应用免疫学（一）自身免疫性疾病动物模型构建：造模剂的选择

2026-08-11

模型相关

在自身免疫性疾病的动物模型构建中，造模剂是诱导机体产生异常自身免疫反应的“核心工具”，相当于启动疾病的“钥匙”。造模剂的选择直接决定模型的发病效率、症状典型性和临床症状的贴合度。选对造模剂能让实验事半功倍，选错则可能导致造模失败、实验数据失真，浪费大量时间和资源。

科学工作人员在选择造模剂时，常常被“抗原”、“半抗原”、“非抗原”这些概念混淆，不清楚三者的区别和适用场景，导致盲目选用，最终影响实验效果。今天我们就和各位同仁一起拆解造模剂的选择逻辑，重点讲清抗原、半抗原、非抗原的核心差异及应用场景，以期帮助大家精准选对造模剂，高效构建动物模型。

造模剂选择的核心原则：贴合疾病，精准诱导

自身免疫性疾病的本质是机体免疫系统对自身组织产生异常免疫反应，即把自身正常组织当作“外来入侵者”进行攻击。因此造模剂选择的核心原则是：模拟人类自身免疫病的发病诱因，精准诱导机体打破现有免疫耐受，使得机体免疫系统产生针对自身组织的免疫反应。

造模剂根据免疫原性、结合来源、作用强度、使用方式等进行多维度分类。不同分类维度可帮助科研者从不同角度精准筛选造模剂并提升造模效率。

从整体分类逻辑来看，造模剂的分类可分为两大核心维度，一是按免疫原性分类（即抗原、半抗原、非抗原，也是本文重点）；二是按其他维度补充分类，具体如下：

按来源可分为内源造模剂（如自身抗原、机体自身蛋白载体）和外源造模剂（如外来抗原、细菌来源的脂多糖、化学合成的半抗原）
按作用强度可分为强诱导型造模剂（如弗氏完全佐剂、脂多糖）和温和诱导型造模剂（如部分自身抗原、半抗原）
按使用方式可分为单独使用型造模剂（如DSS、部分自身抗原）和辅助使用型造模剂（如佐剂、百日咳毒素）

其中，按免疫原性划分的抗原、半抗原、非抗原三大类是科研中选择造模剂的核心依据，这三大类的作用方式、适用场景截然不同。核心区别在于“是否能直接诱导机体产生特异性自身抗体和免疫细胞”，下面我们逐一拆解。

核心区分：抗原、半抗原、非抗原的差异的应用

首先我们来明确这三种造模剂的核心定义和本质差异：抗原能直接诱导特异性免疫反应，半抗原需结合载体才能诱导，非抗原不诱导特异性免疫反应，仅辅助打破免疫耐受。这三类造模剂在来源、作用强度、使用方式上也各有侧重，具体区别和应用场景如下：

1、抗原类造模剂：直接诱导，精准匹配疾病靶点

抗原是最常用、最核心的一类造模剂，其本质是“能被免疫系统识别，直接诱导机体产生特异性抗体和效应免疫细胞（如T细胞、B细胞）的物质”。这类造模剂的核心优势是“精准性高”，能直接模拟人类自身免疫病中“自身抗原引发免疫攻击”的核心机制，造模后症状典型、实验重复性好。

1.1. 核心特点

自身具有免疫原性：无需结合其他物质，单独使用就能被免疫系统识别，激活T细胞、B细胞，产生针对该抗原的特异性免疫反应；
特异性强：一种抗原通常只诱导针对自身的免疫反应，能精准匹配特定自身免疫病的发病靶点；
来源广泛：可分为自身抗原和外来抗原，其中自身抗原（来自机体自身组织）造模最贴合临床实际。

2.2. 常见类型及应用场景

抗原类造模剂主要用于构建“抗原特异性自身免疫病模型”，常见类型及适配模型如下：

自身抗原：直接提取或合成机体自身组织的抗原，造模贴合度最高，是科研首选。例如：

Ⅱ 型胶原（Collagen Ⅱ）为提取自关节软骨的特异性基质蛋白。Ⅱ 型胶原联合佐剂免疫后，可打破机体免疫耐受，诱发针对性自身免疫应答，诱导关节炎症损伤；

髓鞘少突胶质细胞糖蛋白（MOG35-55），来自中枢神经系统髓鞘，用于构建实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）模型，模拟多发性硬化；

唾液腺蛋白，具有独特的免疫原性。唾液腺蛋白经免疫刺激后，诱发淋巴细胞异常活化，产生交叉反应性自身抗体，靶向攻击颌下腺、泪腺等腺体组织，能够稳定构建自身免疫性干燥症动物模型，复刻该病典型腺体损伤与分泌功能障
外来抗原（交叉抗原）：与人体自身抗原结构相似，能诱导机体产生交叉免疫反应，攻击自身组织。例如：

