胶原的抗原性和免疫原性(2011-7-4)
胶原蛋白的研究进展及其在化妆品中的应用
收稿日期:2005-05-10;修回日期:2005-08-28基金项目:陕西科技大学博士基金资助项目(04B J02)作者简介:王学川(1963-),男,博士,教授,硕士生导师,电话:(0910)3579733,E -mail :wangxc @sust 1edu 1cn 。
胶原蛋白的研究进展及其在化妆品中的应用王学川1,任龙芳1,强涛涛1,周国祥2,李富勇2(11陕西科技大学资源与环境学院,陕西 咸阳 712081;21山东淄博大桓宏荣明胶有限公司,山东 淄博 256400)摘要:概述了胶原蛋白的概况、特性、研究现状及其制备方法;阐述了胶原蛋白及其水解产物在化妆品、医药、功能保健食品、饲料、造纸和生物发酵等相关领域的应用;着重展望了胶原蛋白在化妆品中的发展前景。
关键词:化妆品;胶原蛋白;水解产物;应用中图分类号:T Q658 文献标识码:A 文章编号:1001-1803(2005)06-0388-05 胶原及其水解物与人皮肤胶原的结构相似、相容性好,存在着离子键、氢键等相互作用,由其制备的化妆品材料,可以渗透到皮肤的深层,对皮肤没有刺激作用,是一类十分有效的化妆品添加剂或原料。
据美国CTFA 化妆品原料手册录用的天然物质和《功能性化妆品原料》中的介绍,选用的天然物质中都有胶原蛋白或其水解产物(如羟脯氨酸、脯氨酸和丝氨酸等)[1]。
因此,研究探索从生皮、灰皮和革屑中提取胶原蛋白或其水解产物,并将其用于化妆品等高附加值领域是目前的一个研究热点,也符合现代社会化妆品发展的要求。
1 胶原蛋白的概况胶原蛋白是由动物的成纤细胞合成的一种生物高分子,是一种白色、不透明、无支链的纤维型蛋白质,它主要存在于动物肌腱、韧带、软骨、皮肤及其他结缔组织中,是哺乳动物体内含量最丰富、分布最广的一种蛋白质,约占哺乳动物总蛋白的1/3。
它具有支撑器官和保护肌体的功能,也是组成细胞间质的最重要功能蛋白质。
随着生物化学的发展,人们对胶原蛋白的认识逐渐提高,现在已经肯定胶原蛋白和免疫球蛋白一样,富有多样性和组织分布的特异性,是与各组织、器官机能有关的功能性蛋白。
胶原化学改性及应用进展
doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2023.05.007胶原化学改性及应用进展白忠薛1,3，王学川1,2,3*，李彤2,3，李佳俊1,3，冯宇宇1,3，黄梦晨1，岳欧阳1,3，刘新华1,2,3*（1.陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安710021；2.陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安710021；3.陕西科技大学生物质与功能材料研究所，陕西西安710021）摘要：胶原是动物组织中含量最高和分布最广的一类蛋白质，按发现顺序分为I型胶原、II型胶原、III型胶原等，其中最常见的为I型胶原。
胶原具有良好的生物相容性、可降解性、低抗原性以及物理机械性能等，近年来被广泛应用于食品、生物材料、畜牧业、医美等多个领域。
文章介绍了不同改性剂对胶原化学改性的特点，包括戊二醛、壳聚糖、京尼平、碳化二亚胺以及聚乙二醇等。
同时，归纳了胶原在医疗美容、食品、柔性电子材料等领域的应用研究进展。
最后，对胶原未来的推广应用进行了展望。
关键词:胶原；化学改性；医药；食品；柔性电子材料中图分类号:S879.9；TQ932文献标志码:AChemical Modification and Application Advances of Collagen(1.College of Bioresources Chemical and Materials Engineering,National Demonstration Center for Experimental LightChemistry Engineering Education,Shaanxi University of