醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的6版-抗體課件

1、第 八 章 抗 體本章教學(xué)大綱【目的要求】 1掌握 抗體和免疫球蛋白的概念、結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和功能。各類(lèi)免疫球蛋白的特性和功能。 2熟悉 免疫球蛋白的類(lèi)別轉(zhuǎn)換機(jī)制；單克隆抗體的制備和應(yīng)用。 3了解 免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)和基因重排；基因工程抗體。 【教學(xué)內(nèi)容】 1.抗體和免疫球蛋白的概念以及免疫球蛋白分型 （膜型和分泌型）。 2.免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、功能區(qū)、水解片段及其 它成分。 3.免疫球蛋白的類(lèi)型，同種型、同種異型和獨(dú)特型。 4.免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá)。Ig的類(lèi)別 轉(zhuǎn)換。 5.抗體V區(qū)和C區(qū)的功能。 6.各類(lèi)免疫球蛋白的特性和功能。 7.單克隆抗體和基因工程抗體。概念1. 抗體（an

2、tibody, Ab）功能性概念 是由抗原刺激而產(chǎn)生并能與刺激其產(chǎn)生的抗原發(fā)生特異性結(jié)合的、具有免疫功能的糖蛋白?？贵w主要存在血清中，也存在于如呼吸道粘膜液、小腸粘膜液、唾液以及乳汁等其它體液中。 2. 免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）結(jié)構(gòu)性概念 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體分子相似的球蛋白。存在形式 BCR（B細(xì)胞受體) 膜型（membrane immunoglobulin, mIg） 抗體 分泌型（secreted immunoglobulin, sIg） 一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)“Y”型，四肽鏈重鏈 （5種: 、） 輕鏈 （2種: 、）可變區(qū) （V區(qū)） 超變區(qū)（HVR，

3、3個(gè)， 又稱(chēng)CDR 互補(bǔ)決定區(qū)） 骨架區(qū): FR（4個(gè)）恒定區(qū) （C區(qū)）鉸鏈區(qū)輕鏈：VL、CL重鏈：VH CH1、CH2、CH3、CH4 IgG IgM IgA IgE IgD 二、免疫球蛋白的功能區(qū) 功能區(qū)：是不連續(xù)，緊密折疊的區(qū)域，由重鏈和輕鏈經(jīng)鏈內(nèi)二硫鍵連接而成的球狀結(jié)構(gòu)。該區(qū)具有特殊的功能特性。主要功能1. VL和VH是抗原結(jié)合的部位（FV區(qū)）。2. CL和CH上具有同種異型的遺傳標(biāo)記。3. IgG的CH2和IgM的CH3具有補(bǔ)體固有成分C1q的結(jié)合點(diǎn)，參與激活補(bǔ)體系統(tǒng)。4. CH3/CH4具有結(jié)合包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等細(xì)胞的Fc段受體的功能。5. IgG的

4、CH2+CH3 具有介導(dǎo)IgG通過(guò)胎盤(pán)的特性。 三、免疫球蛋白的水解片段 1. 木瓜蛋白酶（Papain）（將重鏈于近氨基端切斷） Fab段（fragment of antigen- binding，抗原結(jié)合片段） Fab段可以與抗原結(jié)合，具有抗體的活性。 Fc段（fragment crystalizable，可結(jié)晶片段） Fc段不能與抗原結(jié)合，但可執(zhí)行Ig的其他生物學(xué)功 能。 2. 胃蛋白酶（Pepsin）（將重鏈于近羧基端切斷） F( ab )2 ：可結(jié)合2個(gè)抗原表位。 pFc ：無(wú)生物學(xué)活性。 3. 意義：闡明Ig分子生物學(xué)作用。四、其它成分 1. 連接鏈（joining chain，J