链球菌细胞壁蛋白与人体心肌细胞抗原结构同源，通过分子模拟诱导机体产生交叉反应性 T 细胞与抗体，错误攻击自身心肌组织，激活炎症与补体通路，引发心肌细胞坏死及间质炎症，成功构建自身免疫性心肌炎模型；

牛血清白蛋白（BSA）属于异种外源性抗原，经皮下 / 多点免疫 + 佐剂刺激，激活CD4⁺ Th 细胞、辅助 B 细胞增殖；机体产生抗 BSA 特异性 IgG 抗体；同时因抗原表位交叉识别，产生可结合肾脏自身抗原的交叉反应性抗体，诱导免疫性肾小球肾炎疾病模型；

图1. cBSA‑IFA 诱导 IgA 肾病小鼠模型中泰它西普（Telitacicept，BLyS/APRIL 双靶点融合蛋白）的药效研究

电鳐的烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR/AChR）因与哺乳动物 AChR 高度同源，免疫后诱导交叉反应性抗 AChR 抗体，阻断破坏神经肌肉接头，完美模拟人类重症肌无力的自身免疫机制与病理特征。

图2. 澎立小鼠重症肌无力模型上的AchR 免疫荧光染色

以上模型案例数据，欢迎咨询澎立生物。

2.3. 使用注意事项

剂量控制：剂量过高易全身毒性，过低无法诱导致敏，甚至在某些免疫疾病模型诱导时，过高或过低均可能导致免疫系统不产生反应，需通过预实验确定最佳剂量；
纯度与活性控制：必须使用高纯度、低内毒素抗原；内毒素过高会引发非特异性炎症，干扰特异性免疫应答，导致模型不稳定、背景炎症偏高；
抗原保存与有效期：反复冻融会破坏抗原构象、降低免疫原性；建议分装低温保存，现配现用工作液，且注意配置过程中的温度控制；
佐剂辅助：单独使用抗原时，免疫反应可能较弱，通常需搭配佐剂（如弗氏完全佐剂、弗氏不完全佐剂），增强免疫反应强度，提高造模成功率；
注射途径：佐剂 + 抗原在皮下 / 皮内滞留，能快速被皮肤内的抗原提呈细胞捕获、摄取、加工，迁移至引流淋巴结，高效激活 T、B 细胞，产生抗体与细胞免疫，所以皮下/皮内多点注射最常用，但避免单一部位大剂量注射引起局部红肿破溃；
抗原的溶解度/乳化程度控制：难溶性抗原需充分溶解、避免聚团；抗原‑佐剂需充分乳化（油包水），皮下 / 皮内注射乳剂后形成局部缓释储库，利于抗原缓慢、持续发挥免疫诱导作用。乳化不达标直接导致造模失败；
免疫周期与加强免疫：严格按照时间窗进行加强免疫，保证 IgE/IgG、T/B 细胞活化、炎症浸润充分建立。例如SG-induced Experimental Sjögren’s Syndrome model in mice

图3. 唾液腺诱导型干燥综合征小鼠模型

2、半抗原类造模剂：需借“载体”，诱导靶向免疫反应

半抗原是一类自身不具备免疫原性，无法单独诱导免疫反应，但能与机体自身蛋白（载体）结合后形成‘半抗原-载体复合物’，进而诱导机体产生针对该复合物（或自身载体蛋白）的免疫反应”的物质。这类造模剂的核心优势是“靶向性强”，可精准诱导针对特定自身组织蛋白的免疫攻击，适合构建“靶向性明确的自身免疫病模型”。

2.1. 核心特点

自身无免疫原性：单独存在时不具备免疫原性，不能激活免疫细胞、产生抗体；
需结合载体：必须与机体自身蛋白（如血清白蛋白）或外来载体（如牛血清白蛋白）结合，形成复合物后才能被免疫系统识别并诱发免疫反应；
靶向性强：诱导产生的抗体，既能识别半抗原，也能识别结合半抗原的自身载体蛋白，从而特异性攻击表达该载体蛋白的自身组织。

2.2. 常见类型及应用场景

半抗原类造模剂主要用于构建“靶向特定组织的自身免疫病模型”，尤其适合模拟“外来物质诱导的自身免疫病”，常见类型及适配模型如下：

二硝基氟苯（DNFB）：常用半抗原，其机制是通过与皮肤角质层蛋白结合，形成“半抗原-载体复合物”，从而诱导机体产生T细胞介导的迟发型超敏反应。用于构建自身免疫性接触性皮炎模型，模拟人类过敏性接触性皮炎（自身免疫相关亚型）。
青霉胺类药物（如D-青霉胺）：作为半抗原，与体内蛋白质结合后诱导机体产生自身抗体，是构建药物诱导自身免疫性疾病模型的经典工具药。

2.3. 使用注意事项

剂量梯度精准设置

小分子半抗原毒性与免疫剂量窗口狭窄，剂量过低无法有效诱生特异性抗体，过量易引发全身毒性、免疫抑制，需通过预实验确定安全有效给药浓度。
佐剂合理配伍使用

半抗原 - 载体复合物免疫原性偏弱，造模周期可能略长于抗原类造模剂。需搭配合适佐剂强化先天免疫激活；严格区分初次与加强免疫佐剂类型，避免过度局部炎症干扰模型稳定性。
规避非特异性交叉反应

