能誘發機體特異性免疫反應、具有一定化學結構的大分子物質。蛋白質、多糖、核酸等物質都可作為抗原。在自然界中抗原分佈很廣,如細菌、病毒、組織細胞、血液、體液等都含有大量的抗原。通過人工方法也可改造或合成抗原,如肽類(見表)。抗原的最重要特性是具有特異性(即專一性)、選擇性。例如,抗原甲誘導的免疫反應隻針對抗原甲而不針對無關的抗原乙或丙,反之亦然。抗原有較大的分子量,一定的化學結構和物理性狀。在體內,抗原可以誘導機體的特異性體液免疫應答,即誘導B淋巴細胞分化為漿漿細胞,產生抗體。抗體是免疫球蛋白(Ig),它能識別相對應的抗原,並與其特異性結合,在體內中和或排除抗原,保護機體不受異物的侵犯。又能誘導機體的特異性細胞免疫應答,即誘導 T淋巴細胞產生效應功能,排除抗原。在體外試驗中,抗原可以與相對應的抗體特異性結合,引起肉眼可見的現象,如凝集、沉淀等。利用這一原理,可借助已知的抗原鑒定未知的抗體,或借助已知的抗體鑒定未知抗原。在體外試驗中,抗原可以刺激培養的T淋巴細胞使之發生功能、形態和結構的改變,據此可在體外判斷機體的細胞免疫功能。

抗原的種類

  絕大多數天然存在的外來抗原進入機體後能誘發特異性的免疫應答,抗原的這種能力稱為免疫原性,也叫抗原性。抗原性的強弱指抗原誘發免疫應答能力的大小,具有免疫原性的抗原與機體產生的免疫應答物質發生特異結合的能力為免疫反應性或反應原性。同時具有免疫原性和免疫反應性的抗原稱完全抗原。半抗原,它們不具備免疫原性,單獨不能誘導體內免疫應答,但與載體蛋白結合後,即具有免疫原性,半抗原與載體蛋白質結合物刺激機體所產生反應物質能與半抗原特異性結合。半抗原多為小分子物質,如某些化學藥物、類脂質等。例如,青黴素是一種半抗原,註射到體內後,可以與人體蛋白質結合成為完全抗原,使一些過敏體質的人發生變態反應。免疫佐劑是能增強機體對抗原的免疫應答能力的物質。常用的佐劑包括分枝桿菌、短小棒狀桿菌、脂多糖、多聚核苷酸、明礬、氫氧化鋁、油劑等。佐劑在免疫學研究中,具有廣泛的用途。如利用動物制備抗體時,將抗原和佐劑一起免疫註射動物,可使抗體效價明顯高於單獨使用抗原時。在臨床上,佐劑可作為免疫增強劑治療某些疾病。

  抗原的特異性是由抗原分子表面的抗原決定簇決定的。這些決定簇實質上是特殊的化學基團,能夠通過其空間構型與相應的抗體或淋巴細胞表面的抗原受體特異性結合,這種結合類似於鑰匙和鎖的匹配(圖1)。完全抗原的表面有許多抗原決定簇,可分別結合於不同的抗體或抗原受體(圖2)。

  抗原的種類 比較重要的抗原包括:①自身抗原,自身組織對自身來說通常無抗原性,這可能是由於在胚胎期抗自身成分的免疫活性細胞被殺死或受抑制,造成對自身成分的天然耐受性。在病理情況下,自身隔絕成分如眼晶狀體蛋白質、甲狀腺球蛋白、腦組織等漏入血流,被免疫活性細胞識別為異物,便可成為自身抗原引起自身免疫病。除此之外,自身成分在燒傷、感染、輻射、化學藥物等外因作用下,結構發生改變,也會成為自身抗原,引發自身免疫病。②異種抗原,各種病原微生物均有較強的抗原性,它們帶有大量的不同抗原,如細菌有菌體抗原、鞭毛抗原、莢膜抗原等;病毒有表面抗原、核心抗原等,可引起機體的免疫應答,也可據此用相應的抗體進行微生物的鑒別和感染性疾病的輔助診斷。一些微生物抗原可制成疫苗用於預防接種,如傷寒、脊髓灰質炎、乙型肝炎疫苗等。一些細菌產生的外毒素和類毒素可作為抗原制備抗毒素(即抗外毒素的抗體),用於臨床治療,如白喉、破傷風抗毒素等。此外,動物組織器官、血液等對人來說,亦屬異種抗原。有一些異種抗原可引起機體的變態反應,也可稱為過敏原或變態原,如植物花粉、食物、藥品、黴菌、動物皮屑、羽毛、異種血清等,一旦被過敏體質的人攝入,就可誘發變態反應。③異型抗原,同一種屬不同個體之間存在的抗原稱異型抗原,如某人紅細胞的ABO血型對不同血型者是異型抗原,故血型不合會引起輸血反應。人的組織相容性抗原,又稱人白細胞抗原(HLA)是一切有核細胞,包括白細胞和其他組織細胞上的抗原,在同種異體間進行組織或器官移植時,往往由於HLA的不同,出現移植排斥反應。④嗜異性抗原,是不同種屬間存在的共同抗原,是由J.福斯曼首先發現,也稱為福斯曼氏抗原。豚鼠臟器組織與羊紅細胞間有共同抗原;大腸桿菌O86含有人B血型物質;肺炎鏈球菌14型含A血型物質;傳染性單核細胞增多病癥原體與羊紅細胞間有共同抗原,等等。某些病原微生物與人體組織有嗜異性抗原,這是引起自身免疫病的原因之一,如溶血性鏈球菌與腎小球基底膜和心肌組織有共同抗原,故溶血性鏈球菌可引起鏈球菌感染後的腎小球腎炎或心肌炎;大腸桿菌O14型的脂多糖與人結腸粘膜有共同抗原,故大腸桿菌O14可能導致潰瘍性結腸炎的發生。⑤腫瘤抗原,指腫瘤細胞特有的不存在於正常組織細胞的抗原。它與腫瘤的免疫學診斷和免疫學治療有密切的關系。腫瘤抗原主要有三大類,即腫瘤胚胎抗原、腫瘤病毒相關抗原和腫瘤特異性抗原。其中對腫瘤胚胎抗原的研究較為深入。正常組織在胚胎期出現的某些抗原、出生後不再出現,但組織癌變後,又在腫瘤細胞重現,這種抗原稱腫瘤胚胎抗原。例如原發性肝癌時出現的甲胎蛋白(AFP),結腸癌時出現的癌胚抗原(CEA)等,均屬腫瘤胚胎抗原。檢測病人血清中的胚胎抗原,對早期診斷一些腫瘤具有重要意義。