Science&Technology,Xi’an,Shaanxi710021,China;2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Shaanxi University of Science&Technology,Xi’an,Shaanxi710021,China;3.Institute of Biomass&Functional Materials,Shaanxi University of Science&Technology,Xi’an,Shaanxi710021,China) Abstract:As one of the most abundant and widely distributed functional proteins in animal tissues and organs,collagen can be classified into types I,II,and III in the order of discovery,with type I collagen being the most common one.Collagen possesses good biocompatibility and degradability as well as low antigenicity,physical and mechanical properties,and hasbeen widely used in recent years in many fields,such as food,biomaterials,animal husbandry,and medical aesthetics.In this paper,the chemical characteristics of modified collagen by different agents were introduced,including glutaraldehyde, chitosan,genipin,carbodiimide,and polyethylene glycol.Meanwhile,the application advances of collagen in the fields of medicine,cosmetics,food,and flexible electronic materials were summarized.Finally,the future promotion and application of collagen was prospected.Key words:collagen;chemical modification;medicine;food;flexible electronic materials收稿日期：2022-12-08基金项目：国家自然科学基金（2207081675、22278257）；中国博士后科学基金（2021M692000）；陕西省重点研发计划（2022GY-272）；陕西省高校科协青年人才支持计划项目（20200424）；教育厅产学研结合创新资助-2018年“蓝火计划（惠州）”（CXZJHZ201801）第一作者简介：白忠薛（1995-），男，博士研究生，主要研究方向为生物质基多功能柔性传感材料。
胶原蛋白
胶原蛋白胶原蛋白是一种生物性高分子物质，英文学名Collagen。
在动物细胞中扮演结合组织的角色。
为生物科技产业最具关键性的原材料之一，也是需求量十分庞大的最佳生医材料。
其应用领域包括生医材料、化妆品、食品工业、研究用途等。
今天南京医科大学附属友谊整形外科医院的专家就来为大家介绍胶原蛋白。
胶原蛋白是人体延缓衰老必须补足的营养物质，占人体全身总蛋白质的30%以上，一个成年人的身体内约有3公斤胶原蛋白。
它广泛地存在于人体的皮肤、骨骼、肌肉、软骨、关节、头发组织中，起着支撑、修复、保护的三重抗衰老作用。
然而，并不是所有的胶原蛋白都能被人体吸收利用。
胶原蛋白属大分子级别蛋白质，进入人体后需要通过复杂的蛋白质转化过程，才能被人体吸收和利用，吸收利用率仅停留在 2.5%。