选择合适的半抗原结构，减少与机体正常组织蛋白的同源表位，确保半抗原-载体复合物能靶向结合目标组织，降低无关器官的非特异性炎性损伤。
免疫途径适配性

优先选择皮下、皮内等抗原提呈细胞丰富的给药途径，利于复合物摄取与淋巴结抗原呈递；避免静脉给药，防止复合物快速清除影响免疫诱导效果。
动物品系与免疫易感性筛选

不同品系动物对半抗原介导的免疫应答差异显著，需选用自身免疫易感品系，例如BALB/C 动物在DNFB诱导的迟发性超敏反应中的强效免疫反应。

3、非抗原类造模剂：不诱导特异性免疫，仅辅助打破免疫耐受

非抗原类造模剂的本质是自身不具备免疫原性，也不能诱导特异性免疫反应，但能通过破坏机体免疫耐受机制、激活免疫系统整体活性，间接诱导自身免疫反应的物质。这类造模剂的核心优势是“通用性强”，无需精准匹配疾病靶点，适合构建“非特异性自身免疫病模型”或辅助增强其他造模剂的效果。

3.1. 核心特点

无免疫原性：虽可被天然免疫系统识别并引发炎症反应，但因其化学结构特点无法被适应性免疫系统识别为特异性抗原，故不能诱导机体产生针对自身的特异性抗体或效应T细胞。
作用机制：通过破坏免疫耐受（如抑制免疫抑制细胞功能、激活炎症细胞）、诱导组织损伤，间接引发自身免疫反应；
通用性强：可搭配抗原、半抗原使用，也可单独使用构建急性炎症相关的自身免疫病模型。

3.2. 常见类型及应用场景

非抗原类造模剂应用广泛，常作为辅助造模剂或单独用于构建急性模型，常见类型及适配模型如下：

脂多糖（LPS）：来自革兰氏阴性菌细胞壁，能快速激活巨噬细胞、树突状细胞等炎症细胞，释放炎症因子、激活免疫系统。常作为辅助造模剂，搭配抗原使用（如EAE、CIA模型），增强免疫反应；也可单独使用，构建急性免疫性肝损伤、败血症/内毒素休克等模型。
葡聚糖硫酸钠（DSS）：通过损伤肠道黏膜屏障，让肠道内细菌及毒素进入体内，激活免疫系统，诱导肠道炎症。单独使用即可构建实验性结肠炎模型，模拟人类炎症性肠病（溃疡性结肠炎、克罗恩病）。

图4. DSS 诱导小鼠结肠炎模型

百日咳毒素（PTX）：破坏机体免疫耐受，促进免疫细胞活化和迁移。常作为EAE模型的辅助造模剂，加速模型发病、缩短造模周期。
佐剂（弗氏完全佐剂CFA、不完全佐剂IFA）：严格来说佐剂本身属于非抗原类物质。自身无免疫原性，但能增强抗原、半抗原的免疫原性，促进免疫细胞活化。几乎所有抗原、半抗原类造模剂都可搭配佐剂使用，提高造模成功率。

总结：造模剂的选择

在免疫相关疾病动物模型的构建过程中，造模剂的选择的核心原则在于结合疾病自身的病理生理学特征、研究的核心目标及具体实验设计需求，实现造模剂类型与研究目的的精准匹配，进而保障疾病模型表型和发病机制的相关性，为后续药物作用探讨、候选药物筛选及疗效评估提供可靠的实验平台。

对于特异性自身免疫性疾病模型，应优先选用抗原类造模剂，并联合适宜佐剂协同作用。该类造模剂可通过模拟临床特异性自身免疫病的分子模拟病理机制，打破机体自身免疫耐受状态，诱导特异性T淋巴细胞、B淋巴细胞活化及自身抗体的产生，使构建的模型在病理特征、免疫应答模式上与临床疾病高度吻合。
针对靶向特定组织的自身免疫性疾病模型，应优先选用半抗原类造模剂。半抗原借助载体蛋白显著增强其免疫原性，进而特异性靶向结合目标病变组织，有效提高模型病变的组织特异性，降低非特异性炎症反应的干扰，适用于组织靶向性免疫损伤相关的研究场景。
对于急性炎症相关自身免疫病模型，或需辅助增强免疫反应强度、缩短造模周期的实验研究，可选用非抗原类造模剂直接激活机体先天免疫通路，诱导炎症因子的大量释放，以强化免疫应答效应，满足不同研究场景的实验需求。

无论选择哪种造模剂都需通过预实验确定最佳剂量、免疫方式和造模周期，避免因剂量不当、使用方式错误导致造模失败。明确抗原、半抗原、非抗原的差异和适用场景，就能精准选对造模剂，构建出稳定、可靠的动物模型，为后续的基础研究和药物研发打下坚实基础。

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