鼠疫菌的抗原结构比较复杂。早在1932年Schutze就报告鼠疫菌有两种抗原成分，即封套抗原和菌体抗原。封套抗原呈明胶样，位于菌体周围部分，系多糖蛋白质复合物，具有抗原性，对温度非常敏感，100℃ 15分钟即破坏其抗原性。对自动免疫的产生很重要，为鼠疫免疫的重要物质。菌体抗原存在于鼠疫菌菌体部分，化学成分为蛋白质，当时又将其分为稳定而耐热的菌体抗原（somatic S）和不稳定非耐热的菌体抗原（somatic L）两种。前者特异性非常低，它与同属的细菌菌体抗原有共同成分，即与大肠杆菌、伤寒杆菌和变形杆菌有共同的抗原成分；后者于70℃ 30分钟或pH 2.6以下时均能破坏其抗原性，它与假结核菌菌体抗原的一部分有共同性。继此之后，很多鼠疫工作者对鼠疫的抗原结构进行了研究。用2%氯化钠自鼠疫菌粉粗提的荚膜物质，含有32%的蛋白质、2%的糖和一定量的核酸。它具有很高的血凝反应性和鼠疫噬菌体的受体活性。用琼脂扩散的方法，37℃下干酶素水解培养基上生长的鼠疫菌有28条沉淀带。用7%的聚丙烯酰胺凝胶，对鼠疫菌粉水浸液进行了分析，见到了鼠疫菌电泳图含有18~25条可见的蛋白带。黄坚华等（1981年）选用5%和10%阶梯式不连续凝胶浓度梯度分离胶，对国内不同疫源地分离的425株鼠疫菌菌粉，分别用熏蒸水浸泡、反复冻溶及超声波处理，收集上清液进行电泳，肉眼可见到20~29条蛋白带，最多可达34条。蛋白带的多少及电泳扫描图峰型的差异，与菌株的地理分布有明显的规律性，与宿主也有一定的关系。425株中的95%以上可根据电泳图的差异归纳为8类电泳图型。Lawton等（1960年）研究，发现鼠疫菌有16种抗原，假结核菌有13种抗原，在鼠疫菌和假结核菌的抗原中有11种是两种菌共有的，共同抗原中又发现L抗原缺少免疫原性。综上，鼠疫菌的抗原结构比较复杂，有些重要的抗原实际上就是所谓毒力决定因子的物质基础。其中有些将在毒力决定因子一章中详细讨论。现简单介绍几个较重要的鼠疫菌抗原。

F1抗原是鼠疫菌在37℃培养时，在菌体周围生长的一层封套物质中的一部分，Baker标之为F1部分，用印度墨汁-硫堇染色可以看到封套物质。Cocker等（1956年）用电子显微镜观察，菌体呈高电子密度，封套呈低电子密度，两者有明显差别。Baker（1952年）首先分离和提纯了F1抗原，将牛心浸液琼脂37℃培养3天的鼠疫菌培养物用-70℃丙酮杀菌后制成菌粉，经2.5%氯化钠水溶液浸渍，再用硫酸铵分段盐析（0.25~0.30、0.30~0.33饱和度）获得了比较纯的F1抗原。

F1抗原为一种糖蛋白，分子量20 000~50 000，由F1A和F1B组成（在盐析中F1A对应0.25~0.30饱和度，F1B对应0.30~0.33饱和度），前者是多糖蛋白质复合物，后者是蛋白质。F1为水溶性抗原。F1A和F1B在免疫学上相似，均可供制高价免疫血清，两者均对小白鼠、大白鼠、家兔、猴具有免疫原性，但F1A对豚鼠试验时免疫原性相当贫乏，F1A是由蛋白质和少量的碳水化合物半乳聚糖所构成，等电点为4.6，F1B等电点为4.8。

F1抗原被认为是保护性抗原之一，具有抗吞噬能力，但和VW抗原的抗吞噬的机制不同，前者表现在不易被吞噬细胞吞噬，而后者则表现在被吞噬之后仍可在吞噬细胞内存活、繁殖并从吞噬细胞中释放出来。

