[科普中國]-半抗原

半抗原(hapten)，又稱不完全抗原(incomplete antigen)，是指某些單獨(dú)存在時(shí)不能誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，即不具備免疫原性，但當(dāng)與大分子蛋白質(zhì)或非抗原性的多聚賴氨酸等載體(carriers)交聯(lián)或結(jié)合(通常是以共價(jià)鍵的形式進(jìn)行結(jié)合)后可獲得免疫原性，從而誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的小分子物質(zhì)。由于半抗原需要與應(yīng)答效應(yīng)產(chǎn)物結(jié)合才能誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，因此它只有免疫反應(yīng)性(抗原性)，而不具有免疫原性。1常見的半抗原有多糖、類脂、核酸和某些小分子化合物和藥物等。2

歷史半抗原的概念最初由奧地利生物學(xué)家卡爾·蘭德斯坦納(Karl Landsteiner)在20世紀(jì)早期提出。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，他向小鼠體內(nèi)注射間氨基苯磺酸鹽，發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)不能引起免疫反應(yīng)。而將間氨基苯磺酸鹽與載體(卵清蛋白)連接后再注入小鼠體內(nèi)則觀察到了強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。小鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體同時(shí)作用于間氨基苯磺酸鹽和載體。卡爾把這種現(xiàn)象稱為“半抗原反應(yīng)”(haptenicresponse)，其中haptenic一詞來自希臘語“haptein”，意思是“固定”。3

載體半抗原-載體復(fù)合物半抗原通常會與血清中的蛋白質(zhì)（如白蛋白）結(jié)合，形成半抗原-載體復(fù)合物。如果半抗原-載體復(fù)合物的分子量大于3000 MW，它就具有免疫原性。此時(shí)，由半抗原-載體復(fù)合物引起的免疫反應(yīng)將同時(shí)針對載體和半抗原。4

而一些半抗原可以與細(xì)胞膜（如紅細(xì)胞）結(jié)合，這種細(xì)胞-小分子復(fù)合物被稱為“新抗原”(neoantigen)。如布洛芬等藥物可與紅細(xì)胞形成新抗原。而一旦引起免疫反應(yīng)，就會導(dǎo)致新抗原紅細(xì)胞的溶解，發(fā)生溶血性貧血。4

常見的載體鑰孔血藍(lán)蛋白(KLH)5

鑰孔血藍(lán)蛋白是一種存在于節(jié)肢動物和軟體動物中的含銅蛋白質(zhì)，分子量在4.5×105~1.3×107Da范圍內(nèi)。KLH具有較高的免疫原性，是最常用的載體，也是用于哺乳動物宿主（如兔和小鼠）的理想載體。然而，KLH在水中的溶解度較差，呈絮狀，但這不影響KLH的免疫原性。

牛血清白蛋白(BSA)5

牛血清白蛋白是從牛的血漿中提取的一種蛋白，為目前可得的最穩(wěn)定、溶解度最高的白蛋白之一。它的分子量為6.7×104Da，其結(jié)構(gòu)中包含有59個(gè)賴氨酸。BSA是弱抗原性化合物的常用載體。由于分子量較小而較易溶于水，BSA常用于免疫測定。然而，因?yàn)锽SA在基于抗體的測定（如ELISA）中常用于封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn)，所以若使用針對半抗原-BSA復(fù)合物的抗體進(jìn)行測定會產(chǎn)生假陽性。

卵清蛋白(OVA)5

卵清蛋白是從雞蛋蛋白中分離出的一種蛋白質(zhì)，分子量為45×103Da。OVA通常是用作備用的載體，用來確認(rèn)抗體對半抗原具有特異性而不是對載體。

半抗原-載體效應(yīng)半抗原-載體復(fù)合物引起的免疫反應(yīng)需要半抗原特異性B細(xì)胞和載體特異性輔助T細(xì)胞的參與。B細(xì)胞識別復(fù)合物上的半抗原后將復(fù)合物內(nèi)吞并對載體進(jìn)行加工，產(chǎn)生載體-MHCII類分子復(fù)合物，從而將載體提呈給載體特異性輔助T細(xì)胞。于是輔助T細(xì)胞活化后和B細(xì)胞相連接，將其激活，使其分泌抗體。1

半抗原藥物抗生素β-內(nèi)酰胺類的抗生素，特別是青霉素類，在使用過程中較易出現(xiàn)過敏癥狀。其原因就是這類藥物在儲藏過程中易發(fā)生降解，產(chǎn)生青霉酸等物質(zhì)。這些物質(zhì)本身無免疫原性，但其中的青霉噻唑基是一個(gè)重要的抗原決定簇，6一旦和血清蛋白結(jié)合成為完全抗原就能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生大量IgE抗體，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)，也就是青霉素過敏。1由于不同類的青霉素均能降解產(chǎn)生相同的青霉噻唑基，青霉素之間能發(fā)生強(qiáng)烈的交叉過敏反應(yīng)。6

而頭孢菌素類抗生素由于不能形成穩(wěn)定的頭孢噻嗪基而過敏反應(yīng)發(fā)生率較低。同時(shí)，頭孢菌素降解生成的結(jié)構(gòu)各異的側(cè)鏈?zhǔn)瞧渲饕目乖瓫Q定簇，因此不同頭孢菌素之間不會發(fā)生交叉過敏反應(yīng)。6

麻醉劑氟烷（三氟溴氯乙烷）曾在20世紀(jì)50年代左右被用作麻醉劑。它在體內(nèi)會代謝成三氟乙酰氯，隨后與肝臟中的蛋白質(zhì)反應(yīng)形成新抗原。在引發(fā)對該新抗原的免疫應(yīng)答后，若再次吸入氟烷就會激活免疫應(yīng)答，導(dǎo)致肝臟炎癥。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙磊 - 副教授 - 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)