5、鏈）：IgM五聚體，IgA雙聚體 2. 分泌片（secretory piece, SP）：SIgA 第二節(jié) 抗體的類(lèi)型和生物學(xué)活性一、抗體的類(lèi)型（一）同種型（isotype） 同一種屬每個(gè)個(gè)體都具有的免疫球蛋白的抗原特異性，其抗原決定簇主要存在于Ig的C區(qū)。 1.類(lèi)和亞類(lèi)（根據(jù)H鏈的抗原性不同） IgG (gamma) IgA (alpha) IgM (mu) IgD (delta) IgE (epsilon) (1)類(lèi) (2)亞類(lèi)IgG：IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA：IgA1, IgA22.型和亞型(根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原特異性不同分型) (1)型 (kappa)型 (la

6、mbda)型(2)亞型(鏈)： OZ(+) (或1) ：第190位(亮氨酸) OZ(-) (或2) ：第190位(精氨酸) Kern(+)(或3) ：第154位(甘氨酸) Kern(-)(或4) ：第154位(絲氨酸)（二）同種異型（allotype） 同一種屬不同個(gè)體之間免疫球蛋白也具有的差異性，主要反映在分子的CH和CL上的一個(gè)或數(shù)個(gè)氨基酸的差異 (genetic markers 遺傳標(biāo)志)。 Gm因子：Gm130 Am因子：A2m1，A2m2 Km因子：Km1，Km2，Km3（三）獨(dú)特型（idiotype） 在同一個(gè)體內(nèi)，不同B細(xì)胞克隆所產(chǎn)生的免疫球蛋白分子V區(qū)以及T、B細(xì)胞表面抗原受體

7、V區(qū)所具有的抗原特異性不同。由免疫球蛋白的超變區(qū)特有的氨基酸序列和構(gòu)型決定。二、抗體的生物學(xué)活性 （一）特異性結(jié)合抗原 超變區(qū)表位 靜電力、氫鍵、范德華力 可逆 影響因素：PH、溫度、電解質(zhì) 中和效應(yīng) 中和毒素和病毒 與Ag結(jié)合 促吞噬細(xì)胞吞噬1.結(jié)合基礎(chǔ)2.實(shí)際意義（二）激活補(bǔ)體系統(tǒng) Ab（IgM、IgG）+ Ag C1q 補(bǔ)體經(jīng)典途徑 IgG4、IgA和 IgE的凝聚物 補(bǔ)體旁路途徑 （三）結(jié)合Fc受體 (1) 介導(dǎo)超敏反應(yīng)：型超敏反應(yīng)； (2) 調(diào)理作用（opsonization）：IgG + 抗原(顆粒性) FcR（單核、巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞） 促 吞噬細(xì)胞吞噬； (3) ADCC：I

8、gG + 抗原(靶細(xì)胞) Fc R（NK 細(xì)胞） 殺傷靶細(xì)胞。 （四）通過(guò)胎盤(pán)和粘膜三、抗體的Fc受體(一) IgG的FcR分、型，均屬免疫球蛋 白超家族成員 FcR：?jiǎn)魏思?xì)胞、 巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞， IgG(IgG1和IgG3)的高親合力受體；FcR：分布廣泛，以低親和力結(jié)合免疫復(fù)合物和 多聚形式的IgG；FcR：IgG1、IgG3為低親和力受體。巨噬細(xì)胞、 NK細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞，與單 體或免疫復(fù)合物形式的IgG結(jié)合，介導(dǎo)NK細(xì) 胞的ADCC效應(yīng)及巨噬細(xì)胞的捕獲或清除等。(二) IgE的Fc受體FcR：結(jié)構(gòu)：跨膜糖蛋白，屬I(mǎi)g超家族, IgE的高親和力受體。分布和功能：嗜堿性

9、粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞，介導(dǎo)型速 發(fā)型超敏反應(yīng)。FcR(CD23)：結(jié)構(gòu)：穿膜糖蛋白，低親和力受體, 屬C型凝集素家族 成員。分布：成熟B細(xì)胞、活化巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等。(三) IgA的Fc受體 FcR(CD89)為跨膜糖蛋白，屬I(mǎi)g超家族成員。為中等親和力受體，主要表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等，介導(dǎo)吞噬、ADCC以及炎癥介質(zhì)的釋放。(四) IgM受體、IgD前者主要表達(dá)于B細(xì)胞，二者共同表達(dá)于成熟B細(xì)胞。FcR、FcR和FcR結(jié)構(gòu)示意圖 四、免疫球蛋白超家族（一）概念 許多細(xì)胞膜表面和機(jī)體的某些蛋白分子，其多肽鏈折疊方式與Ig折疊相似，在DNA水平上和氨基酸序列上與IgV區(qū)或Ig C區(qū)