因此，解决胶原蛋白吸收难问题一时间成为科学界热点议题。
对于人体，胶原蛋白的重要作用可以说毋庸置疑，无论是对于美容保养还是生命健康，胶原蛋白都发挥着现代生物学的重要意义。
胶原蛋白的选择标准原料粉原料来源：深海鱼胶原蛋白基本采用鱼皮为原料。
浅海鱼胶原蛋白为鱼鳞胶原蛋白。
从检测结果上看，鱼鳞胶原蛋白的羟脯氨酸含量偏高一点，但是由于鱼皮胶原蛋白中富含弹力蛋白，对于改善皮肤松弛，延缓衰老的效果会更明显。
另外鱼鳞胶原蛋白由于原料来源的问题，需要进行脱腥脱臭处理，一般使用活性碳在吸附杂质。
对胶原蛋白会有一定的损耗。
因此无论从工艺还是效果上，鱼皮胶原蛋白更适合为人体吸收。
药物残留：考虑到浅海养殖中存在的饲料来源和水源污染的问题，深海鳕鱼的品质和安全性显然要高于浅海罗非鱼。
生长速度以及营养价值：深海鳕鱼生长主要在寒冷海水域，野生条件下，生长速度较慢，罗非鱼主要生长在高温淡水水域，人工饲养条件下，生长速度较快。
因此从营养价值的角度来看待，深海鳕鱼要高于浅海罗非鱼。
由于胶原蛋白售价不菲，而鱼皮胶原的低抗原性、低过敏性、酶解胶容易，所以深海鱼皮胶原蛋白适合所有人群食用，也是销售者的理想选择。
胶原的抗原性和免疫原性
▪ 胶原蛋白酶
对胶原蛋白 的水解主要 破坏胶原的 螺旋区，使 其变成小分 子肽链
▪ 胃蛋白酶对
胶原蛋白的 酶解促溶, 只 是切除胶原 蛋白的尾肽, 使其变为可 溶
▪ 酶提取和酸
提取的胶原 在性质上无 显著不同
补充
胃蛋白酶切割示意图
关于端肽
▪ 端肽的作用
参与胶原的交联、纤维形成 过程
▪ 切除端肽 ➢ 导致胶原三螺旋结构不完
NowackH,HahnE,TimplR.Specificity of the antibody response ininbred mice to bovine typeIandtypeIIcollagen. Immunology1975;29:621-628
影响因素2——供体/受体的种属类别
供体种属 小牛 大鼠 大鼠 小牛 小牛
影响因素4——纯度
▪ 非胶原成分是导致胶原止血材料引起免疫
反应的最主要因素
DeLustroF,CondellRA,NguyenMA,McPhersonJM.A comparative study of the biologic and immunological response to medical devices derived from dental collagen.J Biomed Mater Res1986;20:109-120
两个重要概念
▪ 抗原性 ➢ 特指胶原与分泌型抗体
的结合和作用能力
➢ 与自身耐受和种间差异
密切相关
▪ 免疫原性 ➢ 能够刺激机体产生免疫
应答反应的能力
➢ 它指的是一个包括形成
（和作用于）上述特异 性抗体的过程。
“抗原决定簇”
▪ 抗原决定簇 ➢位于抗原分子上
胶原蛋白知识
胶原蛋白是动物体内含量最丰富的蛋白质，占人体蛋白质总量的30%以上，它属于不溶性纤维型蛋白质，也是细胞外基质中的一类，胶原蛋白可以从动物中提取不同组织中不同类型的胶原蛋白，其功能和作用也不同。
提取胶原蛋白能够溶解的一般是前胶原。
从类型看，目前为止人体内的胶原蛋白有二十多种，不同类型的胶原蛋白在分子结构及免疫学特征性有所不同，按组织分类可分为三类：第一类间隙胶原Ⅰ—Ⅲ型，主要存在于皮肤和肌腱等组织中，是细胞之间的胶原蛋白，有很强的抗张性，其中Ⅱ型胶原由软骨细胞产生。
第二类基膜胶原有Ⅳ—Ⅶ型胶腺为基膜胶原，主要存在于脏器当中。
第三类软骨胶原有Ⅸ—Ⅺ型为软骨中微量胶原与软骨形成有关。
从结构上看，胶原的分子结构独特，在电子显微镜看到三个分子呈现螺旋结构，并有多型性，胶原肽链的氨基酸组成独特，甘氨酸含量1／3，脯氨酸及羟脯氨酸各占10％，其中羟脯氨酸在动物组织中，仅见于胶原，皮肤中的胶原转换率一般比较馒，儿童的皮肤以Ⅲ型为主，到了成年皮肤以Ⅰ型为主，随着年龄增长，交联腱日益增多，胶原纤维亦越紧密与皮肤老化变僵硬相关，因此，皮肤表现松驰。
