半抗原是指本身無免疫原性,只具有反應原性的物質。半抗原物質多數為低分子量的化學,例如多糖、多肽、甾體激素、脂肪胺、類脂質、核酸、某些藥物(包括抗生素)以及其他化學物品等。半抗原不能直接用作免疫原,只有把這些半抗原和大分子物質結合后,才具有免疫原性,刺激機體產生抗體或致敏淋巴細胞。這種經過人工修飾的半抗原稱之為人工抗原,用于偶聯半抗原的大分子物質稱為載體。
一、常用的載體
1、蛋白質類
蛋白質是一類結構復雜的膠體兩性化合物,是一種常用的良好載體。其中以白蛋白最為普遍,這是由于白蛋白具有較高的溶解度,免疫原性強,取材方便。常用的有人血清白蛋白、牛血清白蛋白、兔血清白蛋白等,以牛血清白蛋白最為常用。
2、多肽聚合物
多肽聚合物是人工合成的。常見的有多聚賴氨酸,分子量可達十幾萬到幾十萬,是良好的載體。這種多聚物和半抗原結合后,可刺激動物產生高滴度、高親和力的抗體。多聚賴氨酸可與半抗原的-NH2或-COOH結合。
3、大分子聚合物
包括羧甲基纖維素、聚乙烯比咯烷酮等。大分子聚合物皆可與半抗原結合,加入弗氏佐劑可誘導動物產生高效價的抗體。
二、選擇載體時應考慮以下因素
1、帶有正電荷的堿性蛋白往往是好的免疫源
2、大分子聚合物必須經體內酶解后才能誘發反應,不能被分解者如堿性消旋蛋白,阿拉伯膠、D-氨基酸聚合物等不能用做載體
3、當半抗原接在載體上引起蛋白質結構發生明顯改變時,才能誘發半抗原抗體。小分子物質與蛋白質之間以"橋"(space bridge)的形式連接。Marks認為,4個碳(C)的"橋"是最合適的C鏈
4、載體免疫源性的強弱與產生半抗原抗體的水平有關,但并不是絕對的
5、半抗原與載體蛋白的分子比很重要,一般認為兩者的比為10~20∶1最好
三、半抗原與載體連接時,應選擇合適的方法,結合方式的選擇應考慮如下因素
1、半抗原的溶解度和穩定性
在結合反應中應不導致半抗原活性的改變,同時也不能使載體變性至不溶解的程度。
2、結合鍵的位置
抗體對遠離蛋白質聯接點的半抗原部分有最好的特異性,故聯接時應使聯接鍵遠離半抗原的決定簇。
3、選擇適合的偶聯試劑
不同的半抗原在偶聯時,應根據半抗原的化學結構,以及反應方式選擇適當的偶聯試劑。如小分子肽類有一定的三級結構,在溶液中依靠氨基酸殘基來維持其結構的穩定。因此,用雙功能的亞氨酸酯不但對氨基酸有選擇,而且能代替被取代的每一個ε-氨基的正電荷。蛋白質與偶聯劑接觸后,使不同蛋白質分子的功能基團交聯并凝聚。廣泛交聯的蛋白質,其溶解度常降低,而這種溶解度差的蛋白質卻是有效的免疫源。