第一节　抗原

一、抗原的释义及表位

（一）抗原的释义

抗原（antigen，Ag）是指所有能诱导机体发生免疫应答的物质。即能被T/B淋巴细胞表面的抗原受体（TCR/BCR）特异性识别与结合，活化T/B细胞.使之增殖分化，产生免疫应答产物（致敏淋巴细胞或抗体），并能与相应产物在体内外发生特异性结合的物质。因此，抗原物质具备两个重要特性：免疫原性（immunogenicity）和免疫反应性（immunoreactivity）。免疫原性指抗原诱导机体发生特异性免疫应答，产生抗体和/或致敏淋巴细胞的能力；免疫反应性指能与相应的免疫效应物质（抗体和/或致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性结合反应的能力。

（二）抗原决定簇

抗原分子表面能与抗体结合的部位称为抗原决定簇。一般抗原决定簇是由6～12个氨基酸或碳水基团组成，它可以是由连续序列（蛋白质一级结构）组成或由不连续的蛋白质三维结构组成。

基于抗原决定簇的结构和与抗体结合部位的相互作用，可以分为三类：构象表位、线性表位和新抗原表位。

1.构象表位

由抗原氨基酸序列的不连续部分组成，即这些表位是基于抗原的三维结构的表面特征和形状或三级结构与抗体结合部位相互作用。

2.线性表位

由抗原的连续氨基酸组成，基于一级结构与抗体相互作用。

3.新抗原表位

新抗原上的表位。新抗原是一种以前未被免疫系统识别的新形成的抗原，通常与肿瘤抗原相关。当蛋白质在生物反应（如糖基化、磷酸化或蛋白水解）中进一步修饰时，可以形成新抗原，并扩展形成新抗原决定簇。这种通过改变蛋白质结构而产生的新表位，称为新抗原决定簇。识别新抗原需要特异的抗体。

二、抗原的基本性质

抗原具有异物性、大分子性和特异性的基本性质。

（一）异物性

异物性是指进入机体组织内的抗原物质，必须与该机体组织细胞的成分不相同。抗原一般是指进入机体内的外来物质，如细菌、病毒、花粉等。

1.异种物质

从生物进化过程来看，异种动物间的血缘关系越远，则免疫原性越强。如马的血清和各种微生物与人的血缘关系远，免疫原性强；而马的血清与驴、骡的血缘关系近，免疫原性相对就弱。

2.同种异体物质

如人的红细胞抗原物质、人的白细胞抗原、血型、移植免疫等。

3.自身物质

自身物质一般不具有免疫原性。有些物质如隐蔽的自身成分（如眼晶体蛋白、精子等），在正常情况下与免疫系统是隔绝的。然而，一旦屏障遭到破坏，这些物质进入血流，即可与免疫活性细胞接触而成为自身抗原异物。另外，自身物质在外伤、感染的影响下，其理化性质发生质的改变时，也可成为具有免疫原性的抗原物质。这些对自体具有抗原性的物质称为自身抗原，所产生的抗体称为自身抗体。由于自身抗体与自身抗原发生反应，就引起自身免疫性疾病，如过敏性眼炎、甲状腺炎等。机体其他自身组织的蛋白质因电离辐射、烧伤、某些化学药品和某些微生物等理化和生物因素的作用发生变性时，也可成为自身抗原，引起自身免疫性疾病，如红斑狼疮、白细胞减少病、慢性肝炎等。

（二）大分子性

大分子性是指构成抗原的物质通常是相对分子质量大于10 000Da的大分子物质，分子量越大，抗原性越强。绝大多数蛋白质都是很好的抗原。为什么抗原都是大分子物质呢？这是因为大分子物质能够较长时间停留在机体内，有足够的时间和免疫细胞（主要是巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞）接触，引起免疫细胞作出反应。如果外来物质是小分子物质，将很快被排出体外，没有机会与免疫细胞接触，如大分子蛋白质经水解后成为小分子物质，就失去了抗原性。

