者除外）其組織細胞的組織相容性抗原絕大多數不完全相同，因此，在同種異體進行皮膚或臟器移植時，常因供者移植物中存在受者所沒有的抗原成分，刺激受者產生對移植物的免疫反應，導致移植物受到排斥而壞死脫落。

臨床上常用的各種抗毒素血清，一般都是用免疫馬來製備的。一方面，抗毒素能中和與其相應的外毒素，起到防治疾病的作用；另一方面，它能刺激人體產生抗馬血清蛋白的抗體，當再次接受馬的免疫血清時，有可能發生超敏反應。

一類與種屬特異性無關的、存在於人以及某些動物、植物、微生物的性質相同的抗原。

由物理的、化學的因素或某些病毒誘發的實驗動物腫瘤，其細胞中或細胞表面均出現特異性抗原，稱為腫瘤特異性抗原。已證實在某些人類腫瘤中心存在著與病毒密切相關的抗原。