临床免疫学检验-ppt课件-第2章-抗原和抗体及其结合反应.ppt

,第二章,抗原和抗体及其结合反应,第一节,抗原,第二节,免疫球蛋白与抗体,第三节,抗原抗体反应的原理,第四节,抗原抗体反应的特点,第五节,影响抗原抗体反应的因素,第六节,抗原抗体反应的类型,第一节,抗,原,?,抗原的,性能,?,影响,抗原免疫原性的,因素,?,抗原的,特异性与交叉反应,?,抗原的种类,?,用于免疫测定的抗原分类,免疫原性,抗原能,刺激,机体产生免疫应答，,诱生抗体或致敏淋巴细胞的能,力。,抗原性,（免疫反应性）,抗原可在体内外与,其所诱生的抗体或或致敏淋巴,细胞发生特异性,结合,的能力。,第一节,抗,原,?,抗原的,性能,?,影响,抗原免疫原性的,因素,?,抗原的,特异性与交叉反应,?,抗原的种类,?,用于免疫测定的抗原分类,一,）,Ag,分子的理化特性,1,、化学性质,2,、分子量大小,3,、结构复杂性,4,、物理状态,聚合,单体,;,颗粒性,可溶性,5,、分子构象和易接近性,免疫原性,第一节,抗,原,?,抗原的,性能,?,影响,抗原免疫原性的,因素,?,抗原的,特异性与交叉反应,?,抗原的种类,?,用于免疫测定的抗原分类,异物：,非机体自身成分或虽为自身的但,在胚胎期未与自身免疫系统接触,过的物质,异种,物质,异物性物质,同种异体,物质,隐蔽或改变的,自身,物质,?,异物性：免疫原性的本质,?,抗原的特异性,抗原决定基,（,antigenic determinant),抗原决定基又称,表位（,epitope,），,指,抗原分子中决定抗原特异性的,特殊化学基,团,，是抗原分子与抗体及,TCR/BCR,特异结,合的,基本单位,。,第一节,抗,原,?,抗原的,性能,?,影响,抗原免疫原性的,因素,?,抗原的,特异性与交叉反应,?,抗原的种类,?,用于免疫测定的抗原分类,用于免疫测定的抗原分类,1,、天然抗原,2,、,合成多肽抗原,3,、基因重组抗原,第一节,抗,原,?,抗原的,性能,?,影响,抗原免疫原性的,因素,?,抗原的,特异性与交叉反应,?,抗原的种类,?,用于免疫测定的抗原分类,第二节,抗,体,?,抗体的特性,?,用于免疫测定的抗体分类,?,抗体产生的规律,抗体,（,antibody,Ab,）,B,细胞在抗原刺激下,增殖分化为浆细胞，产生,的,能与相应抗原发,生特异性结合,、具有免疫功能的球,蛋白,免疫球蛋白（,immunoglobulin,，,Ig,）,具有抗,体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白,抗体与免疫球蛋白,特异性,多样性,免疫原性,抗体的特性,多克隆抗体,单克隆抗体,基因工程抗体,用于免疫测定的抗体分类,?,抗原抗体反应,（,antigen-antibody reaction,）,第三节,抗原抗体结合反应的原理,?,定义,:,是指,抗原与相应抗体,之间所发生的,特异性结合,反应。,?,发生部位,:,可发生于体内，也可发生于体外。,?,血清学反应,:,由于抗体主要存在于血清中，在抗原或抗体的检,测中多采用血清作试验，所以,体外抗原抗体反应,曾被称为,血清,学反应,（,serologic,reaction,）,抗原与相应抗体为什么能特异性结合,?,Ag,决定簇,和,Ab,分子超变区,相互作用,(,相互吻合,具有,互补性,),亲和性,:,分子表面特异的可逆的,弱结合力,在极,短距离内才能发生。,分,两个阶段,进行：,抗原抗体特异性,结合,阶段：反应快；不可见。,可见反应,阶段：受环境因素影响大。