（三）特异性

特异性是指一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。抗原的特异性是由分子表面的特定化学基团所决定的，这些化学基团称为抗原决定簇。抗原决定簇与相应淋巴细胞的抗原受体结合而激活淋巴细胞引起免疫应答。换言之，淋巴细胞表面的抗原识别受体通过识别抗原决定簇而区分“自身”与“异己”。抗原也是以抗原决定簇与相应抗体特异性结合而发生反应的。因此，抗原决定簇是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础。

三、抗原的理化特性

（一）抗原分子的理化性质

1.化学组成

总体来说，蛋白质的免疫原性较其他物质强，尤其是大分子蛋白质。分子量大于10 000Da者，可含有大量不同的抗原决定簇，是强的免疫原，如异种血清蛋白、酶蛋白及细菌毒素等。

多糖也是重要的天然抗原，纯化多糖或糖蛋白、脂蛋白以及糖脂蛋白等复合物中的糖分子部分都具有免疫原性。在自然界，许多微生物有富含多糖的荚膜或胞壁，细菌内毒素是脂多糖，一些血型抗原（A、B、C、H）也是多糖。

核酸分子多无免疫原性，但如与蛋白质结合形成核蛋白则有免疫原性。在自身免疫性疾病中，可见对天然核蛋白诱导的免疫应答产生的抗DNA或RNA抗体。

此外，多肽类激素如胰岛素虽为小分子量（6 000Da），亦具有免疫原性。来自一种动物的胰岛素，如长期用于另一种动物，亦能诱导免疫应答产生抗体。

2.分子量

凡具有免疫原性的物质，分子量都较大，一般在1万Da以上，低于1万Da者呈弱免疫原性，低于4 000Da者一般不具有免疫原性。许多小的免疫原性分子可激发细胞免疫，而不产生抗体。亦有大分子量物质，如明胶分子量可达10万Da，但因其为直链氨基酸结构，易在体内降解为低分子物质，所以呈弱免疫原性。可见免疫原性除与分子量有关外，还与其化学结构相关。

3.分子结构与构象

在蛋白质分子中，含有大量芳香族氨基酸，尤其是含有酪氨酸的蛋白质，其免疫原性强；而以非芳香族氨基酸为主的蛋白质，其免疫原性较弱。蛋白质和多糖抗原，结构复杂者免疫原性强，反之则较弱，其复杂性由氨基酸和单糖的类型及数量等决定。如聚合体蛋白质分子较单体可溶性蛋白质分子的免疫原性强。

此外，抗原大分子所含抗原表位（即决定抗原免疫原性的关键部位）的性质、数目、位置和空间构象均可影响抗原免疫原性的强弱。

4.物理特性

一般来说，颗粒性抗原的免疫原性较强，可溶性抗原的免疫原性较弱。

（二）宿主遗传性

免疫原性物质进入机体后能否诱导产生免疫应答，除上述抗原因素外，还受宿主因素的影响。

宿主遗传性是指在同种动物不同个体间对感染的抵抗力存在明显差异的事实，已早为人知，但不能解释其产生的原因，只以个体差异说明。其后，用已知人工合成抗原对不同近交系动物免疫，每一近交系动物其遗传背景相同，结果发现有的品系能产生抗体，称为高应答品系（high responder）；有的品系不能产生抗体，称为无或低应答品系（nonresponder）。例如应用人工合成抗原二硝基苯-多聚-左旋-赖氨酸（DNP-poly-L-L）在荷兰猪品系2（GP strain2）可以引起应答，而对品系13（GP strain13）则不能引起应答。这充分证明个体遗传性对免疫应答的控制作用。20世纪70年代McDevitt等应用人工合成抗原在近交系小鼠体内发现了控制免疫应答的基因座（immune response locus）定位于H-2复合体的Ⅰ区，称此基因为免疫应答基因-1（immune response，Ir-1）。

宿主年龄、性别与健康状态也与免疫应答有关。青壮年个体的免疫应答通常强于幼年和老年个体，雌性的免疫应答强于雄性，疾病状态的个体免疫应答弱于健康状态个体。

（三）抗原进入机体的方式

抗原进入机体的量、途径、次数、频率等均可影响免疫应答的强弱。

1.引入抗原剂量

具有免疫原性的物质进入机体后能否诱导免疫系统产生免疫应答，还受抗原剂量、免疫途径、免疫间隔时间等多种因素的影响。抗原剂量、免疫途径以及免疫间隔时间等因素都会影响免疫原性检测的结果。