从胶原的生物学作用看，胶原在细胞外基质中含量最高(皮肤)，刚性及抗张强度最大，是细胞外基质中的骨架结构，另外，细胞外基质中的其他成分可分别与胶原相结合，构成结构和功能的统一体，同时各型胶原与细胞外基质成份结合时有一定的选择性。
胶原蛋白是什么？胶原蛋白（collagen）是一种高分子蛋白质，丝状的胶原蛋白纤维能使皮肤保持结实而有弹性。
胶原蛋白存在于人体皮肤、骨骼、牙齿、肌腱等部位，主要生理机能是做结缔组织的粘合物质。
在皮肤方面，它与弹力纤维合力构成网状支撑体，提供给真皮层安定有力的支撑。
为什么胶原蛋白流失，皮肤会呈现出老态？随年龄增长，人体胶原蛋白含量会逐渐流失，网状支撑体亦会变厚变硬、失去弹性，当真皮层的弹性与保水度降低，表皮即形成松垮的皱纹。
维持胶原蛋白含量，真能保持年轻？对，虽然胶原蛋白仅占总人体3-5%，但它是一个人身体外观是否呈现老态、肌肤样态是否有弹性的关键性因素，一旦身体获得足够胶原蛋白，即能迅速修复受伤的组织，提升细胞新陈代谢。
胶原蛋白的结构与特性
胶原蛋白的结构与特性胶原蛋白的结构类似绳索，由无数根胶原纤维束所组合而成。
胶原蛋白最基本的单位为原胶原，是由三条多胜肽（polypeptides）链所组成的，而此三条多胜肽链则以平行及链间的氢键紧密地结合在一起，形成稳定的三股螺旋结构。
由多个原胶原聚集成胶原分子，而平行排列的胶原分子形成束形的胶原蛋白微纤维，胶原蛋白微纤维再纠集成较大的纤维束。
由于每一条多胜肽链（称为 alpha 链）的组成相似，但不一定完全相同，所组成的胶原蛋白形式也不相同，有由三条完全相同的 alpha 链所组成的（如第二型），也有由完全不相同的 alpha 链所组成的（如第四型）。
到目前为止，已发现的动物胶原蛋白可分成 21 种型式，依着组织的不同而有不同的胶原蛋白，其中以第一型胶原蛋白的含量最多，约占全部胶原蛋白含量的 90％，也是用途最广的胶原蛋白。
胶原蛋白的分子量约为 283,000 道尔顿（daltons），长约 280 奈米，直径 1.5 奈米，具有特别的机械性质，例如具有方向性的胶原蛋白纤维抗拉强度可高达 5 ~ 10 公斤/毫米平方（kg/mm2），因此提供结缔组织所需的张力、拉力强度等。
在生化性质方面，它可促使血小板凝集而催化血块的形成，另外胶原蛋白的功用包括可控制分子通透、促进伤口愈合与组织修复、调控细胞与组织的生理功能等。
单个的Ⅰ型胶原分子分子量约285kD，宽14A，长约3000A。
由三条多肽链组成。
哺乳动物个体中有30种不同的多肽链构成16种不同的胶原，其中最常见的列于表13－3中。
表13－3 胶原的主Array要类型胶原蛋白的氨基酸组成有如下特征：①甘氨酸几乎占总氨基酸残基的三分之一，即每隔两个其他氨基酸残基(X，Y)即有一个甘氨酸，故其肽链可用(甘－X－Y)n 来表示。
②含有较多在其他蛋白质中少见的羧脯氨酸和羧赖氨酸残基，也有较多脯氨酸(pro)和赖氨酸。
如脯氨酸(Pro)和4—羟脯氨酸(4—hydroxyproline,Hyp)含量高达15～30%。
【管理资料】胶原的抗原性和免疫原性(-7-4)汇编
应答反应的能力
➢ 它指的是一个包括形成
（和作用于）上述特异 性抗体的过程。
“抗原决定簇”
▪ 抗原决定簇 ➢位于抗原分子上
（表面或内部）
➢与抗体相互识别
和结合的位点 （一个表面或空 间结构）
➢引起强烈或微弱
的免疫应答，或 根本不产生免疫 应答反应
胶原的抗原决定簇被分为三 大类：
▪ 三螺旋结构 ➢ 种属同源性很高 ➢ 与哺乳动物相比，氨基酸序列的同源性高达？
▪ 端肽 ➢ 大多数学者认为主要抗原决定簇位于端肽区域 ➢ 部分研究认为除了端肽外，主要抗原位点是位于中央区
或三螺旋区的
Furthmayr F,Stoltz M,Becker U,Beil W,Timpl R.Chicken antibodies to soluble rat collagen.II.Specificityof the reactions with individual polypeptide chains and cyanogen bromide peptides of collagen.Immunochemistry1972;9:789-798.
