O抗原与H抗原：细菌表面抗原的分类学基础及免疫学特性
来源：武汉市灰藻生物科技有限公司 浏览量：68 发布时间：2026-01-22 13:24:22
引言
细菌表面抗原的结构多样性是其血清学分类的核心依据。在沙门菌（Salmonella）等革兰氏阴性菌的鉴定中，O抗原与H抗原共同构成关键的血清分型系统，其差异不仅反映细菌的生物学特性，更与临床诊断及致病机制密切相关。本文系统阐述二者的核心定义、理化特性及免疫学特征，为病原微生物的精准识别提供理论支撑。
一、定义与结构基础
O抗原（Somatic Antigen）
作为脂多糖（LPS）外侧多糖链的组成部分，O抗原是细菌细胞壁的固有结构。其多糖链的化学组成与连接方式高度可变，直接决定了细菌的血清群归属。因最早由Boivin通过热稳定特性鉴定，亦称Boivin抗原。
H抗原（Flagellar Antigen）
由鞭毛蛋白（Flagellin）构成，位于细菌鞭毛表面，并非细胞壁结构。其存在赋予细菌运动能力，是细菌侵袭性的重要辅助因子。
图1、细菌（通常是革兰氏阴性杆菌，如沙门氏菌、大肠杆菌等）的两类重要表面抗原， O抗原（体抗原/Somatic Antigen）位于细菌细胞壁外层，H抗原（鞭毛抗原/Flagellar Antigen）位于细菌鞭毛结构上
二、核心理化特性差异
| 特性 | O抗原 | H抗原 |
|---|---|---|
| 热稳定性 | 热稳定（55℃以上不破坏） | 热不稳定性（37℃以上易失活） |
| 酒精敏感性 | 抵抗酒精作用 | 酒精敏感（酒精可破坏其结构） |
| 甲醛敏感性 | 甲醛灭活（不稳定） | 甲醛稳定（常用甲醛处理增强免疫原性） |
| 提取方法 | 三氯乙酸提取 | 氯仿-乙醇法或甲醛处理提取 |
| 最适凝集温度 | 55℃ | 37℃ |
注：O抗原的热稳定性使其在常规消毒条件下仍可保留抗原性；H抗原的热不稳定性则要求检测过程严格控温。
三、免疫学特性对比免疫原性与抗体动力学
• O抗原：免疫原性较弱，诱导抗体滴度低（IgM为主），抗体快速产生且迅速消退（感染早期出现，2-3周内消失）。
• H抗原：免疫原性强，诱导高滴度抗体（IgG为主），抗体产生迅速且持久（感染后1-2周达峰，可持续数月）。
• 抗体滴度反映的是机体针对特定抗原产生的免疫应答强度。高滴度通常表明强烈的免疫反应，低滴度则可能表示免疫系统对该抗原的响应较弱。临床意义
• O抗体：早期感染标志（如伤寒病程第5-7天出现），抗体消退快，提示急性期。
• H抗体：恢复期标志（感染后2-3周出现），抗体持续时间长，反映恢复阶段。
例1：Widal试验中，O抗原（S. Typhi）用于早期诊断，H抗原（S. Typhi, S. Paratyphi A/B）用于判断恢复状态。
例2：EHEC O157:H7作为肠出血性大肠杆菌的典型血清型（O抗原157，H抗原7），其核心致病性在于产生Vero毒素，可引发从出血性腹泻到溶血性尿毒综合征（HUS）的严重临床结局，尤其对5岁以下儿童及50-59岁老人威胁显著。该菌具有极强的感染性，仅需约10个菌体即可致病，主要通过未熟牛肉、生乳等污染食物或水源传播。其流行自1982年在美国首次被确认后，已在全球范围内引发多起重大疫情，如1997年日本大规模暴发及2011年德国与进口黄瓜相关的疫情；我国自1988年分离到该菌以来，目前以散发病例为主。该菌的流行与其独特的理化特性密切相关：它耐酸性强，能在pH 2.5-3.0环境中存活，且可耐受低温在冰箱中长期生存，但不耐热（75℃ 1分钟即可灭活）。这些特性使其易于在食品链中存续并传播。鉴于其严重的健康危害，O157:H7已被列为21世纪对中国公共卫生有重大影响的潜在病原体之一，成为食品安全监测与食源性疾病防控的关键对象。
四、分类学价值与功能意义分类学应用
• O抗原：主导血清群（Serogroup） 划分（如沙门菌分为A-O群）。
• H抗原：用于血清型（Serotype） 精细分型（如Salmonella enterica serovar Typhi）。致病机制关联
• O抗原：构成LPS的O侧链，是内毒素核心组分，介导：
✓ 逃避宿主吞噬作用
✓ 激活补体旁路途径导致内毒素休克
• H抗原：鞭毛蛋白是细菌运动性的决定因素，通过运动能力增强侵入黏膜及定植效率。
五、特殊现象：H抗原的相变特性
H抗原存在相变（Phase Variation） 现象：
• 相I（Phase 1）：单相（如伤寒沙门菌Typhi）
• 相II（Phase 2）：双相（多数沙门菌，如Paratyphi A）
注：相变由基因位点（fljB等）调控，影响血清学检测的准确性，需同时检测两相抗原。
结语
O抗原与H抗原的差异性特征共同构建了沙门菌血清学鉴定的双支柱体系：
1. O抗原通过其热稳定性和内毒素功能，为急性感染的快速筛查提供依据；
2. H抗原凭借高免疫原性和相变特性，实现病程动态监测与菌株精准分型。
在临床实践中，二者联合检测（如Widal试验）可显著提升沙门菌感染的诊断时效性与准确性。深入理解其理化与免疫学特性，对病原微生物的精准识别、流行病学追踪及疫苗研发均具有不可替代的理论价值。
参考文献
https://microbenotes.com/differences-between-o-antigen-and-h-antigen/
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HZB221799：肠出血性大肠埃希氏菌 | Escherichia coli EHEC O157：H7
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更新日期：2026-01-21
编制人：冬冬
审稿人：小藻