抗原剂量与免疫应答有关，抗原的免疫剂量依照给予动物的种类、免疫周期以及所要求的抗体特性等不同而不同。剂量过低，不能引起足够强的免疫刺激；剂量过高，有可能引起免疫耐受。一般情况下外来抗原进入体内会引起体液和细胞免疫应答，但高剂量或低剂量反复静脉注射可溶性抗原则能在4～5天内造成抗原特异性B细胞无反应状态。用大剂量抗原诱导的免疫耐受状态要靠高浓度抗原维持。如果在B细胞进入活性封闭24小时之内撤去耐受抗原并辅以T细胞帮助，B细胞能够得到挽救。

在一定范围内，抗体的效价随注射剂量的增加而增高，如蛋白质抗原的免疫剂量比多糖类抗原宽。一些资料显示，小鼠的免疫剂量为50～400μg/次，大鼠为100～1 000μg/次，兔为200～1 000μg/次，加强剂量为免疫剂量的1/5～2/5。

2.引入抗原途径

人工免疫时，多数抗原是非经口，采用皮内、皮下、肌肉、静脉以及腹腔注射机体才具有免疫原性。皮内和皮下注射最容易诱导免疫应答（这也是疫苗多选择皮内和皮下注射的原因），肌内注射次之，静脉注射效果较差。免疫剂量与注射途径有关，一般而言，静脉注射剂量大于皮下注射，而皮下注射又比掌内和跖内皮下注射剂量大，也可采用淋巴结内注射法。

3.佐剂

在抗原中加入佐剂可以改变抗原物理性状，使抗原在体内缓慢释放，延长抗原与免疫细胞作用时间。而且抗原在佐剂的辅佐作用下，更易被巨噬细胞吞噬和有效加工处理及呈递。抗原中加入佐剂可以刺激单核/巨噬细胞活化，释放细胞因子调节和增强淋巴细胞免疫应答能力，还可以刺激淋巴细胞增殖、分化，从而增强和扩大免疫应答能力。因此应用佐剂可以增强免疫原性、增加抗体滴度和引起或增强迟发型超敏反应。

卡介苗、枯草分枝杆菌、短小棒状杆菌、百日咳杆菌、脂多糖、细胞因子等是一些具备免疫原性的佐剂。不具备免疫原性的佐剂有氢氧化铝、磷酸铝、磷酸钙、石蜡油、羊毛脂、表面活性剂、藻酸钙、多聚核苷酸、胞壁肽等。弗氏佐剂、细胞因子佐剂是应用较多的免疫佐剂，加佐剂比不加佐剂的注射剂量要小。对家兔而言，采用弗氏完全佐剂，需注射0.5～1mg/（kg·次-1）；如采用弗氏不完全佐剂，则注射剂量应高10倍以上。

四、抗原的分类

（一）按抗原性质分类

根据抗原性质可分为完全抗原和不完全抗原两类。

1.完全抗原

完全抗原（complete antigen）简称抗原，是一类既有免疫原性，又有免疫反应性的物质，如大多数蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素等。

2.不完全抗原

即半抗原（hapten），是只具有免疫反应性而无免疫原性的物质，故又称不完全抗原。半抗原与蛋白质载体结合后就获得了免疫原性。半抗原可分为复合半抗原和简单半抗原。复合半抗原不具有免疫原性，只具免疫反应性，如绝大多数多糖（如肺炎球菌的荚膜多糖）和所有的类脂等；简单半抗原既不具有免疫原性，也不具有免疫反应性，但能阻止抗体与相应抗原或复合半抗原结合，如肺炎球菌荚膜多糖的水解产物等。

根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要T细胞协助分类，可分为胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag）和胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）。TD-Ag是指需要T细胞辅助和巨噬细胞参与才能激活B细胞产生抗体的抗原性物质。TD-Ag免疫应答特点：能引起体液免疫应答也能引起细胞免疫应答，产生IgG等多种类别抗体，可诱导产生免疫记忆。TI-Ag是指无需T细胞辅助可直接刺激B细胞产生抗体的抗原。TI-Ag免疫应答特点：只能引起体液免疫应答，只能产生IgM类抗体，无免疫记忆。