▪ 胶原蛋白酶
对胶原蛋白 的水解主要 破坏胶原的 螺旋区，使 其变成小分 子肽链
▪ 胃蛋白酶对
胶原蛋白的 酶解促溶, 只 是切除胶原 蛋白的尾肽, 使其变为可 溶
▪ 酶提取和酸
提取的胶原 在性质上无 显著不同
补充
胃蛋白酶切割示意图
关于端肽
▪ 端肽的作用
参与胶原的交联、纤维形成 过程
▪ 切除端肽 ➢ 导致胶原三螺旋结构不完
TsudaH,HigashiS,IwanagaS,KubotaT,MoritaT,Yanaga K.Development of anti tissue factor antibodies in patients after liver surgery.Blood1993;82:96-10素4——纯度
胶原蛋白植入剂标准
胶原蛋白植入剂标准胶原蛋白植入剂是一种广泛应用于医学领域的生物材料，其标准直接关系到产品的质量、安全性和临床效果。
以下是对胶原蛋白植入剂标准的详细阐述。
一、原料及成分1.胶原蛋白来源：胶原蛋白植入剂的主要成分应为高度纯化、低抗原性的胶原蛋白，其来源应为人体或动物组织，如牛、猪、人等。
为确保安全性，应避免使用可能携带病毒或细菌的动物组织。
2.成分明确：胶原蛋白植入剂中应明确标注所含有的其他成分，如交联剂、防腐剂、稳定剂等。
所有成分均应符合相关法规和标准。
3.质量稳定性：胶原蛋白植入剂应具有稳定的质量特性，包括颜色、粘度、纯度、抗原性等。
这些特性应通过严格的质量控制措施来保证。
二、生产工艺1.分离和提纯：胶原蛋白植入剂的生产过程应采用有效的分离和提纯方法，以确保产品的纯净度和低抗原性。
2.交联处理：为提高胶原蛋白植入剂的稳定性和生物相容性，通常需要进行交联处理。
该过程应采用安全、有效的交联剂，并严格控制交联程度。
3.灭菌处理：胶原蛋白植入剂应采用合适的灭菌方法，以确保产品无菌。
灭菌过程应遵循相关法规和标准，并进行无菌检验。
三、物理特性1.形态：胶原蛋白植入剂应具有均匀的形态，无肉眼可见的气泡、杂质和凝块。
2.粘度：胶原蛋白植入剂的粘度应适中，以确保在注射时易于操作，同时不会对组织造成过大压力。
3.颜色：胶原蛋白植入剂的颜色应为无色或淡黄色，与人体组织相容性好。
四、生物相容性1.细胞毒性：胶原蛋白植入剂应无细胞毒性，不会对人体细胞产生毒副作用。
2.生物降解性：胶原蛋白植入剂应具有生物降解性，能够在体内逐步降解并被人体吸收。
3.生物活性：胶原蛋白植入剂应具有一定的生物活性，能够与人体组织相互作用，促进伤口愈合、组织修复等。
五、安全性1.无菌性：胶原蛋白植入剂应无菌，不含有任何微生物和细菌，以防止感染等不良事件的发生。
2.免疫原性：胶原蛋白植入剂应具有低免疫原性，以减少免疫反应的发生。
3.急性毒性：胶原蛋白植入剂应无急性毒性，不会对人体产生致命毒性反应。
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人类对牛胶原的免疫原性
▪ 仅一篇文献提出：对胃蛋白酶处理的疫应答反应的主要抗原位点 （与人体抗血清反应）
▪ 目前尚没有证据表明，人类对牛胶原和猪
胶原发生免疫反应的的主要抗原性位点是 位于端肽内部的。
EllingsworthLR,DeLustroF,BrennanJE,SawamuraS,McPhersonJ.The human immune response to reconstituted bovine collagen.J Immunol1986;136:877-882
厂家 organogenesis 公司 Dow Hickam/Bertek 制药公司 Integra 生命科学公司 Ortec 国际公司 未标明公司（正在研制）
真皮细胞 含异体成纤维细胞的胶原蛋白凝胶 胶原涂层的尼龙网 胶原/糖胺聚糖膜 含异体成纤维细胞的胶原蛋白海绵 含自体成纤维细胞的胶原/糖胺聚糖海绵
影响因素4——纯度
▪ 非胶原成分是导致胶原止血材料引起免疫
反应的最主要因素
DeLustroF,CondellRA,NguyenMA,McPhersonJM.A comparative study of the biologic and immunological response to medical devices derived from dental collagen.J Biomed Mater Res1986;20:109-120
