1、,“綱舉目張”釋義，綱指魚網(wǎng)上的總繩，目指網(wǎng)眼。把大繩子一提起來，一個個網(wǎng)眼就都張開。比喻抓住事物的關(guān)鍵，帶動其他環(huán)節(jié)。,第二章 抗原抗體反應(yīng),王雪萍 華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院,抗原抗體反應(yīng),第一節(jié) 抗原抗體反應(yīng)原理 第二節(jié) 抗原抗體反應(yīng)特點 第三節(jié) 抗原抗體反應(yīng)影響因素 第四節(jié) 抗原抗體反應(yīng)類型,基本概念,抗原: 是能夠刺激機體免疫系統(tǒng)誘導(dǎo)免疫應(yīng)答,并能與相應(yīng)免疫應(yīng)答的產(chǎn)物(抗體或致敏淋巴細(xì)胞)在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性的結(jié)合反應(yīng)的物質(zhì)。,抗體: 是細(xì)胞識別抗原后活化增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的球蛋白。,免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),抗體的結(jié)構(gòu)及其多樣性,抗原決定簇（epi

2、tope） 1抗原決定簇又稱表位（epitope），是指抗原性物質(zhì)表面決定該抗原特異性的特殊化學(xué)基團，是免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。2抗原決定簇是很小的，其大小相當(dāng)于相應(yīng)抗體的結(jié)合部位，它們可由5-7個氨基酸、單糖或核苷酸殘基組成。3抗原結(jié)合價：是指能與抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的總數(shù)。每一種半抗原可理解為單一的抗原決定簇，而天然抗原含有很多不同的抗原決定簇，它是帶有大量多種天然半抗原的大分子。,是抗原和相應(yīng)抗體之間的特異性結(jié)合反應(yīng) 既可發(fā)生在體內(nèi),也可發(fā)生在體外,一、抗原抗體結(jié)合力,一、抗原抗體反應(yīng),一、基本原理,第一節(jié) 抗原抗體反應(yīng)原理,Ag決定簇和Ab分子超變區(qū)相互 作用(相互

3、吻合,具有互補性) 分子表面特異的可逆的弱結(jié)合力 在極短距離內(nèi)才能發(fā)生,抗原抗體反應(yīng)的二階段性,第一階段為抗原抗體特異性結(jié)合階段，反應(yīng)速度快，幾秒鐘或幾分鐘即可完成，但不出現(xiàn)肉眼可見反應(yīng)。 第二階段為可見階段，表現(xiàn)為凝集、沉淀、補體結(jié)合等反應(yīng)，本階段有兩個特點，一是反應(yīng)進行慢，需要幾分鐘、幾十分鐘或更長。其二是受電解質(zhì)、溫度、酸堿度等多種因素影響。,二、基本條件： 結(jié)合力 親和力和親合力 親水膠體轉(zhuǎn)化為疏水膠體,抗原和抗體的結(jié)合是互補性的特異性結(jié)合 不形成牢固的共價鍵，通過非共價鍵結(jié)合 這種弱的結(jié)合力涉及幾種分子間的作用力,一、抗原抗體結(jié)合力,一、抗原抗體結(jié)合力,*1靜電引力 *2范德華引力

4、*3氫鍵結(jié)合力 *4疏水作用力,靜電引力（庫倫引力）,概念：抗原和抗體分子帶有相反電荷的 氨基和羧基基團之間相互的引力。,引力的大小與兩個相互作用基團間的距 離的平方成反比；平均鍵能約為 20.9kJ/mo1。,范德華引力,概念：抗原和抗體相互接近時，由于分子的 極化作用而出現(xiàn)的引力。,結(jié)合力的大小與兩個相互作用基團的極化程 度的乘積成正比、與它們之間距離的7次方 成反比，鍵能約為4.212.5kJmol。,這種引力的能量小于靜電引力。,具有特異性。,概念：供氫體上的氫原子與受氫體原子 間的引力。,氫鍵結(jié)合力,供氫體：羧基、氨基和羥基,受氫體：羧基氧、羧基碳和肽鍵氧等,能的大小取決于氫鍵的方向