10、有較高的同源性。編碼這些多肽鏈的基因被稱(chēng)為免疫球蛋白基因超家族，基因表達(dá)產(chǎn)物稱(chēng)為免疫球蛋白超家族（Immunoglobulin superfamily, IGSF）。（二）組成 1. T細(xì)胞、B細(xì)胞抗原識(shí)別受體和信號(hào)傳導(dǎo)分子 2. MHC及相關(guān)分子 3. Ig受體 4. 某些細(xì)胞因子受體 5. 神經(jīng)系統(tǒng)功能相關(guān)分子 6. 部分白細(xì)胞分化抗原（CD）免疫球蛋白超家族分子的結(jié)構(gòu)示意圖 第三節(jié) 各類(lèi)免疫球蛋白的特性和功能 一、IgG 1.一般特性 (1)單體分子； (2)四個(gè)亞類(lèi)； (3)血清中含量最高(75%Ig)； (4)半衰期最長(zhǎng)(2123天)； (5)35歲達(dá)成人水平(8.017mg/ml)

11、； (6)可與SPA結(jié)合。2.生物學(xué)活性(1)通過(guò)胎盤(pán)（新生兒抗感染）；(2)激活補(bǔ)體（裂解細(xì)胞）；(3)調(diào)理作用（促進(jìn)吞噬）；(4)介導(dǎo)ADCC（細(xì)胞毒作用）。3.實(shí)際意義(1)抗感染；(2)自身抗體 自身免疫病；(3)介導(dǎo)變態(tài)反應(yīng)(、型)；(4)封閉抗體 腫瘤細(xì)胞逃逸；(5)親合層析法 IgG純化； (6)免疫學(xué)檢測(cè)。 二、IgM 1.五聚體，分子量最大(900kd)，又稱(chēng)巨球蛋白； 2.人類(lèi)發(fā)育過(guò)程中最早合成的Ig； 3.體液免疫應(yīng)答最先產(chǎn)生的 Ig 感染早期免疫； 4.占血清Ig含量的510%； 5.半衰期5天 血清中特異性IgM 水平增高提示 有近期感染； 6.激活補(bǔ)體； 7.IgM

12、不能通過(guò)胎盤(pán) 臍帶血或新生兒血清中IgM 水平升高表明胎兒有宮內(nèi)感染； 8.B細(xì)胞膜IgM（mIgM） 體液免疫應(yīng)答； 9.自身抗體 自身免疫病。 三、IgA 1.兩種類(lèi)型 2.半衰期6天； 3.占血清Ig含量的515%； 4.粘膜局部抗感染免疫，阻止病原微生物黏附； 5.聚合IgA激活補(bǔ)體替代途徑。 血清型：IgA1，單體；分泌型：IgA2，二聚體, 粘膜局部漿細(xì)胞合成； 分泌片由粘膜上皮細(xì)胞合成；Origin of Secretory Component of sIgAYYYYYY 四、IgD 1.單體分子 2.存在形式：分泌性 血清中，功能不清； 膜結(jié)合性 B細(xì)胞表面, 3.意義 （1）

13、是B細(xì)胞成熟的重要標(biāo)志； （2）抗原受體，對(duì)B細(xì)胞活化、增殖和分化起調(diào)節(jié) 作用； 4.占血清Ig含量的1%； 5.半衰期3天。 五、IgE 1.單體分子； 2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)； 3.種系進(jìn)化中出現(xiàn)最晚； 4.呼吸道和胃腸道漿細(xì)胞產(chǎn)生； 5.介導(dǎo)型超敏反應(yīng)； 6.過(guò)敏性疾病和某些寄生蟲(chóng)感染患者血清中特異 性IgE水平增高。IgGIgMIgA/SIgAIgDIgE存在形式單體五聚體單體/二聚體單體單體相對(duì)分子質(zhì)量(1000)146970160/385184188血清中總Ig百分含量7075510152010.002半衰期235633出現(xiàn)時(shí)間 出生后三個(gè)月出生前出生后四個(gè)月晚

