膜抗原與免疫作用及細胞膜與醫藥學

是存在于人體紅細胞膜上的主要抗原，是一種跨膜糖蛋白，血型糖蛋白的蛋白質部分為一條多肽酶，其氨基端為親水性，伸向細胞外表面。多肽鏈中的α螺旋節段橫跨非極性的脂雙層。羧基端也為親水性，位于膜的內表面。血型糖蛋白的氨基端多肽鏈片斷連接有許多寡糖鏈分枝，其糖殘基具有特定的結構順序。根據不同的抗原組合，形成各種血型。紅細胞表面已發現十幾種血型系統，如：ABO、MN、Rh、MNSsKell、Lewis、Duffy、Xg、和Scianna等。

（一）血型抗原第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天ABO血型抗原共有：A型、B型、AB型和O型4種血型。四種血型類型是由寡糖鏈的結構所決定的。分支的寡糖鏈非還原端的單糖有各種變化。1、ABO血型抗原第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天Gal-NAcG-G-NAcGal——前體物FucGal-NAcG-G-NAcGal———H物質FucGal-NAcG-GNAcGalNAcGal-Gal-Gal-NAcG-G-NAcGalFucA抗原B抗原H基因巖藻糖轉移酶IA基因N-乙酰半乳糖胺轉移酶IB基因D-半乳糖轉移酶第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天AIAIA

、IAiBIBIB、IBiABIAIBOii

A抗原抗B抗體

B抗原抗A抗體

A抗原及B抗原--抗A及抗B抗體血型基因型紅細胞抗原血清抗體表1ABO血型的表現型與基因型第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

MN血型抗原是紅細胞膜上的另一個重要的抗原。從M和N血型紅細胞分離出來的血型糖蛋白在氨基酸排列上有所不同，在M型的第1位及第5位氨基酸分別為絲氨酸和甘氨酸，而N型的則是亮氨酸和谷氨酸。因而認為，M、N血型抗原特異性是由糖鏈和肽鏈兩部分共同決定的。第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

一類決定同種個體之間特異性的抗原系統，由于最初是在組織移植中發現，所以叫組織相容性抗原(histocompatibilityantigen)。其化學成分是糖蛋白。機體大部分組織都有這些抗原，它們是細胞膜上的一類蛋白質，決定著移植過程中的免疫反應。

脊椎動物和人體有多種組織相容性抗原，但引起免疫排斥反應的強弱不同。能引起強烈排斥反應的抗原稱主要組織相容性抗原，而引起較弱排斥反應的抗原則稱次要組織相容性抗原。

(二)組織相容性抗原第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

主要組織相容性抗原受控于一組緊密連鎖的基因群組成的復合體，稱為主要組織相容性復合體(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)。

至今研究過的脊椎動物中，從甲胄魚一直到人類都存在結構與功能相似的MHC遺傳區域，如小鼠的MHC是H-2，豬的MHC是SLA，人的MHC是HLA系統。第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

人類的MHC稱為HLA系統，由于對HLA的認識來自對人類白細胞抗原的研究，所以HLA常被用作人類白細胞抗原(humanleucocyteantigen)的同義詞。

白細胞抗原是主要組織相容性抗原的俗稱。主要組織相容性抗原是一組直接與器官移植成功與失敗有關的抗原，代表移植雙方(供體與受體)組織相容的程度，故亦稱移植抗原。第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天HLA的實踐意義

HLA與器官移植

HLA配型能改善移植物的存活。骨髓移植只有在HLA相同的同胞中進行。在腎或其它器官移植中，應首選HLA完全相同的同胞，次選HLA半相同的同胞或親代。對于移植尸體器官應選擇有盡可能多的相同抗原的供者和受者。

HLA與親子鑒定和個體識別由于HLA的多態性，它不僅可以排除親子關系，而且可以用于肯定親子關系。目前HLA已成為鑒定親子關系的法律依據之一。由于在隨機人群中HLA型相同的可能性很小，因此可用它來作為個人識別的排除率很高，已在法醫上廣泛應用。第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

