半抗原(hapten),又称
不完全抗原(incomplete antigen),是指某些单独存在时不能诱导
免疫应答,即不具备
免疫原性,但当与大分子
蛋白质或非
抗原性的
多聚赖氨酸等
载体(carriers)交联或结合(通常是以
共价键的形式进行结合)后可获得
免疫原性,从而诱导
免疫应答的小分子物质。由于半抗原需要与应答效应产物结合才能诱导
免疫应答,因此它只有
免疫反应性(
抗原性),而不具有
免疫原性。常见的半抗原有
多糖、
类脂、
核酸和某些小分子化合物和
药物等。
半抗原的概念最初由奥地利生物学家卡尔·兰德斯坦纳(Karl Landsteiner)在20世纪早期提出。在一项实验中,他向小鼠体内注射
间氨基苯磺酸盐,发现这种物质不能引起免疫反应。而将间氨基苯磺酸盐与
载体(
卵清蛋白)连接后再注入小鼠体内则观察到了强烈的免疫反应。小鼠体内产生的抗体同时作用于
间氨基苯磺酸盐和载体。卡尔把这种现象称为“半抗原反应”(haptenicresponse),其中haptenic一词来自
希腊语“haptein”,意思是“固定”。
半抗原通常会与
血清中的
蛋白质(如
白蛋白)结合,形成半抗原-载体复合物。如果半抗原-载体复合物的
分子量大于3000
MW,它就具有
免疫原性。此时,由半抗原-载体复合物引起的
免疫反应将同时针对
载体和半抗原。
而一些半抗原可以与
细胞膜(如
红细胞)结合,这种细胞-小分子复合物被称为“新抗原”(neoantigen)。如
布洛芬等药物可与红细胞形成新抗原。而一旦引起
免疫反应,就会导致新抗原红细胞的溶解,发生
溶血性贫血。
β-
内酰胺类的
抗生素,特别是
青霉素类,在使用过程中较易出现
过敏症状。其原因就是这类药物在储藏过程中易发生降解,产生
青霉酸等物质。这些物质本身无
免疫原性,但其中的青霉
噻唑基是一个重要的
抗原决定簇,一旦和
血清蛋白结合成为
完全抗原就能诱导机体产生免疫反应。反应产生大量IgE抗体,介导
I型超敏反应,也就是
青霉素过敏。由于不同类的
青霉素均能降解产生相同的青霉
噻唑基,
青霉素之间能发生强烈的交叉
过敏反应。
氟烷(三氟溴氯乙烷)曾在20世纪50年代左右被用作
麻醉剂。它在体内会代谢成
三氟乙酰氯,随后与肝脏中的蛋白质反应形成新抗原。在引发对该新抗原的免疫应答后,若再次吸入
氟烷就会激活免疫应答,导致肝脏炎症。