,抗原抗体反应的基本条件：,结合力,亲和力和亲合力,亲水胶体转化为疏水胶体,?,抗原和抗体的结合是互补性的特异性结合,?,不形成牢固的共价键，通过非共价键结合,?,这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力,一、抗原抗体结合力,*1,静电引力,*2,范德华引力,*3,氢键结合力,*4,疏水作用力,静电引力（库伦引力）,（,electrostatic forces,）,（,coulombic forces,）,?,概念：,抗原和抗体分子带有相反电荷的,氨基和羧基基团之间相互的引力。,?,引力的大小与两个相互作用基团间的距,离的平方成反比；平均键能约为,20.9kJ/mol,。,范德华引力,（,Vander Waals forces,）,概念：,抗原和抗体相互接近时，由于分子的,极化作用而出现的引力,(,诱导力、色,散力和,取向力,),。,?,结合力的大小与两个相互作用基团的极化程,度的乘积成正比、与它们之间距离的,7,次方,成反比，键能约为,4.2,12.5kJ,mol,。,?,这种引力的能量小于静电引力。,?,具有,特异性,。,?,概念：,供氢体上的氢原子与受氢体原子,间的引力。,氢键结合力,(hydregen bond,forces),?,供氢体：,羧基、氨基和羟基。,?,受氢体：,羧基氧、羧基碳和肽键氧等。,?,能的大小取决于,氢键,的方向。,?,氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的,6,次,方成反比，键能约,20.9kJ/mol,。,?,更具有,特异性,。,疏水作用力（疏水键）,?,概念：,两个疏水基团在水溶液中相互接触时，,由于对水分子排斥而趋向聚集的力。,?,抗原决定簇与抗体上的结合点靠近，互相间,正、负极性消失，亲水层立即失去。,?,此力在抗原抗体反应中的结合是,很重要的,。,?,提供的作用力最大,，约占总结合力的,50,。,抗原抗体结合力示意图,抗原,抗体,氢键结合力,O,N,O,N,H,H,静电引力,-,-,+,+,范得华力,-,+,+,-,+,-,-,+,疏水作用力,排斥的水,二、抗原抗体亲和力和亲合力,*,亲和力,（,affinity,）,是抗体分子上一个抗原,结合点与对应的抗原决定簇之间的相适应性而,存在着的引力，这是抗原与抗体之间固有的结,合力。,*,影响因素：,受抗体超变区与抗原表位间,分子,空间构型的吻合程度,的影响。,?,吻合程度越高，亲和力越大。,亲和常数,游离抗体浓度,游离抗原浓度,抗原抗体复合物浓度,?,亲和常数,K=,?,K,值大的抗体与抗原牢固结合，不易,解离，说明该抗体有高亲和力。,?,高亲和力抗体,使用,效果较好。,抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡时其,*,亲合力,（,avidity),是指一个抗体分子与,整个抗原之间的结合强度，可用来表示抗原,和抗体复合物的整体稳定性。,?,影响因素：,?,亲和力,?,抗体的结合价,?,抗原的有效决定簇数目,?,亲合力越大，抗原抗体结合越牢固。,?,血清学反应条件下，抗原、抗体均,带负电荷,，,使极化的水分子在其周围形成水化层，成为,亲水胶体。,三、亲水胶体转化为疏水胶体,?,当抗原与抗体结合后，,表面电荷减少,，水化,层变薄；而且由于抗原抗体复合物形成后，,与水接触的表面积减少,，由,亲水胶体转化为,疏水胶体,。,?,在电解质作用下，各疏水胶体之间靠拢，形,成,可见的抗原抗体复合物,。,亲水胶体转化为疏水胶体示意图,亲水胶体,疏水胶体,转化,NaCl,可见反应,第四节,抗原抗体结合反应的特点,*1.,特异性,*2.,比例性,*3.,可逆性,*4.,分阶段性,一、,特异性,（,specificity,）,*,概念：,抗原分子，只能与由它刺激所产生的抗,体结合而起反应的专一性能。,*,决定因素：,由抗原决定簇和抗体分子超变区之,间空间结构的互补性决定的。