(5)-第四章抗體醫(yī)學免疫學

第四章抗體(antibody,Ab)12為什么新冠肺炎恢復者的血清能用于治療患者呢？3學習內(nèi)容1.抗體的發(fā)現(xiàn)2.抗體的基本結(jié)構(gòu)。3.抗體的免疫原性4.抗體的功能5.各類Ig的特性和功能4學習目標知識目標：通過學習，學生能夠區(qū)別免疫球蛋白與抗體，并能描述免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)，比較各類免疫球蛋白的特性及功能。能力目標：學生能夠利用抗體的結(jié)構(gòu)闡述其功能；學生能夠利用各類免疫球蛋白的特性分析其在疾病診斷和治療中的作用。素質(zhì)目標：通過抗體的發(fā)現(xiàn)歷程，學生感受到中醫(yī)文化中的哲學理論在免疫學發(fā)展中的作用；學會科學研究的思維方式，能夠體會堅持不懈、鍥而不舍的科研精神；③通過IgG和IgA的講授，培養(yǎng)學生的感恩意識?？茖W的實驗基礎白喉桿菌取上清分離毒素1888年：EmileRoux和AlexandreYersin出現(xiàn)相同的白喉病癥新鮮的免疫血清培養(yǎng)白喉桿菌導致的白喉病癥，實質(zhì)上并非由細菌本身，而是毒素造成5諾獎的科研設計—抗體的發(fā)現(xiàn)白喉桿菌存活豚鼠死亡抗菌藥物大量白喉桿菌劇毒白喉毒素存活血清中含有抗毒素EmilVonBehring(1845-1917)1890年：存活6諾獎的科研設計—抗體的發(fā)現(xiàn)EmilVonBehring(1845-1917)感染白喉桿菌不出現(xiàn)白喉癥狀患白喉馬取血清存活他經(jīng)過300多次試驗，

證實：7諾獎的科研設計—抗體的發(fā)現(xiàn)EmilVonBehring(1845-1917)感染白喉桿菌存活白喉患兒康復取血清第一次免疫血清療法白喉抗毒素的問世，挽救了成千上萬的患兒，這一偉大的濟世成就，轟動了全世界。開創(chuàng)了人工被動免疫治療的先河。1901年首屆諾貝爾生理或醫(yī)學獎8科研實驗證實在動物免疫血清中先后發(fā)現(xiàn)有：溶菌素凝集素沉淀素抗體（antibody）:與多種不同物質(zhì)特異性結(jié)合反應的物質(zhì)特異結(jié)合細胞

細菌其他產(chǎn)物抗原（antigen）：誘導抗體產(chǎn)生的物質(zhì)9白蛋白（Albumin）1937年，TiseliusandKabat

用電泳的方法分離血清蛋白IgGIgAIgMIgD免疫血清肺炎球菌多糖抗原吸收抗體性質(zhì)研究10科研實驗證實抗體（Ab):抗原刺激機體產(chǎn)生的，可與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白11科研問題抗體的結(jié)構(gòu)是什么樣？如何與抗原結(jié)合？12科研障礙1.抗體的高分子量（當時蛋白質(zhì)分析技術(shù)只能分析小分子量的蛋白質(zhì)）2.抗體高度不均一性如何將抗體分解為可以分析的小片段？13科研實驗1958年，英國生化學家PorterRR利用蛋白酶水解了抗體分子。14科學實驗1959年用變性和非變性電泳技術(shù)打開Ab的二硫鍵，發(fā)現(xiàn)Ab含有重鏈和輕鏈。美國生化學家EdelmanGM由于Edelman和Porter：在解析Ab結(jié)構(gòu)上的貢獻，共同獲得1972年諾貝爾生理或醫(yī)學獎15科研實驗1964年，發(fā)現(xiàn)骨髓瘤患者體內(nèi)免疫球蛋白（均一性）與抗體的結(jié)構(gòu)相似，但無抗體的活性美國生化學家EdelmanGM16科研問題誰來產(chǎn)生抗體？17抗體產(chǎn)生的細胞的發(fā)現(xiàn)1965年，Cooper證實，

切除掉法氏囊（bursa）并接受X射線照射的雛雞，將不會產(chǎn)生抗體，并將產(chǎn)生抗體的細胞成為B細胞。直到1974年才證實哺乳類動物產(chǎn)生抗體的B細胞在骨髓！

美國科學家CooperMD

B細胞電鏡彩色掃描照

181968年和1972年世界衛(wèi)生組織和國際免疫學會聯(lián)合會的專門委員會先后決定：具有抗體活性或化學結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白

統(tǒng)一命名為免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）抗體（Ab):抗原刺激機體產(chǎn)生的，可與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白！19啟示：從抗體的發(fā)現(xiàn)到抗體性質(zhì)的研究、抗體結(jié)構(gòu)、和產(chǎn)生抗體細胞的研究經(jīng)歷了無數(shù)次科學的實驗，其中有失敗、有收獲，但唯有堅守的是對科學的執(zhí)著和敬畏，不懈的追求和努力，我們應該學習的是這種科學研究的精神，堅持不懈，為此，諾貝爾獎的獲得就是對他們工作最大的肯定！在抗體研究不同領域涌現(xiàn)了眾多里程碑式的成果。20抗體的基本結(jié)構(gòu)21Ig的分類“GAMED”γ(gamma)α(alpha)μ（mu）δ（delta）ε(epsilon）Ig的亞類23Ig分型IgGIgAκλ人類Igκ：λ=2：1小鼠Igκ：λ=20：1