（一）抗原和抗體分子1.抗原一切不屬于細胞正常成分的分子和大分子，都稱為這種細胞的異物；一切不屬于動物體正常組織的細胞，都稱為異體。所有能引起特異免疫反應的異物和異體，都稱為抗原。抗原一般是機體未接觸過的外源成分，如:糖蛋白、脂蛋白及脂多糖等。二、淋巴細胞與特異性免疫作用第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天2.抗體

是免疫應答中的重要產物，在特異性和非特異性免疫反應中起重要作用。

抗體(antibody)即在動物和人的血清中存在的具有免疫作用的球蛋白分子，是免疫反應中被激活的B細胞(漿細胞)所分泌的一大類生物活性物質。免疫球蛋白(Ig)分子由4條多肽鏈構成，兩條相同的輕鏈(L)和兩條相同的重鏈(H)。第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天AntibodiesareProteinsthatRecognizeSpecificAntigens第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

根據組成和H鏈C區的抗原性差異，可分為IgG、IgA、IgM、IgD和IgE五類。第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天(二)膜表面免疫球蛋白

淋巴細胞表面也有能識別抗原的受體，它是一類嵌在膜脂雙層中的免疫球蛋白，也可稱膜抗體，與免疫細胞分泌的游離抗體相似但不完全相同。

B淋巴細胞表面主要有表面免疫球蛋白M(SIgM)，數量高達5×103個，約占10％的細胞表面積；T淋巴細胞的抗原受體分子為SIgT,每個T淋巴細胞表面約有1×103～3×103個免疫球蛋白分子。第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（三）T、B淋巴細胞與特異性免疫作用B淋巴細胞是體液介導免疫反應的主角。它主要防御大多數細菌和病毒的感染以及毒素的有害作用。當B淋巴細胞膜上的受體與相應抗原結合并被激活后，引起細胞內的一系列的變化，并分化為漿細胞，漿細胞合成和分泌相應的抗體。第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天T淋巴細胞是細胞介導免疫反應的主角。它主要防御寄生于細胞中的細菌、真菌、原蟲、某些病毒、自身惡變的腫瘤細胞和異體移植細胞。當T淋巴細胞膜上抗原受體與相應抗原結合時，也引起細胞內一系列的變化，但不產生抗體，而是產生各種淋巴因子或稱淋巴激活素等生物活性物質。

這些淋巴因子可直接殺傷它所識別的細胞，也可動員巨噬細胞共同殺傷之。第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

細胞膜是細胞與環境間的屏障，是維持細胞內環境穩定、調節細胞正常生命活動的重要結構基礎。它在細胞內外物質運輸、細胞間識別、細胞免疫、信息傳遞和代謝調節等各種生命代謝活動中都起著重要作用，因此，膜結構的任何成分改變和功能異常，都將導致細胞發生一定的病理變化，乃至機體的功能紊亂。

第七節細胞膜與醫藥學第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天膜轉運病與膜受體病

由細胞膜上主動轉運系統的載體蛋白缺損和功能異常所引起的疾病，稱膜轉運病(transportdisease)。

由細胞膜上受體蛋白缺陷，包括受體數量增減和結構上的缺陷以及特異性、結合力的異常改變等所引起的疾病，稱受體病(receptordisease)。第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天一、膜轉運系統異常與疾病

目前已知的轉運病有10多種，主要是腸管和腎小管。例如，胱氨酸尿癥是由于患者腎近曲小管和腸管上皮細胞不能轉運胱、賴、精和鳥氨酸所引起。由于胱氨酸溶解度極低，易產生胱氨酸結石。因此，本病主要表現是尿路結石、腎絞痛、氨基酸尿及尿路感染。第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