▪ 材料的植入位点与其免疫反应也有一定的
关联性
➢与血液循环系统或淋巴系统距离越远，发
生免疫反应的几率越小
➢植入部位可能使材料暴露于免疫系统中，
因而被排斥，反之，则呈现“免疫沉默现 象”。
Dahm M,Lyman WD,Schwell AB,Factor SM,Frater RW.Immunogenicity of glutaral dehydetanned bovine pericardium.J Thorac Cardiovasc Surg1990;99:1082-1090
Courtman DW,Errett BF,Wilson GJ.The Role of crosslinking in modification of the immune response elicited against xenogenic vascular acellular matrices.J Biomed Mater Res2001;55:576-586
1. 所有血清中89%含有a1CB6特异性抗体，77%含 有抗a2-CB4特异性抗体， 65%抗体能与两种CB片 段反应。
2. 除此外，大部分血清 （77%）包含特异于两 种或更多种主要CB肽特 异性的抗体。最少的抗 原性片段是a2-CB3,5 （8%）。
3. 血清中还含有天然和热 变性牛Ⅲ型和Ⅱ型胶原 的抗体，几乎没有发现 种属间（大鼠或豚鼠） 交叉反应的存在（I和 Ⅱ型胶原）。
牙周韧带再生的胶原膜，可吸收的口腔组织伤口敷料， 膜，海绵 bio-patch,vitacuff 牙槽嵴增生的胶原/羟基磷灰石
促进上皮愈合的胶原角膜罩，将药物输送至眼睛的胶原 海绵，膜 Bio-Cor,collacote
片，角膜移植，玻璃体置换，视网膜重新附着
片
骨修复的胶原和羟基磷灰石，半月板再生的胶原基质， 复合型 collagraft,Healos
型
引导周围神经再生，硬脑膜替代材料
膜，管型
商品名 CoStasis,FloSeal,Hns tat,BioPath,Avitene, 其胜 Dermagraft,Graftskin ,OrCel，倍菱牌，其胜 angio-seal,vasoseal, hemashield,intergard
duragen
ZYDERM抗体不仅与天然 牛皮胶原反应，还可以与 热变性的牛皮胶原反应
具有过敏反应的患者血清中抗胶原 （天然胶原或热变性胶原)抗体滴
度ELISA分析
ZYDERM胶原植入剂过敏患者的血清学、组织学和免疫学检查
纯化胶原的a1(I)和a2（I） 肽链能与抗血清反应
含ZCI抗体的血清与天然/热变性 牛Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型胶原的反应性
▪ 胶原蛋白酶
对胶原蛋白 的水解主要 破坏胶原的 螺旋区，使 其变成小分 子肽链
▪ 胃蛋白酶对
胶原蛋白的 酶解促溶, 只 是切除胶原 蛋白的尾肽, 使其变为可 溶
▪ 酶提取和酸
提取的胶原 在性质上无 显著不同
补充
胃蛋白酶切割示意图
关于端肽
▪ 端肽的作用
参与胶原的交联、纤维形成 过程
▪ 切除端肽 ➢ 导致胶原三螺旋结构不完
NowackH,HahnE,TimplR.Specificity of the antibody response ininbred mice to bovine typeIandtypeIIcollagen. Immunology1975;29:621-628
影响因素2——供体/受体的种属类别
供体种属 小牛 大鼠 大鼠 小牛 小牛
上皮成分 异体角化细胞 凝胶层 硅塑料涂层 异体角化细胞 自体角化细胞
TsudaH,HigashiS,IwanagaS,KubotaT,MoritaT,Yanaga K.Development of anti tissue factor antibodies in patients after liver surgery.Blood1993;82:96-102