（二）按抗原来源分类

1.异种抗原（xenoantigen）

病原微生物、类毒素等不同种族之间的抗原。

2.同种异型抗原（alloantigen）

存在于同一种族不同个体之间的抗原，如人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）、ABO血型抗原、Rh抗原、主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）等。

3.自身抗原（autoantigen）

自身成分，分为隐蔽的自身抗原、改变的自身抗原等，如眼晶状体蛋白等。

4.异嗜性抗原（heterophilic antigen）

又称Forssman抗原，存在于不同物种间表现无种属特异性的共同抗原，可存在于动物、植物、微生物及人类中，如溶血性链球菌与人心内膜或肾小球基底膜所具有的共同抗原。

5.内源性抗原

指免疫效应细胞的靶细胞自身所产生的抗原。

6.外源性抗原

指非抗原提呈细胞（antigen-presenting cell，APC）自身所产生的抗原。

7.其他

天然抗原（native Ag）、人工抗原（artificial Ag）、合成抗原（synthetic Ag）等。

（三）人类有关抗原

1.病原微生物

在医疗中将病原微生物制成疫苗进行预防接种，可以提高人体免疫力；也可以根据微生物抗原的特异性进行各种免疫学试验，协助诊断疾病。

2.同种异体抗原

有两大类，一类是红细胞血型抗原，包括A、B、O血型抗原，Rh血型抗原等，不同血型间相互输血，可引起严重的输血反应；另一类是存在于人类白细胞细胞膜上的人类白细胞抗原（HLA）。它们与血型抗原一样，也是由遗传决定的，受染色体上的基因控制。不同个体（同卵双生者除外）其组织细胞的组织相容性抗原绝大多数不完全相同，因此，在同种异体进行皮肤或脏器移植时，常因供者移植物中存在受者所没有的抗原成分，刺激受者产生对移植物的免疫反应，导致移植物受到排斥而坏死脱落。

3.动物免疫血清

临床上常用的各种抗毒素血清，一般是用免疫马来制备的。一方面，抗毒素能中和与其相应的外毒素，起到防治疾病的作用；另一方面，其能刺激人体产生抗马血清蛋白的抗体，当再次接受马免疫血清时，有可能发生超敏反应。

4.肿瘤抗原

由物理、化学因素或某些病毒诱发的实验动物肿瘤，其细胞中或细胞表面均出现特异性抗原，称为肿瘤特异性抗原。已证实在某些人类肿瘤中存在与病毒密切相关的抗原。

五、诊断用抗原

（一）抗原诊断原料分类

抗原诊断原料分为三类：天然抗原、重组抗原、合成多肽抗原。天然抗原是从动物组织或微生物体外提取纯化而来的抗原；重组抗原是指将抗原基因表达载体转入原核或真核细胞中，体外重组表达纯化而来；合成多肽抗原是以合成肽作为抗原，通常需要连接载体蛋白来增加其免疫原性。天然抗原、重组抗原、合成抗原的优缺点见表1-2-1。

（二）抗原制备

1.天然提纯抗原

天然抗原是一种理想的抗原，主要从机体组织细胞提取纯化得到。天然抗原（主要是蛋白质）保持了抗原本身结构（自身修饰、正确构象）特点；但天然蛋白抗原的纯化难度比较大，并且只有表达丰度较高、性质稳定的天然蛋白才具备可纯化条件，可做抗原制备抗体，一般适合于ELISA、免疫层析和免疫比浊等诊断用抗体的制备。

2.重组蛋白抗原

重组蛋白抗原制备常用的有原核表达系统、酵母表达系统、真核表达系统（真核表达系统主要有昆虫细胞-杆状病毒表达）和哺乳动物细胞表达系统等。重组表达制备抗原一般会在蛋白序列上加上一段用于纯化的标签，除了便于纯化还可以增加蛋白的可溶性和分子量，更利于抗体制备，常用的标签主要有GST、6xHis、Myc、MBP、Flag、Fc等。根据下游实验对蛋白质的使用需求，如有需要可以切除标签；如不切除，后期抗体在使用时如遇标签抗体干扰，可先用标签蛋白免疫吸附去除免疫血清中针对标签的抗体。重组蛋白与天然蛋白相比，在构象、修饰和蛋白活性上还是有差距的，真核与原核相比，更接近于天然蛋白；这类抗原制备一般适合于Western Blot、IHC、ELISA以及免疫层析、胶体金和免疫比浊等诊断类抗体的制备，制备的过程需要用含内源性蛋白样本进一步筛选验证。