因編碼LDL受體的基因突變，使細胞表面LDL受體減少或缺失，使膽固醇在細胞和血漿內累積，引起脂質代謝紊亂和動脈粥樣硬化等。正常情況下細胞中膽固醇的來源有兩條途徑：一是來自細胞內膽固醇的生物合成；二是通過細胞表面LDL受體攝取血漿中的膽固醇。在正常代謝中LDL同細胞膜上的LDL受體結合，通過內吞進入細胞，被溶酶體酸性水解酶水解，釋放出游離膽固醇。家族性高膽固醇血癥

(familialhypercholesterolaemia,FH)二、受體異常與疾病第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

細胞膜上的LDL受體對于調節血中膽固醇量有很大關系。LDL受體能抑制細胞內合成膽固醇的酶的活性。當細胞外LDL顆粒達到一定濃度激活膜上的LDL受體時，細胞內這種合成酶的活性就受到抑制，從而使細胞內源性膽固醇合成減少。這樣血液中的膽固醇含量降低，LDL含量也降低，當降到一定量時，就失去對膜上LDL受體的激活作用，細胞內源性膽固醇合成增加。第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天LDL受體的代謝

(metabolismofLDLreceptor)核粗面內質網高爾基體囊泡溶酶體核內體第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

在某些情況下，機體自身可產生受體的抗體，這些抗體與受體結合后，封閉了受體的作用，使受體功能發生改變，由此可引起的疾病。重癥肌無力：因存在抗乙酰膽堿受體的抗

體而引起的自身免疫性疾病。重癥肌無力第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

機制mechanismAch運動神經末梢

Na+內流肌纖維收縮Ach受體抗乙酰膽堿受體抗體

當抗乙酰膽堿受體的抗體與乙酰膽堿受體結合后，降低了受體與乙酰膽堿的結合能力，同時使受體發生分解。表現：受累橫紋肌稍行活動后即疲乏無力，休息后恢復。第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天三、癌變和細胞表面關系

癌細胞是由體內正常細胞產生癌變而形成的，現已經發現腫瘤細胞許多表型變化及其相隨的惡性行為均與細胞表面的結構、理化性質和功能的改變有密切的關系。接觸抑制喪失黏著作用的消失細胞膜組成的異?？乖缘母淖兣c外源性凝集素的反應第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（一）接觸抑制喪失

體外培養的正常細胞在培養瓶中貼壁生長成單層，細胞達到一定密度后，而相互接觸時，細胞的生長和增殖受到抑制，這種現象稱為接觸抑制（contactinhibition）。

也稱密度依賴性調節（densitydependentregulation）（細胞表面的糖基轉移酶活性增強，糖基化加快，糖鏈延伸使細胞表面的調節裝置的功能及細胞表面的許多反應受到抑制）。第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（二）黏著作用的消失

癌細胞失去原來的正常細胞與細胞間的黏著作用，導致癌細胞彼此間的黏著性和親和力降低，因而容易游離、分散而侵潤病灶附近組織，然后通過血管、淋巴管轉移到其他部位。第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（三）細胞膜組份的異常膜脂的改變

癌變細胞常伴隨著鞘糖脂，特別是帶唾液酸的神經節苷脂的改變。糖脂的改變主要是糖鏈的縮短，稱糖鏈缺陷現象。膜蛋白的改變纖連蛋白（在細胞與細胞外基質黏著中起作用）顯著減少；含唾液酸（起著遮蓋腫瘤相關移植抗原TATA的作用，使機體的免疫活性細胞不能識別和攻擊之）和巖藻糖的多肽或糖蛋白的量明顯增加；酶蛋白活性變化：糖苷酶活性增高，纖溶蛋白酶原的活化物也增多（它使血清中無活性的纖溶蛋白酶原轉化為纖溶蛋白酶，導致有關的纖維溶解，這也和腫瘤細胞黏著性降低，浸潤生長及向遠處轉移等惡性行為有關）。第29頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（四）抗原性的改變主要表現為原有的抗原消失或異型抗原的產生。如紅細