醫(yī)學(xué)免疫學(xué)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)、類型和功能。各類免疫球蛋白的特性和功能。

2．熟悉免疫球蛋白的類別轉(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。

現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二【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的類別轉(zhuǎn)換。

5.抗體V區(qū)和C區(qū)的功能。

6.各類免疫球蛋白的特性和功能。

7.單克隆抗體和基因工程抗體?，F(xiàn)在是2頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二概念1.抗體（antibody,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?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二存在形式

BCR（B細(xì)胞受體)

－膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）

抗體－分泌型（secretedimmunoglobulin,sIg）

現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二第一節(jié)抗體的分子結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二一、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個(gè)，又稱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)現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二輕鏈：VL、CL重鏈：VHCH1、CH2、CH3、CH4IgGIgMIgAIgEIgD

二、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?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二主要功能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CH2+CH3具有介導(dǎo)IgG通過胎盤的特性?，F(xiàn)在是12頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二ImmunoglobulinFragments:Structure/FunctionRelationshipsAgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptors現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二

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（fragmentofantigen-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（fragmentcrystalizable，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。

現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二2.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′：無生物學(xué)活性。

3.意義：闡明Ig分子生物學(xué)作用?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二四、其它成分

1.連接鏈（joiningchain，J鏈）：IgM五聚體，IgA雙聚體2.分泌片（secretorypiece,SP）：SIgA

現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二第二節(jié)抗體的類型和生物學(xué)活性一、抗體的類型（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)。現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二

1.類和亞類（根據(jù)H鏈的抗原性不同）IgG—γ(gamma)IgA—α(alpha)IgM—μ(mu)IgD—δ(delta)IgE—ε(epsilon)(1)類(2)亞類IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4IgA：IgA1,IgA2現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二2.型和亞型(根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原特異性不同分型)

(1)型κ(kappa)型λ(lambda)型(2)亞型(λ鏈)：

OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)

OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)

Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)

Kern(-)(或λ4)：第154位(絲氨酸)現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二（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(geneticmarkers

—遺傳標(biāo)志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km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。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二二、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)際意義現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二（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)：Ⅰ型超敏反應(yīng)；(2)調(diào)理作用（opsonization）：IgG+抗原(顆粒性)→FcγR（單核、巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞）→促吞噬細(xì)胞吞噬；(3)ADCC：IgG+抗原(靶細(xì)胞)→

FcγR（NK細(xì)胞）→

殺傷靶細(xì)胞。

（四）通過胎盤和粘膜現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二三、抗體的Fc受體(一)IgG的FcR分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，均屬免疫球蛋白超家族成員

FcγRⅠ：?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；FcγRⅡ：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；FcγRⅢ：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?，F(xiàn)在是29頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二(二)IgE的Fc受體FcεRⅠ：結(jié)構(gòu)：跨膜糖蛋白，屬Ig超家族,IgE的高親和力受體。分布和功能：嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞，介導(dǎo)Ⅰ型速發(fā)型超敏反應(yīng)。FcεRⅡ(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)胞和樹突狀細(xì)胞等?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二(三)IgA的Fc受體

FcαR(CD89)為跨膜糖蛋白，屬Ig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?，F(xiàn)在是31頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二FcγR、FcαR和FcεR結(jié)構(gòu)示意圖

現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二四、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IgC區(qū)有較高的同源性。編碼這些多肽鏈的基因被稱為免疫球蛋白基因超家族，基因表達(dá)產(chǎn)物稱為免疫球蛋白超家族(Immunoglobulinsuperfamily,IGSF)。

現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二（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）現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二免疫球蛋白超家族分子的結(jié)構(gòu)示意圖

現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二

第三節(jié)各類免疫球蛋白的特性和功能

一、IgG1.一般特性(1)單體分子；(2)四個(gè)亞類；(3)血清中含量最高(75%Ig)；(4)半衰期最長(zhǎng)(21～23天)；(5)3～5歲達(dá)成人水平(8.0～17mg/ml)；(6)可與SPA結(jié)合?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二2.生物學(xué)活性(1)通過胎盤（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??；(3)介導(dǎo)變態(tài)反應(yīng)(Ⅱ、Ⅲ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)。

現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二二、IgM

1.五聚體，分子量最大(900kd)，又稱巨球蛋白；2.人類發(fā)育過程中最早合成的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5～10%；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不能通過胎盤→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?，F(xiàn)在是38頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二

三、IgA

1.兩種類型

2.半衰期6天；

3.占血清Ig含量的5～15%；

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；現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二OriginofSecretoryComponentofsIgA現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二

四、IgD1.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）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?，F(xiàn)在是41頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二

五、IgE1.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)Ⅰ型超敏反應(yīng)；6.過敏性疾病和某些寄生蟲感染患者血清中特異性IgE水平增高。現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二五大類免疫球蛋白特性比較（1）現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二五大類免疫球蛋白特性比較（2）現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二各類免疫球蛋白比較現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二第四節(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)免疫球蛋白基因組成現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二二、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)現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二三、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-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?，F(xiàn)在是48頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二四、免疫球蛋白的類轉(zhuǎn)換（classswitch）

Ig類轉(zhuǎn)換，又稱同種型轉(zhuǎn)換（isotypeswitch）：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等其它類別。機(jī)制：B細(xì)胞→活化→基因重排形成V-D-J–Cμ→合成IgM→CD40/CD40L信號(hào)及細(xì)胞因子作用→Cμ基因被替換→合成具有相同抗原特異性的不同的Ig類和亞類。TD-Ag刺激現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二B細(xì)胞基因重排機(jī)制圖現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二第五節(jié)單克隆抗體和基因工程抗體一、多克隆抗體（polyclonalantibody）

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)生的抗體稱為多克隆抗體（polycolonalantibody,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）臨床診斷現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有63頁(yè)\編輯于星期二二、單克隆抗體（monoclonalantibody,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、亞類、型及親和力完全相同，具有高度均一性。