科研用途的抗体，对质量标准要求远低于诊断用途的抗体，在抗原全长表达遇到瓶颈的时候，可以考虑选取抗原表位和特异性较强区段进行分段表达尝试。

抗原制备最为重要的环节就是抗原纯化，通过重组蛋白制备抗原当然也不例外，研发人员往往认为既然在抗原设计时融合了纯化标签，纯化过程按照标准流程操作，就能得到高纯度抗原，然而结果往往不尽如人意。诸如，明明带了标签的蛋白挂不上纯化柱子、洗脱下来的蛋白杂带比目的带还多、目的蛋白结合在柱子上洗脱不下来等。蛋白纯化在业界是一大难题，一个蛋白的纯化往往会用到几种方案和策略。根据探生科技团队的经验，纯化出一个符合抗体制备要求的重组抗原蛋白至少要用2～3种手段，常用手段包括离子交换层析、标签亲和层析、凝胶过滤分离层析等。

3.小分子半抗原制备

大多数药物、毒素、环境污染物分子质量小于1 000Da，属于仅有反应原性而无免疫原性的半抗原。目前制备小分子半抗原抗体的常规方法为：选择具有毒理学意义的代谢产物或原形药物作为待测物，设计合成保留待测物分子结构特征并带有活性基团的半抗原，通过共价键使半抗原与大分子质量蛋白质载体偶联，制备人工免疫原，经动物免疫程序制备针对半抗原的特异性抗体。其具体流程及各阶段简述如下：

（1）半抗原的设计及基本原则：

半抗原设计的目的是使半抗原刺激机体产生特异性免疫应答，并获得对待测物分子具有高亲和力的抗体。半抗原设计的基本原则如下：①免疫原中的半抗原应在分子结构、立体化学和电子分布上与待测物分子尽可能相似；②半抗原结构中的连接臂应不易于诱导产生“臂抗体”，最好使用一定长度的碳链；③半抗原分子应具有便于与蛋白载体偶联的活性基团（如－NH₂、－COOH、－OH、－SH等），且活性基团的存在对待测物分子的电子分布应没有影响；④半抗原与蛋白偶联后仍应保留待测物分子的基本结构。

（2）连接臂的引入：

为突出待测物分子的特征结构，半抗原设计时常在特征结构和载体蛋白之间引入一定长度的连接分子，即连接臂。引入连接臂是半抗原抗体制备时较为常用的方案。

有研究报道，在制备小分子半抗原抗体时发现，当使用较短的连接臂或不使用连接臂时不能诱导产生针对半抗原的抗体，而具有较长连接臂的半抗原却能诱导产生针对半抗原的抗体。

对这种现象的解释是：当连接臂较短或没有连接臂时，半抗原有可能被载体蛋白的三维结构掩盖；而当连接臂足够长时，有利于小分子半抗原充分暴露于载体蛋白的表面，便于抗原呈递细胞对其的识别。通常认为连接臂的最适长度为3～6个直链碳原子，连接臂太短不利于半抗原的充分暴露，而连接臂太长又会因为疏水作用造成烷基链的折叠，导致半抗原分子仍然被载体蛋白所掩盖，不利于抗原呈递细胞的识别。

此外，有研究认为使用不同结构的连接臂、采用不同的偶联方法或改变连接臂的引入位置，也有利于抗体的产生，提高抗体的亲和力和结合力。

（3）活性基团的引入：

活性基团的引入有两种方式：一种是利用待测物上已有的活性基团（－NH₂、－COOH、－OH、－SH等），通过双功能试剂［如NH₂（CH₂）_nCOOH、SH（CH₂）_nCOOH、琥珀酸酐、戊二醛等］引入连接臂和活性基团，使之与载体蛋白偶联。这种方法的优点是比较容易实施，但对于一些待测物，若这些活性基团是其特征结构，或偶联后改变了分子的电子分布，则会影响抗体对待测物的识别。