R. C. Williams等曾解释F1抗原抗吞噬作用的机制，是干扰血清中热不稳定调理素。特别是补体成分C ₄和C ₂以及全部溶血补体，当可溶性F1抗原加进血清后，这些成分被耗竭。由于有效吞噬细菌的调理作用需要补体蛋白，因此，F1抗原的这种强烈的抗补体作用可解释鼠疫毒菌对吞噬作用的抗性。

F1抗原在37℃培养时产生较多，在28℃培养时产生较少。许多实验证明F1含量高的菌苗制品，免疫效果较好。Englesberg（1954年）比较了6株鼠疫毒菌和9株无毒菌的F1抗原含量，发现毒菌产生的F1抗原比无毒菌多，但也有些无毒菌株（如EV ₇₆）的F1抗原含量也可以达到毒株的水平。失去F1抗原的毒株一般多变成无毒型，如MⅡ40株。Meyer等（1954年）应用间接血球凝集试验亦证明了强毒菌的F1抗原物质比无毒菌多。Chen（1954年、1955年）认为，鼠疫菌的有毒或无毒是根据它能否抵抗吞噬作用，而此种能力又取决于该菌封套内的F1含量。他还证明了假结核菌缺乏F1抗原，提出可以用它作为种的鉴别指标。Burrows（1963年）提出F1抗原是鼠疫菌毒力决定子之一。当鼠疫菌失去F1时，对豚鼠的毒力减弱，对小白鼠仍保持其毒力。

过去，由于认为鼠疫菌抗原性不强，在患者和染疫后的动物血清中用细菌凝集等试验不易找到抗体，加之特异性不高，致使血清学诊断一度停滞不前。自F1抗原的发现及提纯以后促进了鼠疫血清学工作的发展。F1抗原在血清学诊断上有较高的特异性，以间接血球凝集试验最为敏感。据云南流行病防治所（1973年）报道，鼠疫间接血球凝集试验比细菌培养敏感64~256倍。近年来，鼠疫间接血球凝集试验及反相间接血球凝集试验已被国内外广泛应用。由于F1抗原的提纯，其他一些血清学试验，如抗原中和试验、抗体中和试验等也得到应用。

F1抗原是鼠疫菌的特异性抗原之一，但在提取时如果纯度不够，常和抗假结核血清或抗副霍乱、霍乱血清呈交叉反应（用间接血凝法检查可以查到10倍左右的交叉反应）。因此，检查F1抗原的间接血凝反应一般超过20倍时，才能判断为阳性。

V、W抗原存在于鼠疫菌的胞浆内。Burrows等（1956年）将强毒鼠疫菌（MP ₆）接种于胰酶消化的肉汤中，37℃通气培养3小时，培养物用TS株（无毒）吸收的抗血清作琼脂扩散反应，呈现一条沉淀线。并证明所有的强毒株都有此沉淀线，而大多数无毒株则没有这种沉淀线，若将此培养物再培养5小时，则凡产生上述抗原的菌株都能产生另外一种抗原成分，这两种抗原称为V抗原和W抗原。这两种抗原和鼠疫菌的毒力有关，被认为是鼠疫菌的毒力决定因子。产生V、W抗原的最适条件是含半乳糖或葡萄糖酸盐的牛心浸液培养基，37℃条件下通气培养。在28℃培养时不产生此抗原。产生V抗原的菌株皆产生W抗原，与此相反的情况尚未见到。

Burrows（1960年）分别用0.3~0.35及0.35~0.40饱和硫酸铵提炼出了粗制的V和W抗原的纯制品，它是水溶性的，在低温的条件下（2~4℃）是稳定的，不能透析。作者证明此抗原和鼠疫菌的抗多核白细胞的吞噬能力有关。Lawton（1963年）先用硫酸铵盐析，尔后再用DEAE纤维素柱层析精制V、W抗原，证明V抗原是蛋白质，分子量为90 000，W抗原是类脂蛋白，分子量为145 000，其中38%的脂和59%的蛋白，在-20℃下保存不失其活性。V抗原给豚鼠注射有保护作用，而W抗原则没有。实验证明，有V、W抗原的菌苗菌株的免疫力比无V、W抗原的菌苗菌株的免疫力效果好。

