抗原性

抗原性（Antigenicity）

抗原性是指物质（抗原）能够被免疫系统特异性识别的能力，即与抗体或T细胞受体（TCR）结合的特性。抗原性不必然伴随免疫原性（即诱导免疫应答的能力），其强弱取决于抗原表位的结构特征、宿主遗传背景及免疫状态。这一概念是疫苗设计、疾病诊断与免疫治疗的核心基础。

抗原性的核心要素

1. 结构基础

• 抗原表位（Epitope）：

  • B细胞表位：抗体结合位点，依赖构象（如蛋白质表面环状结构）或线性序列（如变性抗原的暴露区域）。

  • T细胞表位：需经加工为肽段，并与MHC分子结合后递呈至T细胞。

• 化学组成：

  • 蛋白质：通常抗原性最强（含复杂氨基酸序列与构象）。

  • 多糖：抗原性较弱（如肺炎链球菌荚膜多糖需结合载体蛋白增强免疫原性）。

  • 脂类/核酸：通常为半抗原，需结合载体蛋白才能被识别。

2. 影响抗原性强弱的因素

抗原性的生物学意义

1. 免疫识别与防御：

   • 病原体表面抗原（如细菌鞭毛蛋白、病毒衣壳）被抗体中和或标记清除。

   • 肿瘤新抗原（Neoantigen）激活T细胞，启动抗肿瘤免疫应答。

2. 免疫逃逸机制：

   • 抗原变异：流感病毒HA蛋白表位突变（抗原漂移）逃逸中和抗体。

   • 表位遮蔽：HIV包膜糖蛋白（Env）构象变化隐藏关键表位。

3. 交叉反应性：

   • 相似表位引发交叉免疫（如链球菌M蛋白与心肌肌球蛋白共有表位致风湿性心脏病）。

抗原性的检测与评估

1. 实验方法

• 血清学检测：

  • ELISA：定量抗体与抗原的结合强度（OD值反映抗原性）。

  • 免疫印迹（Western Blot）：鉴定抗原特异性抗体识别条带。

• 细胞免疫检测：

  • ELISPOT：评估T细胞对特定抗原肽的IFN-γ分泌能力。

  • MHC多聚体染色：直接检测抗原特异性T细胞频率。

2. 生物信息学预测

• B细胞表位：

  • 工具：BepiPred、DiscoTope（基于序列或结构预测抗体结合位点）。

• T细胞表位：

  • 工具：NetMHC、IEDB（预测肽段与MHC分子的结合亲和力）。

抗原性的应用领域

1. 疫苗开发：

   • 优势抗原筛选：聚焦高抗原性且保守的表位（如新冠疫苗靶向S蛋白RBD区）。

   • 载体优化：融合抗原与免疫增强蛋白（如乙肝表面抗原与PreS1结构域）。

2. 诊断试剂设计：

   • 选择高特异性抗原（如HIV检测使用gp41/gp120重组蛋白）。

   • 避免交叉反应（如莱姆病检测排除与人体同源的鞭毛蛋白表位）。

3. 抗体药物研发：

   • 表位导向设计：开发靶向特定抗原表位的中和抗体（如PD-1/PD-L1阻断抗体）。

抗原性与免疫原性的区别

挑战与前沿

1. 动态抗原性监测：

   • 实时追踪病原体变异（如新冠病毒Omicron亚型的抗原性变化）。

2. 人工抗原设计：

   • 纳米颗粒展示多表位（如mosaic疫苗）或模拟天然构象（如病毒样颗粒）。

3. 个体化免疫治疗：

   • 基于患者HLA型别预测肿瘤新抗原，定制治疗性疫苗。

抗原性是免疫系统识别“自我”与“非我”的分子基础，其精准解析为疾病防治提供了关键靶点。随着结构生物学与计算免疫学的进步，人类正逐步实现从抗原性预测到理性设计的跨越。