另一种方法是直接合成待测物的带有－（CH₂）_nCOOH、－（CH₂）_nNH₂等结构的衍生物，这种方法有利于保护待测物的特征结构，分子的电子分布不受影响，但合成上有时比较困难，往往需要多步反应才能实现。

（4）异质半抗原的使用：

使用异质半抗原是一种间接提高抗体对待测物亲和力的方法。近年来，有研究者提出了利用“位阻效应”的半抗原设计理念，发现在人工免疫原的半抗原中合理引入不同程度的空间位阻，所诱导产生的多克隆抗体可以对一系列同系物中不同大小的分子进行选择性识别。

此外，有研究表明，在竞争性免疫学检测方法中，包被原或酶标记物使用位阻较大的半抗原结构，可降低其对抗体的结合能力，从而相对提高了游离待测物和抗体的亲和力，可以使灵敏度和特异性均得到较大提高。

（5）半抗原载体蛋白的选择：

由于大多数药物、毒素、环境污染物等半抗原物质无免疫原性，通常需与大分子质量载体蛋白耦合制备完全抗原（免疫原），借助载体蛋白的T细胞表位获得免疫原性，以便刺激机体产生抗体。制备完全抗原时常用的载体有牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA）、鸡卵清蛋白（ovalbumin，OVA）、钥孔血蓝蛋白（keyhole limpet hemocyanin，KLH）、兔血清白蛋白（rabbit serum albumin，RSA）、人血清白蛋白（human serum albumin，HSA）、多聚赖氨酸（polylysine，PLL）等。此外，为了获得更好的免疫效果，常使用免疫佐剂。

近年来，许多新型的载体和佐剂被应用于抗体的制备，其中一种由脂蛋白和Th细胞表面抗原决定簇的共价连接物（P3CS-Th）构成的低分子质量载体佐剂系统，在小分子抗体的制备中表现出较好的效果和广阔的应用前景。

半抗原通过与载体蛋白结合形成复合物，往往可以使半抗原获得免疫原性而产生较好的抗体。但对于分子量较小的半抗原，尤其是分子量小于300Da的半抗原，有时难以获得针对小分子的高亲和力抗体。

Chappey等对分子质量为111～1202Da的半抗原诱导产生抗体的亲和系数进行了研究，结果表明，分子质量为334～374Da的半抗原诱导产生的抗体仍具有较高的亲和系数，但分子质量低于300Da的半抗原，获得高亲和力抗体的可能性显著下降，从而导致以竞争性酶联免疫吸附测定为代表的竞争性免疫分析方法检测灵敏度下降。近年来发展起来的基因工程抗体有望解决这一难题。

（6）基因工程抗体：

噬菌体抗体库技术是利用基因工程技术发展起来的一种模拟自然免疫选择系统制备抗体的新技术，与多克隆抗体和单克隆抗体相比，噬菌体抗体库技术的筛选范围广、时间周期短、操作方便、规模生产成本低。其基本原理是，获取抗体可变区重链和轻链基因，通过一段接头DNA拼接后，再与噬菌体头部蛋白G3P等基因5′端重组，通过噬菌体表面展示技术把单链抗体表达在噬菌体表面，经抗原固定化筛选，实现基因表达盒表达产物的亲和选择，也可以作为新的小分子半抗原抗体的来源。

此外，基因操作可以通过融合蛋白基因表达的方式获得包括若干功能域和报告域的融合蛋白，通过这种方式可以制备同时具有免疫学特性功能域和酶催化特性报告域（如碱性磷酸酶、荧光素酶、绿色荧光蛋白等）的融合蛋白，并利用其功能域对半抗原的亲和性和报告域的酶促级联放大作用进行免疫学检测，较传统使用酶联第二抗体的方法节约了检测时间和检测成本。

六、诊断用抗原的选择及性能评估

（一）体外诊断试剂中抗原的选择

在体外诊断中，天然抗原和重组抗原之间的选择应由预期的下游应用决定。如果开发免疫诊断试剂，则天然抗原更合适。这是因为天然抗原与临床样本中的相同抗原具有相似的特性，检出样本中目标抗体的可能性更大。