Cavanaugh（1959年）发现有V、W抗原的毒菌被单核细胞吞噬后，能在细胞内大量繁殖，尔后从细胞中释放出来，并且有抗单核细胞和抗多核细胞的吞噬能力。这就是毒菌和无毒菌的差异。 Janssen（1963年）实验证明F1抗原与抗吞噬作用有关，而V、W抗原赋予细菌在细胞内生长繁殖的能力。

朱锦沁等的工作证明，我国各鼠疫疫源地鼠疫菌分离株VWa ⁺株占绝大多数，VWa ^-株较少。

许多研究者的工作证明，VWa ⁺株有良好的免疫保护作用。之所以有免疫保护作用，主要是由于V抗原，而不是W抗原。此外，应当提及的是V、W抗原不是鼠疫菌特异性抗原，大多数假结核菌也产生V、W抗原。

鼠疫菌的V和W抗原仅限于细菌胞浆部分。研究结果表明，v和W抗原的产生是由45MD（70kb）质粒遗传因子所控制，此种质粒也同时控制鼠疫菌对钙的需求。v基因位于含有三个基因（即LcrG、LcrV、LcrH）的操纵子中。因此，V操纵子含有V抗原结构基因。

此种抗原是经过胰酶消化、层析等过程提取的。有TED抗原（经胰蛋白酶消化提取）和PED（经胰酶消化提取）。半乳糖类脂抗原是一种大分子脂多糖。它们与鼠疫菌的脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）不同，提议命名为半乳糖脂（galactolipid）。半乳糖类脂抗原中碳水化合物部分主要是由半乳糖和岩藻糖所构成。类脂分子含有磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamide）和磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine）。这种半乳糖类脂抗原有较高的血凝反应特性，并且有鼠疫噬菌体受体活性。这种抗原的血清学特异性比F1抗原好，推荐半乳糖类脂抗原可以作为一种有效的诊断制剂在鼠疫流行病调查中试用。

鼠疫菌素Ⅰ是鼠疫菌特异性抗原之一。Ben Gurion首先发现鼠疫菌产生的一种细菌素，该物质能抑制血清型Ⅰ型假结核菌生长，被命名为鼠疫菌素Ⅰ（PesticinⅠ，PstⅠ）。除苏联个别的鼠疫自然疫源地（鼠疫菌不产生PstⅠ）外，世界绝大多数鼠疫自然疫源地分离的野生型鼠疫菌都能产生PstⅠ。到目前为止，在我国分离出的8767株野生型鼠疫菌中，仅发现两株不产生PstⅠ的野生型鼠疫菌。鼠疫菌素是一种单聚体蛋白质，分子量约为65 000，它分布于细菌的细胞质中。鼠疫菌素Ⅰ分子含有17种氨基酸，不含有半胱氨酸。PstⅠ的等电点是7.5，对热不稳定，要保存于-20℃才能维持其活性。鼠疫菌素具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（N-acetylglucosamindase）活性。鼠疫菌素的产生受6MD（10kb）质粒上的遗传物质所控制。

Ben Efrain等（1961年）首先报道了在温度与哺乳动物体温相似，pH值与巨噬细胞溶酶体或脓肿的pH值相似条件下，即在35~37℃，pH 6.0条件下，鼠疫菌能产生一种化学特性不稳定的抗原，称之为pH 6抗原。pH 6抗原是一种蛋白质，由15KD的亚单位的聚合体组成。56℃ 30分钟可使其丧失活性。

pH 6抗原是染色体编码的鼠疫菌和假结核菌产生的一种表面蛋白质。pH 6抗原结构基因psa位于DNA的0.5kb区，psaB、psaE和ORF′4是合成pH 6抗原的必要的附属区，调节pH 6抗原的合成。

表达pH 6抗原的鼠疫菌容易致死小白鼠，psaA变异株产生pH 6抗原减少与亲本株相比可使其LD ₅₀值增大100倍。pH 6抗原的大量表达能使巨噬细胞形态发生变化，抑制吞噬作用，能抑制呼吸系统杀菌机制。pH 6抗原具有血凝活性和细胞毒性。

pH 6抗原是鼠疫菌一种主要毒力决定因子，它是一种菌毛黏附素，如果炎症反应发生组织坏死以及细菌代谢产生物造成局部酸性环境，能使pH 6抗原在系统疾病中发挥重要作用。因为pH 6抗原能在巨噬细胞溶酶体内表达，因此，它能在细胞内发挥作用，抑制巨噬细胞对鼠疫菌的吞噬，与鼠疫菌在巨噬细胞内存活和繁殖有关。pH 6抗原在腺鼠疫发病过程中起着不可忽视的作用。