24Ig的分區(qū)25VL與VH區(qū)26

高變區(qū)HVR(hypervaribleregion)，CDR(complimentaritydeterminingregion)骨架區(qū)FR

(Framework

region)Ig的CDR27Ig恒定區(qū)28Ig的二級結(jié)構(gòu)“三明治”狀的“β桶狀”結(jié)構(gòu)29Ig的二級結(jié)構(gòu)“三明治”狀的“β桶狀”結(jié)構(gòu)30Ig的三級結(jié)構(gòu)31特點：極富彈性富含脯氨酸功能:有利于Ab與Ag的結(jié)合

有利于Ab與補體的結(jié)合鉸鏈區(qū)32鉸鏈區(qū)33Ig的輔助成分34Ig的輔助成分35介導IgA從黏膜下，通過黏膜上皮細胞轉(zhuǎn)運到黏膜表面；保護SIgA絞鏈區(qū)，使其免遭蛋白水解酶降解分泌片Ig水解片段36同種型（isotype）存在于同一物種抗體分子中的抗原表位同一種屬所有個體Ab分子共有的抗原特異性標志，同一物種的Ab對于異種動物具有免疫原性異種動物對人IgG會產(chǎn)生抗IgG抗體包括：IgG、IgM、IgD、IgA、IgE、κ、λ結(jié)構(gòu)：IgC區(qū)，包括CL，CH37

抗體的免疫原性結(jié)構(gòu)：IgC區(qū)，包括CL，CH是同一種屬不同個體Ab分子所具有的抗原特異性標志，個體標志人IgGmIgGm1~30IgA2m1~2κm1~3、同種異型（allotype）：

存在于同種屬不同個體抗體分子中的抗原表位38

抗體的免疫原性結(jié)構(gòu)：IgV區(qū)，包括VL，VH獨特型（idiotype）：同一種屬、同一個體內(nèi)，每個Ab分子針對不同抗原均具有獨特的結(jié)構(gòu)是每個Ab分子所具有的抗原特異性標志每個個體針對所有的抗體產(chǎn)生抗獨特型抗體39

抗體的免疫原性

抗體的功能40—定位器的功能V區(qū)功能VH、VLCDR結(jié)構(gòu)基礎中和病毒中和毒素凝集細菌，阻止黏附BCR特異性識別抗原特異性結(jié)合抗原抗原結(jié)合價單體：2價雙體：4價五聚體：10價412.C區(qū)功能激活補體結(jié)合Fc受體調(diào)理作用（opsonization)ADCC作用介導Ⅰ型超敏反應穿過胎盤和黏膜IgG穿過胎盤sIgA被轉(zhuǎn)運到黏膜表面42五類Ig的特性與功能

43單體，血清含量最多的Ig（75—80%）分布最廣，血管外組織液的主要抗體半衰期長20~23天唯一能通過胎盤的Ig（IgG1/IgG3/IgG4)激活補體–IgG1～3經(jīng)典，IgG4替代結(jié)合細胞

Mφ——調(diào)理作用

NK，Mφ，PWN——介導ADCC

IgG特性主力導彈4401.抗感染的主力軍抗菌抗病毒抗毒素02.介導II、III型超敏反應介導自身免疫IgG功能45IgMJ46mIgMIgM先頭部隊IgMIgM特性五聚體（巨球蛋白）分子量最大主要分布于血管，血清含量5-10%個體發(fā)育中最早合成的Ig初次免疫應答最早出現(xiàn)半衰期10天天然的ABO血型Ab激活補體比IgG能力強凝集作用強于IgG4701.抗感染的先頭部隊抗菌抗病毒抗毒素02.介導II、III型超敏反應介導自身免疫IgM功能48sIgAJ鏈SP49邊防軍功能：抗菌、抗病毒、抗毒素黏膜局部免疫分布：胃腸道和支氣管黏膜表面分泌液:初乳、唾液、淚液50母親是我們嬰幼兒期健康成長的守護神！IgD

未成熟B細胞成熟B細胞

mIgMmIgMmIgD分布：單體，血清濃度占0.3%

B細胞成熟的標志B細胞活化后消失血清含量最少的Ig（0.02%主要由呼吸道、消化道黏膜、皮膚下淋巴組織中漿細胞分泌親細胞抗體介導Ⅰ型超敏反應與抗寄生蟲有關(guān)IgE特性及功能52IgE：抗寄生蟲嗜酸粒細胞寄生蟲寄生蟲IgE53針對同一抗原表位的不同類型的抗體:可以結(jié)合同一抗原，不同的恒定區(qū)介導的效應不同,這些效應可以互補，使免疫系統(tǒng)盡可能動員起來。

IgGIgA小結(jié)54針對不同抗原表位的抗體，可以具有相同的恒定區(qū)，機體內(nèi)對不同的抗原，清除的方式是相同的IgGIgG55sIgA邊防軍IgM先頭部隊mIgMmIgD識別抗原IgG主力軍IgE

抗寄生蟲細菌病毒毒素病原體可能出現(xiàn)在各個部位，Ig也在各個部位應對其入侵。不同部位的抗體各司其職，同一部位不同類型的抗體協(xié)同發(fā)揮作用，最終將病原清除。

56課后反思57抗體分子3中抗原表位的研究有何意義？可變區(qū)和恒定區(qū)各有哪些功能?

思考一個問題“為什么新冠肺炎恢復者的血清能用于治療患者呢？激活補體C1qAg經(jīng)典途徑IgM\IgG1\IgG3IgG2與抗原結(jié)合后旁路途徑

聚合的IgA\IgE\IgGIgGCH2、IgMCH358結(jié)合Fc受體59調(diào)理作用（opsonization)ADCC作用介導Ⅰ型超敏反應調(diào)理作用MφMφMφIgG/IgA60結(jié)合Fc受體ADCC抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(antibody-dependentcell-