5、：氫鍵具有高度 的方向性。,氫鍵結(jié)合力與供氫體和受氫體之間距離的6次 方成反比，鍵能約20.9kJ/mol。,疏水作用力（疏水鍵）,概念：兩個疏水基團在水溶液中相互接觸時， 由于對水分子排斥而趨向聚集的力。,抗原決定簇與抗體上的結(jié)合點靠近，互相間 正、負(fù)極性消失，親水層立即失去。,此力在抗原抗體反應(yīng)中的結(jié)合是很重要的。,提供的作用力最大，約占總結(jié)合力的50。,抗原抗體結(jié)合力示意圖,抗原,抗體,氫鍵結(jié)合力,O N,O N,H H,靜電引力,- -,+ +,范得華力,- +,+ -,+ -,- +,疏水作用力,排斥的水,二、抗原抗體親和力(affinity）,* 親和力 是抗體分子上一個抗原結(jié)合點

6、與對 應(yīng)的抗原決定簇之間的相適應(yīng)而結(jié)合的 強度，這是抗原與抗體之間固有的結(jié)合力。,親和常數(shù),親和常數(shù)K= K值大的抗體與抗原牢固結(jié)合，不易 解離，說明該抗體有高親和力。,抗體與抗原結(jié)合是可逆的反應(yīng)，在平衡時其,K=K1/K2 K:親和常數(shù) K1:結(jié)合常數(shù) K2:解離常數(shù),* 親合力（avidity) 是指一個抗體分子與整個抗原表位之間結(jié)合的強度。 親合力與親和力、抗體的結(jié)合價和抗原的有 效決定簇數(shù)目相關(guān)。 親合力越大，抗原抗體結(jié)合越牢固。,血清學(xué)反應(yīng)條件下，抗原抗體均帶負(fù)電荷， 使極化的水分子在其周圍形成水化層，成為 親水膠體。,三、親水膠體轉(zhuǎn)化為疏水膠體,當(dāng)抗原與抗體結(jié)合后，表面電荷減少，水

7、化 層變??；而且由于抗原抗體復(fù)合物形成后， 與水接觸的表面積減少，由親水膠體轉(zhuǎn)化為 疏水膠體。,在電解質(zhì)作用下，各疏水膠體之間靠攏，形 成可見的抗原抗體復(fù)合物。,親水膠體轉(zhuǎn)化為疏水膠體示意圖,親水膠體,疏水膠體,轉(zhuǎn)化,NaCl,可見反應(yīng),第二節(jié) 抗原抗體反應(yīng)的特點,特異性 比例性 可逆性 階段性,一、 特異性（specificity）,*概念：抗原分子，只能與由它刺激所產(chǎn)生的抗 體結(jié)合而起反應(yīng)的專一性能。,一、 特異性,*決定因素：由抗原決定簇和抗體分子超變區(qū)之 間空間結(jié)構(gòu)的互補性決定的。 抗體分子N端可變區(qū)形成3nm1.5nm0.7nm的槽溝，只有與其空間結(jié)構(gòu)互補的抗原決定簇才能如楔狀嵌入。

8、,特異性示意圖,*交叉反應(yīng)(cross reaction) 兩種不同的抗原 物質(zhì)具有部分相同或類似結(jié)構(gòu)的抗原決定簇 (共同抗原)，則可與彼此相應(yīng)的抗體反應(yīng)。,*最適比:是指抗原與抗體發(fā)生可見反應(yīng)，需遵循一定的量比關(guān)系，只有當(dāng)二者濃度比例適當(dāng)時，才出現(xiàn)可見反應(yīng)。,二、比例性（proportionality）,1:2,1:4,1:8,1:16,1:32,1:64,1:128,各管抗原倍比稀釋,加入抗血清,各管抗體量不變,振搖 混勻、37孵育,沉淀量不同,出現(xiàn)沉淀量最多的管為最適比例管。,輕搖,絮狀沉淀試驗,絮,狀,沉,示,意,圖,淀,Ag,Ab Ag,等價帶(equivalencezone)抗原與