抗原4是一种蛋白质，对家兔有很高的抗原性。抗原4和形成平滑型菌株有关，并确定能形成稳定的菌悬液。没有抗原4的菌株为粗糙型。向粗糙型菌液中加入抗原4便形成稳定的菌悬液。Pirt（1961年）指出抗原4的产生与温度有依赖关系，37℃较28℃培养抗原4的产量要高20倍。产生抗原4的最适pH为5.9，若pH高于6.9，不论是37℃还是28℃均不产生此抗原。

因为抗原4与pH 6抗原产生条件相似，故也有人认为两种抗原是一种抗原物质。近年来发现假结核杆菌也产生抗原4和pH 6抗原，所以这两种抗原不能用来鉴别鼠疫菌。

鼠疫菌和假结核菌存在15种相同的抗原，这些抗原中L抗原能保护动物抗鼠疫感染。有L抗体的豚鼠，经鼠疫毒菌攻击后有83%以上的动物可以存活。

人们在研究和寻找假结核菌与鼠疫菌存在着交叉性保护作用抗原时，发现了PF抗原，并把这种抗原作为鼠疫菌的无毒性免疫复合物，把这种抗原叫做保护因子抗原。用PF抗原免疫过的动物早到第1天，直至5个星期能保护豚鼠抗鼠疫感染。但是，当把PF血清注射到正常动物体内时，它不能提供被动保护作用。PF抗原是蛋白质-脂多糖复合物，它的作用与内毒素相似，能加强对感染的非特异性抵抗力。此抗原对于小白鼠（LD ₅₀：5mg腹腔内注射）及豚鼠（LD ₅₀：20mg腹腔注射）都相对无毒性。它似乎与L抗原无关，但PF抗原的抗体与 Davies的特异多糖抗原的抗体相同。

Chen和Meyer（1956年）研究了多糖抗原，发现在间接血球凝集试验中，在蛋白抗原存在下有多糖的作用。Davies（1956年）用鼠疫无毒菌株提取多糖：鼠疫菌培养物用-70℃丙酮杀菌后制成菌粉，用盐水浸出，除去可溶性蛋白质，再用45%酚处理，得粗制品，再精制得多糖，含氮1.6%，磷2.2%为菌体干重的2%。多糖无抗原性，但与蛋白质结合则具有抗原作用。多糖无保护作用，毒性中等，是强烈的热原性物质。

致病性耶尔森菌共有的毒力质粒（pYV）所编码的一组蛋白质。由于这组蛋白质最初是在细菌外膜中发现的，故命名为Yops（Yersinia out-membrane proteins）。新技术方法的应用，使Yops的研究得以在更加精细的水平上进行，随后，Yops的性质、功能及其在细胞上的定位和产生动力学等相继明确，由此也引起了Yops在概念上的重大更新，即最初所谓的Yops，除YadA（Yersinia adhensin）和YlpA（Yersinia lipoprotein）外，均不具备外膜蛋白的特性，实际上是分泌性蛋白（Rps）。但分泌后一段时间内有些成分又返回到膜上，所以在此暂且把这组蛋白质（包括YadA和YlpA）统称为耶尔森菌的表面蛋白（表1-7）。

YopE是耶尔森菌毒力所必需的一个决定体，YopE突变的菌株经口及腹腔途径感染时对小鼠是无毒力的，而静脉接种时则是有毒力的。YopE对体外培养的HeLa细胞，小鼠腹腔巨噬细胞均可引起细胞毒反应，并影响病原体抗吞噬作用的能力。

YopH也是一个必需的毒力决定体，它使细菌能够抵抗吞噬细胞的吞噬作用。最近又证实，YopH具有酪氨酸磷酸酶的活性，这可以引起宿主蛋白的去磷酸化，进而干扰宿主生理功能的调节过程。

鼠疫菌的YopM与人血小板糖蛋白（GPIba）具有同源性，因此YopM的功能也包括抑制血小板凝集，使细菌在宿主体内扩散。