抗原们,傻傻分不清!

文摘   2025-01-24 11:36   新加坡  

抗原是免疫学及生物医药领域常被提及的名词。但抗原是一个大类的总称,其具体的特性、类别、类型和作用机制,可以说是“五花八门”,非一个词汇能涵盖。
这就导致在特定语汇条件下出现各种不同的“XX抗原”的描述,让人看了傻傻分不清!
胖猫今天这篇就把抗原分门别类给大家摆一摆!让大家在抗原这个知识点上,明明白白的!

抗原的定义

抗原指的是体外(有时候是体内的)任何能够刺激免疫系统产生针对它的特异性T细胞反应或者分泌特异性抗体的物质。

首先从基本构成看,大多数抗原是蛋白质或多糖,存在于细菌、病毒或其他微生物的外壳、荚膜、鞭毛、毒素和菌毛中。
此外,病原微生物的分泌物及类似物质也可能具备抗原性。
核酸和脂质仅在与多糖或蛋白质结合时才具有抗原性。
然后,从抗原的来源看,它们可能来自外部的细菌、真菌、病毒、寄生虫,以及身体内部的癌细胞甚至健康细胞上。

抗原-抗体的结合

“锁-钥”模型是常用来说明抗原-抗体作用的比喻,一把钥匙一把锁。
抗原可以看作是一系列钥匙(抗原表位),这些表位与不同的锁(抗体)对应。
所有抗原都包含一个称为表位(epitope)的抗原性决定簇,这是其特有的结构,也是特异性抗体的结合区域

不同抗原的表位数量不同,因此可以结合不同的抗体数量。
抗原与何种抗体结合取决于其表位的差异。抗体中与抗原表位相互作用的区域被称为抗体结合位(paratope)
大多数抗原能够结合多种抗体,而每种抗体都特异性识别抗原上的一个表位。

抗原的特性

如果是外部的抗原,其外源性越强,免疫原性就越强。就生物抗原来说,不同物种之间的进化分离程度越大,其外来性就越高。
然而,也存在某些例外,如果某些蛋白来自其他物种,但不包含抗原决定基或表位,那么也可能无法触发免疫反应。
抗原的分子大小对免疫原性有重要影响。一个具有免疫原性的抗原其分子量需大于5000Da。分子量小的化合物(称为半抗原)在与大分子结合后也能展示免疫原性。
抗原分子越异质化,免疫原性就越高。
通常,同聚物(仅由同一种单体构成的聚合物)比异聚物(由不同单体构成的聚合物)的免疫原性弱。单个氨基酸的重复包含两个或多个氨基酸的蛋白免疫原性更弱,因此结构复杂性也非常关键。
刚性分子相比柔性分子更容易引发抗体的产生。

抗原的分类

外源性抗原
外源性抗原是指对宿主来说属于外来的抗原,它们可以通过摄入、吸入或注射等方式进入人体,然后通过体液在体内传播。
这个就是病原微生物带来的,势必要通过免疫系统干掉
内源性抗原

内源性抗原指宿主自身产生的抗原,可能是代谢副产物,或胞内细菌或病毒感染。
内源性抗原包括自源抗原(autologous antigen)、特异型抗原(idiotype antigen)、同种抗原(allogenic antigen)、异种抗原(xenogeneic/heterologous antigen)。
自身抗原

自身抗原,这个是不是很常见了,因为在自身免疫病相关的情景下经常出现。
它是宿主自己的蛋白或复合物被免疫系统错误识别为攻击目标,导致自身免疫疾病,“自攻自受”。
肿瘤抗原

肿瘤细胞是正常细胞的突变,肯定会产生和正常细胞不一样的抗原,这成为肿瘤抗原,也称为新抗原(neoantigens)

另外,肿瘤抗原还有“老”抗原,比如肿瘤相关抗原(tumor associated antigens,TAAs)、肿瘤种系抗原(cancer germline antigens, CGAs)和肿瘤病毒相关抗原!

这些一定要分清,可以看看胖猫早期文章,肿瘤新抗原技术

根据免疫反应的类型,抗原又可以分为完全抗原和半抗原:
完全抗原能够引发特定免疫反应,不需要其它分子的协助,通常是高分子量的蛋白质、多肽或多糖(分子量超过10,000 Da)。
不完全抗原/半抗原指那些单独无法诱发免疫反应的物质,它还有个专有的英文名词:hapten
半抗原通常是非蛋白分子,需要与其它载体分子结合才能形成完整抗原。
半抗原的特点是抗原决定簇少,分子量低(通常小于10,000 Da)。
作为载体分子的蛋白质或多糖被视为非抗原性成分,其与半抗原结合以形成完整抗原。

免疫原性的因素

影响抗原免疫原性的因素
外源性:免疫系统通常能够区分自我与非自我,因此外源性强的分子免疫原性强。
大小:分子越大,其成为抗原的可能性越大。

化学组成:化学复杂性越高,其抗原性越强。

物理形态:颗粒状抗原比可溶性抗原更容易引发强烈的免疫反应;同样,变性抗原比其自然状态更容易引发更强的免疫反应。
降解性:一般说,免疫原性强的抗原易被吞噬作用处理。因为抗原需要被分解、吞噬并由抗原呈递细胞(APC)呈递给辅助T细胞,诱发免疫反应。

抗原的应用

1、抗原的特异性可以用于细菌的识别和分类;
2、作为诊断工具,用于确定样本中是否含有特定的抗体;
3、应用于免疫检测中,定量分析不同的生物和化学物质;
4、作为疫苗,用于治疗和预防多种疾病;
5、肿瘤新抗原(neoantigen),是现金癌症疗法的最佳靶点;
6、免疫动物,作为基于抗体药物的早期发现的基本技术;
7、其它,等等。

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