14、晚五大類(lèi)免疫球蛋白特性比較（1）IgGIgMIgAIgDIgE與補(bǔ)體結(jié)合能力中和作用調(diào)理作用ADCC參與粘膜防御能穿透胎盤(pán)與細(xì)胞結(jié)合與 SPA結(jié)合參與超敏反應(yīng)五大類(lèi)免疫球蛋白特性比較（2）各類(lèi)免疫球蛋白比較第四節(jié) 免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)一、免疫球蛋白的基因庫(kù)Ig基因庫(kù)V基因D基因庫(kù)J基因C基因H鏈基因庫(kù)（IGH）VH1VHnD1DnJ1JnCH1CHn鏈基因庫(kù)(IGK) V1Vn_J1JnC1鏈基因庫(kù)(IGL) V1Vn_J1JnC1Cn 免疫球蛋白基因組成二、免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá)免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)三、抗體多樣性的遺傳學(xué)基礎(chǔ)（1）胚系中眾多的V、D、J基因片段；（2）V-D

15、-J和V-J重排時(shí)，基因片段進(jìn)行隨機(jī)組合；（3）VDJ連接過(guò)程中的核苷酸缺失和N區(qū)的核苷酸 插入；（4）L鏈H鏈之間隨機(jī)配對(duì)組合；（5）體細(xì)胞突變。四、免疫球蛋白的類(lèi)轉(zhuǎn)換（class switch） Ig類(lèi)轉(zhuǎn)換，又稱(chēng)同種型轉(zhuǎn)換（isotype switch）：是指B細(xì)胞在受抗原刺激后，首先合成IgM, 然后轉(zhuǎn)為合成IgG等其它類(lèi)別。 機(jī)制：B細(xì)胞 活化 基因重排形成V-D-JC 合成IgM CD40/CD40L信號(hào)及細(xì)胞因子作用 C基因被替換 合成具有相同抗原特異性的不同的Ig類(lèi)和亞類(lèi)。TD-Ag刺激 B細(xì)胞基因重排機(jī)制圖第五節(jié) 單克隆抗體和基因工程抗體一、多克隆抗體（polyclonal a

16、ntibody） 1. 定義：抗原分子通常具有多個(gè)抗原決定簇，動(dòng)物免疫后可刺激多種具有相應(yīng)抗原受體的B細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答，因而可產(chǎn)生多種針對(duì)不同抗原決定簇的抗體。這些由不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的抗體稱(chēng)為多克隆抗體（polycolonal antibody, PcAb）。 2. 實(shí)際意義 （1）預(yù)防、治療感染性疾?。ㄌ禺愋圆?，可發(fā)生超 敏反應(yīng)） （2）臨床診斷二、單克隆抗體（monoclonal antibody, McAb） 1. 定義：由單一克隆B細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生的、只識(shí)別 抗原分子某一特定抗原決定簇的、具有高度特異性的 抗體。每種單克隆抗體其類(lèi)、亞類(lèi)、型及親和力完全 相同，具有高度均一性。 2. 特點(diǎn) 具有高度均一性。 3. 雜交瘤細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞 無(wú)限增殖； 免疫B細(xì)胞 合成、分泌特異性抗體。 4. 雜交瘤技術(shù) HAT培養(yǎng)基：次黃嘌(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺 嘧啶核苷(T)。三、基因工程抗體 基因工程抗體是通過(guò)PCR技術(shù)獲得抗體基因或抗體基因片段，與適當(dāng)載體重組后引入不同表達(dá)系統(tǒng)所產(chǎn)生的抗體，被廣泛應(yīng)用于疾病的臨床診斷、預(yù)防和治療及基礎(chǔ)理論研究等領(lǐng)域。 人-鼠嵌合抗體（chimeric antibody）；