9、抗體分子比 例合適的范圍。,帶現(xiàn)象：Ag與Ab比例不適而不出現(xiàn)可見反應(yīng)。 * 前帶(prozone) 抗體過量時。 * 后代(postzone) 抗原過量時。,比例性示意圖,抗體過量,比例合適,抗原的量,抗原過量,抗體沉淀的量,前帶,等價帶,后帶,三、可逆性（reversibility),概念：是指抗原與抗體結(jié)合成復(fù)合物后，在 一定條件下可解離為游離抗原與抗體的特性。,抗原抗體動態(tài)平衡公式,K1 Ag+AbAg-Ab K2 K1結(jié)合常數(shù) K2解離常數(shù),抗原抗體復(fù)合物解離取決于： 抗體對相應(yīng)抗原的親合力 環(huán)境因素,環(huán)境因素：pH過高過低、高離子強度等。 常用于解離抗原抗體復(fù)合物的物質(zhì)有： 3mo

10、l/L硫氰化鉀、pH2.4 0.1mol/L甘氨酸、 7mol/L尿素等。 解離后抗原抗體仍保持原有特性。,抗體,混有SPAg,抗體-SPAg,抗體-SPAg,分離劑,一、抗原抗體結(jié)合,可逆性示意圖,抗體,二、抗原抗體分離,第一階段：特異性結(jié)合階段，反應(yīng)快，不可見 第二階段：反應(yīng)可見階段，反應(yīng)慢，出現(xiàn)凝集、 沉淀和細(xì)胞溶解等現(xiàn)象,四、階段性,第三節(jié) 抗原抗體反應(yīng)影響因素,一、反應(yīng)物自身因素 *抗原：1.理化特性 2.Ag決定簇數(shù)量 3.Ag決定簇種類,顆粒性Ag+Ab凝集反應(yīng) 可溶性Ag+Ab沉淀反應(yīng) 單價抗Ag與Ab不出現(xiàn)沉淀反應(yīng),可溶性抗原 沉淀環(huán)反應(yīng),一、反應(yīng)物自身因素 *抗體：1.來源

11、 2.特異性與親合力 3.濃度,H型抗體 等價帶窄,R型抗體 等價帶寬,二、環(huán)境條件： *電解質(zhì)：0.85%NaCl *酸堿度：pH69 *溫度：1540,*酸凝集：當(dāng)pH為3左右時，接近細(xì)菌Ag的等電點，可出現(xiàn)非特異性凝集。,作用時間 抗原抗體反應(yīng)應(yīng)有足夠的時間，不同反應(yīng)時間不同。,第四節(jié) 抗原抗體反應(yīng)類型,1.沉淀反應(yīng) 2.凝集反應(yīng) 3.補體參與的反應(yīng) 4.中和反應(yīng) 5.免疫標(biāo)記,第四節(jié) 免疫學(xué)檢測技術(shù)的類型,按實際用途分為: 免疫組織化學(xué)技術(shù)(immunohistochemistry technique,IHCT) 免疫測定(immunoassay),按檢測現(xiàn)象分為: 放射免疫技術(shù) 熒光免疫技術(shù) 酶免疫技術(shù) 化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù) 金免疫技術(shù),按測定反應(yīng)體系的物理狀態(tài)分為: 均相免疫測定(homogenous immunoassay） 非均相免疫測定(heterogenous immunoassay),標(biāo)記免疫技術(shù)：用熒光物質(zhì)、放射性核素、酶或化學(xué)發(fā)光物質(zhì)等標(biāo)記抗原或抗體，進行抗原抗體反應(yīng)后，通過檢測標(biāo)記物對抗原或抗體進行定性、定位或定量分析,1.等價帶 2.前帶 3.后帶 4.共同抗原 5.交叉反應(yīng) 6. Ag-Ab反應(yīng)原理 .Ag-Ab反應(yīng)特點 . Ag-Ab反應(yīng)影響因素,本章要點,1什么是抗原抗體反應(yīng)？ 抗原抗體反應(yīng)的原理是什么