体外诊断试剂中，比如降钙素原（procalcitonin，PCT）项目，其多肽结构相对简单，线性表位居多，在免疫诊断中如作为参考品，对蛋白结构的要求相对低。

对于蛋白结构复杂的项目如病原体（病毒、细菌、寄生虫等），翻译后修饰的种类多样，蛋白结构复杂，抗原表位丰富，在免疫诊断中对蛋白质原材料的要求更高。天然抗原可以提供丰富且正确的抗原表位，应用在抗体检测中可以保障灵敏度和特异性。

目前免疫原料中天然蛋白与重组蛋白共存。两者各有优势，天然蛋白尤其是病原体类天然蛋白更加珍贵，出于生物安全考虑，天然蛋白的生产监管尤其严格。

已经施行的《中华人民共和国生物安全法》强调：把生物安全纳入国家安全战略，建立健全生物安全法律法规体系，加强对病原微生物实验室的安全管理。

国务院2018年修订《病原微生物实验室生物安全管理条例》，依照实验室生物安全国家标准的规定，将实验室分为P1、P2、P3和P4级。明确规定：从事高致病性病原微生物或疑似高致病性病原微生物实验活动，须在P3或以上等级实验室进行。

目前我国有60多个P3实验室，分布在疾控、科研院所、高校、海关和医院等单位，极少用于商业用途。商品化天然抗原来源少，是制约其广泛应用的主要因素。

（二）选购抗原诊断原料注意事项

1.外观

大部分抗原原料为澄清均一的液体，不含异物、浑浊或颗粒；或为白色粉末，不含其他杂质。

2.纯度和分子量

抗原诊断原料的纯度与分子量测定与抗体一致。主要方法是SDS-PAGE电泳后经考马斯亮蓝或硝酸银进行染色，然后对条带进行扫描分析。此外，高效液相层析也可用于纯度和分子量测定。作为体外诊断试剂用的IVD原料，用银染法染色后，纯度一般要求大于90%；用考马斯亮蓝染色后，纯度一般都要求大于95%。

3.生物安全性

人源抗原必须要求原料供应商确保产品的HBsAg、HCV、HIV、TP病原检测呈阴性。

（三）诊断用抗原的性能评估指标

抗原诊断原料的性能评估指标没有统一的标准，一般以活性、纯度、批间差及稳定性等作为抗原诊断原料的评估指标。

1.抗原活性

抗原活性的检测需要和天然抗原进行比对。通常，重组抗原的基因序列、氨基酸组成、分子量与天然抗原是一样的。抗原决定簇可能是由一级结构决定的线性连续的，也可能是由三级结构决定的不连续的空间构象。线性表位即使蛋白变性，也具有免疫原性；而构象表位只有在空间结构完整的情况下才具有免疫原性。因此，抗原诊断原料的生物活性与表位信息有关，如果是线性表位，则与活性没有很大关系；如果是构象表位，则需要抗原蛋白的正确折叠，保证其活性，才能与相应抗体特异性结合，避免产生假阴性。

2.纯度

抗原的纯度可以用SDS-PAGE或HPLC进行测定，抗原诊断原料的纯度要求大于95%。抗原与抗体一样，也需要标记，当其纯度不够时，可能会影响标记效率，从而影响特异性、反应信号、背景值等。同时，抗原纯度不够，其免疫效率也会降低，影响抗体的制备。

3.批间差

指每批次产品的可重复性。重复性是保证体外诊断试剂降低批间差异并且稳定生产的前提条件。重复性和生产工艺密切相关，因此也是体现抗原诊断原料质量的关键指标。

4.稳定性

稳定性作为体外诊断试剂安全有效的重要指标，对产品的生产、运输、保存和使用等环节具有重要的指导意义。抗原诊断原料并不像抗体那么稳定，需要特定的缓冲液进行储存，通常缓冲液包括BSA、尿素、甘油、蛋白保护剂等。多数供应商提供的抗原储存条件为-20℃或-70℃，或4℃储运的冻干粉，并强调抗原稀释分装后应冷冻保存。