,?,抗体分子,N,端可变区形成,3nm,1.5nm,0.7nm,的槽沟，,只有与其空间结构互补的抗原决定簇才能如楔状嵌入。,*,交叉反应,(cross reaction),两种不同的抗原,物质具有部分相同或类似结构的抗原决定簇，,则可与彼此相应的抗体反应。,特异性示意图,交叉反应,血,清：,Ab1,、,Ab2+AgA,特异性反应,+AgB,交叉反应,意义,?,与疾病发生有关：如急性肾小球肾炎,?,用于疾病诊断：如外斐反应,?,引起生物学假阳性：如肥达反应,表位,1,表位,2,表位,3,表位,1,免疫动物,A,抗原,B,抗原,?,与疾病发生有关：如急性肾小球肾炎,A,组溶血性链球菌某些型别的胞壁抗原,和胞浆抗原与人肾基底膜和心瓣膜成,分相同,?,用于疾病诊断：如外斐反应,用普通变形杆菌的某些,OX,菌株抗原代,替立克次体抗原,?,引起生物学假阳性：如肥达反应,伤寒沙门菌抗,O,增高，抗,H,不高,交叉反应,*,最适比,(optimal ratio),或等价点,(equivzlence,point),最迅速出现沉淀时的抗原抗体的浓度比,或量比。,二、比例性,（,proportionality,）,?,等价带,(equivalencezone),抗原与抗体分子比,例合适的范围。,?,带现象：,Ag,与,Ab,比例不适而,不出现,可见反应。,*,前带,(prozone),抗体过量时。,*,后带,(postzone),抗原过量时。,比例性示意图,抗体过量,比例合适,抗原的量,抗原过量,抗,体,沉,淀,的,量,前带,等价带,后带,三、可逆性（,reversibility),?,概念：,是指抗原与抗体结合成复合物后，在,一定条件下可解离为游离抗原与抗体的特性。,?,解离后抗原、抗体仍,保持原有特性,。,?,一定条件,：低,pH,、高浓度盐等。,?,常用于解离抗原抗体复合物的物质有：,3mol/L,硫氰化钾、,pH2.4 0.1mol/L,甘氨酸、,7mol/L,尿素等。,抗体,混,有,SPAg,抗体,-SPAg,抗体,-SPAg,分,离,剂,一,、,抗,原,抗,体,结,合,二,、,分,离,抗,体,可逆性示意图,抗体,四、分阶段性,?,特异性结合阶段,：反应快，肉眼不可见,?,可见反应阶段,：反应慢，可见,第五节,影响抗原抗体反应的因素,一、反应物自身因素,*,抗原：,1.,理化特性,2.Ag,决定簇数量,3.Ag,决定簇种类,*,抗体：,1.,来源：,R,型抗体：,等价带宽,H,型抗体：,等价带窄,2.,特异性与亲和力,3.,浓度：比例性,第五节,抗原抗体反应影响因素,二、环境条件：,*,电解质,：,0.85%NaCl,*,酸碱度,：,pH6,8,*,温度,：,15,40,*,抗原抗体比例：,*,酸凝集：,当,pH,达到或,接近,Ag,的等电点时，可,出现,非特异性凝集,。,可造成,假阳性,结果。,第四节,抗原抗体反应类型,1.,沉淀反应,2.,凝集反应,3.,补体参与的反应,4.,中和反应,5.,免疫标记,表,抗原抗体反应的基本类,型,表,反应类型,实验技术,检测方法,敏感度,沉淀反应,液相沉淀试验,观察沉淀、检测浊度,+,，,+,琼脂凝胶扩散,观察扫描沉淀线或环,+,凝胶电泳技术,或峰或弧,+,补体参与反应,补体溶血试验,以裸眼或光电比色仪,+,补体结合试验,观察测定溶血现象,+,免疫标记技术,荧光免疫技术,检测荧光现象,+,放射免疫技术,检测放射性,+,酶标免疫技术,检测酶底物显色,+,发光免疫技术,测定发光强度,+,生物素,-,亲合素技术,结合其它标记技术,+,金标免疫技术,检测金颗粒沉淀,+,凝集反应,直接凝集试验,用裸眼、放大镜或显,+,间接凝集试验,微镜观察红细胞或胶,+,凝集抑制试验,乳等颗粒和各种凝集,+,协同凝集试验,现象,+,抗球蛋白试验,+,中和反应,病毒中和试验,病毒感染性丧失,+,毒素中和试验,外毒素毒性丢失,+,