影响因素5——植入位点
(Immunology,1973,24,13) +为天然胶原；++为变性胶原
➢在鸡血清中发现针对2种抗原决定簇的抗血清具有同等滴度； ➢只在兔抗血清中发现具有末端非螺旋区的抗原决定簇特异性的抗体产生； ➢复性常常伴随着一个明显的血清活性恢复的过程 ➢螺旋型抗原决定簇具有一个不完整的三螺旋结构，能够被大鼠抗血清所识别； ➢用变性胶原进行免疫，则发现只能针对中央区决定簇产生免疫反应；
影响因素6——交联处理
▪ 戊二醛交联能够有效降低免疫原性，因交联作用
重塑或修饰了胶原的主要抗原性位点，减少了其 与抗体的结合能力
SpeerDP,ChvapilM,EskelsonCD,UlreichJ.Biological effects of residual glutaraldehyde in glutaraldehyde-tanned Collagen biomaterials.J Biomed Mater Res 1980;14:753-764
胶原的抗原性和免疫原性
2011-7-4
▪ 影响免疫原性的因素 ▪ 人类对牛胶原的免疫原性 ▪ 市售胶原制品的免疫原性与副反应 ▪ 其他胶原的免疫原性
影响免疫原性的因素
▪ 胶原的结构 ▪ 供体/受体种属特性 ▪ 提取方式（酶、酸） ▪ 纯度
▪ 植入部位 ▪ 交联方法（戊二醛） ▪ 其他
影响因素1——胶原的结构
矫形外科
泌尿科
普通外科
食道外科 耳科学 其他应用
应用
剂型
心血管外科，神经外科，皮肤创伤矫形外科，口腔科， 海绵，粉
普通外科
末，纤维
用于软组织增生的可注射型胶原，胶原类人工皮肤，伤 膜剂，凝
口敷料
胶
血管移植物胶原涂层，人体血管移植物，牛动脉移植物， 液体，管
猪心脏瓣膜，牛心包心脏瓣膜，血管穿刺孔密封装置 型，复合
影响因素3——提取方法
▪ 酸溶性胶原，端肽结构不完整
▪ 胃蛋白酶溶解的胶原，属于端肽缺陷型胶原
▪ 酸溶法和酶溶解法制备的胶原，二者在免疫反应这一块有
何差异？目前并不清楚
▪ Questions：端肽的去除对于临床判断免疫学反应到底有
何价值和意义？
▪ 胶原中的酸溶部分与中性盐溶部分似乎存在
共同的抗原决定簇
胶原氨基酸序列的同源性问题
▪ 三螺旋结构 ➢ 种属同源性很高 ➢ 与哺乳动物相比，氨基酸序列的同源性高达？
▪ 端肽 ➢ 大多数学者认为主要抗原决定簇位于端肽区域 ➢ 部分研究认为除了端肽外，主要抗原位点是位于中央区
或三螺旋区的
Furthmayr F,Stoltz M,Becker U,Beil W,Timpl R.Chicken antibodies to soluble rat collagen.II.Specificityof the reactions with individual polypeptide chains and cyanogen bromide peptides of collagen.Immunochemistry1972;9:789-798.
➢引起强烈或微弱
的免疫应答，或 根本不产生免疫 应答反应
胶原的抗原决定簇被分为三 大类：
1. 螺旋区[图1（a）]——被 抗体三维构象所识别（如 一个完整的三螺旋结构）
2. 中央区[图1（b）]——定 位于原胶原的三螺旋结构 内，但与抗体的识别主要 依赖于氨基酸序列，而不 是三维空间构象
3. 末端区[图1（c）]——定 位于胶原分子的非螺旋结 构的末端区域（末端肽）
4. 这些血清中并不含有特 异于人的I型，Ⅱ型和 Ⅲ型胶原的抗体。
抗牛间质ZCI胶原的抗血清，与豚鼠和大鼠来 源的天然/变性Ⅰ/Ⅱ型胶原间无交叉反应性
局部ZCI超敏反应的患者血清，与人Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型胶原间无交叉反应性
市售胶原制品及其应用
学科 止血
皮肤医学
心血管外 科和心脏 病学 神经外科 学 牙周病学 和口腔医 学 眼科学
两个重要概念
▪ 抗原性 ➢ 特指胶原与分泌型抗体
的结合和作用能力
➢ 与自身耐受和种间差异
密切相关
▪ 免疫原性 ➢ 能够刺激机体产生免疫
应答反应的能力
➢ 它指的是一个包括形成