抗原的抗原性

　　自發(fā)現(xiàn)抗體后，用血清學(xué)方法在體外實(shí)驗，證明了天然抗原與其相應(yīng)抗體發(fā)生特異性結(jié)合，這是一個重要的免疫學(xué)現(xiàn)象，稱這種特性為抗原的抗原性。在早期由于尚未建立對蛋白質(zhì)抗原進(jìn)行分析的方法，為研究抗原性的化學(xué)本質(zhì)造成了困難。奧地利免疫化學(xué)家Landsteiner在本世紀(jì)20年代創(chuàng)建了人工結(jié)合抗原，并應(yīng)用血清學(xué)方法對抗原性的化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，為抗原、抗體的相互作用提供了大量知識，為天然抗原化學(xué)性質(zhì)的研究奠定了基礎(chǔ)。

　　一、人工結(jié)合抗原

　　Landsteiner首創(chuàng)用已知化學(xué)結(jié)構(gòu)的低分子化合物或化學(xué)基團(tuán)與免疫原性蛋白質(zhì)進(jìn)行偶聯(lián)，制備了偶氨蛋白。由于低分子化合物本身無免疫原性，單獨(dú)免疫動物不能對其產(chǎn)生抗體，如與蛋白質(zhì)偶聯(lián)再免疫動物則能對其產(chǎn)生抗體，并能單獨(dú)與其抗體結(jié)合。故稱此種無免疫原性低分子化合物為半抗原（hapten,H)，稱免疫原性蛋白質(zhì)為載體（cauuier,C)自此建立了半抗原與載體的概念（H-C)。因此可以認(rèn)為半抗原是外加在免疫原分子上的已知化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)基團(tuán)，在一定意義上它與抗原分子上未知化學(xué)結(jié)構(gòu)的天然抗原決定簇是同義語（圖10-1)。

圖10－1　半抗原載體結(jié)合物

　　常用為載體的免疫原性蛋白質(zhì)有牛血清蛋白（BSA)、牛血清丙種球蛋白（BGG)、卵清蛋白（OA)、雞丙種球蛋白（CGG)、鑰孔嘁血藍(lán)蛋白（KLH)及人工合成多聚賴氨酸（PLL)等。常用為已知結(jié)構(gòu)的半抗原有二硝基苯酚（DNP)和三硝基苯酚等低分子化分物。

　　Landsteiner有帶有不同酸基的有機(jī)物為半抗原，分別與同一種載體偶聯(lián)制備了幾種酸基不同的半抗原載體結(jié)合物，然后免疫動物。用所得抗體與已知半抗原進(jìn)行體外補(bǔ)體結(jié)合實(shí)驗，結(jié)果證明，帶不同酸基的半抗原只能與其相應(yīng)抗體結(jié)合。同理，他用氨基苯甲酸的三種異構(gòu)物（鄰位、間位、對位)分別與同一種載體蛋白偶聯(lián)的半抗原載體結(jié)合物，只能與其相應(yīng)抗體結(jié)合（表10-1，2)。上述實(shí)驗證明，抗原與抗體的特異結(jié)合是與抗原分子表面的特殊結(jié)構(gòu)的化學(xué)基團(tuán)相關(guān)。將抗原分子表面能與其抗體結(jié)合的部位稱為抗原決定簇，即抗原的抗原性是由其抗原決定簇的性質(zhì)、數(shù)目和空間構(gòu)型所決定，自此建立了抗原決定簇的概念。為以后研究天然蛋白質(zhì)的抗原性提供了理論依據(jù)。

表10-1 不同酸基對半抗原與抗體反應(yīng)特異性的影響

表10-2 化學(xué)基團(tuán)（COOH)位置對半抗原體反應(yīng)特異性的影響

+：陽性反應(yīng)；－：陰性反應(yīng)

　　抗原除與其相應(yīng)抗體發(fā)生特異反應(yīng)外，也可與其它相關(guān)抗體發(fā)生反應(yīng)，稱這種現(xiàn)象為交叉反應(yīng)。這是由于在二種不同的抗原分子中具有相同的抗原決定簇引起的,稱為共同簇或共同抗原.也可能由于二種不同決定簇具有相似的結(jié)構(gòu)，但并非相同，也能引起交叉反應(yīng)。在發(fā)生學(xué)上較近的種屬間，其抗原產(chǎn)生的抗體，彼此間易出現(xiàn)交叉反應(yīng)。如牛血清清蛋白（BSA)與其它種屬清蛋白之間的交叉反應(yīng)（表10-3)。

表10-3 牛血清蛋白與其它種屬清蛋白的交叉反應(yīng)

　　二、載體決定簇與半抗原決定簇

　　單獨(dú)應(yīng)用半抗原不能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗體，只有將半抗原與載體蛋白結(jié)合后，才能誘導(dǎo)機(jī)體既能產(chǎn)生抗載體蛋白抗體，也能產(chǎn)生半抗原抗體，已為實(shí)驗所證明。這就提出了為什么單獨(dú)應(yīng)用半抗原不能產(chǎn)生抗體，載體在抗體產(chǎn)生中發(fā)揮什么作用等問題。

　　為了回答上述問題，有的學(xué)者應(yīng)用牛血清蛋白-二銷基苯（BSA-DNP)和卵白蛋白-二硝基苯（OA-DNP)為載體結(jié)合半抗原，觀察了載體在抗體產(chǎn)生中的作用，他們首先應(yīng)用BSA-DNP對小鼠進(jìn)行初次免疫，然后再分別應(yīng)用BSA-DNP和OA-DNP進(jìn)行再次免疫,觀察載體對抗DNP抗體產(chǎn)生的影響.他們發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)初次與再次免疫時,半抗原需要在相同載體上才能產(chǎn)生半抗原抗體，稱此為載體效應(yīng)（表10-4)。證明載體不是單純起運(yùn)載半抗原的作用，而是具有載體特異性。因此提出一個完全抗原分子，必須具有載體決定簇和半抗原決定簇。

表10-4 載體-半抗原效應(yīng)

　　其后Mitchison等在70年代應(yīng)用載體效應(yīng)過繼轉(zhuǎn)移實(shí)驗，證明了在抗體形成過程中，有對載體特異的細(xì)胞和對半抗原特異的細(xì)胞，分別稱為載體反應(yīng)細(xì)胞和半抗原反應(yīng)細(xì)胞。并進(jìn)一步證明T細(xì)胞是載體反應(yīng)細(xì)胞，對抗體產(chǎn)生起輔助作用。B細(xì)胞是半抗原反應(yīng)細(xì)胞，是產(chǎn)生抗體的細(xì)胞，自此闡明了載體效應(yīng)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。

　　載體-半抗原概念極其重要，它可解釋為什么低分子量化合物與體內(nèi)載體蛋白質(zhì)分子結(jié)合誘發(fā)超敏性反應(yīng)產(chǎn)生的藥物過敏癥。如苯胺類染料、鎮(zhèn)靜劑司眠脲、退熱劑阿司匹林、氨基比林以及多種抗生素分解產(chǎn)物等是誘發(fā)藥物過敏癥的原因。

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