第三章免疫球蛋白與抗體

免疫球蛋白與抗體（Ig,Ab）1當(dāng)前第1頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

掌握免疫球蛋白與抗體的概念及五類免疫球蛋白的特性。熟悉免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)、水解片段與功能；了解人工制備抗體的類型及臨床應(yīng)用。本章學(xué)習(xí)要求2當(dāng)前第2頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第一節(jié)概述

抗體：受抗原刺激后，由B淋巴細(xì)胞分化成的漿細(xì)胞產(chǎn)生的能與相應(yīng)抗原特異結(jié)合的免疫球蛋白?？贵w主要存在于血清中，也見于其他體液和外分泌液中，故將抗體介導(dǎo)的免疫稱為體液免疫。一、抗體抗原B漿細(xì)胞抗體TT效應(yīng)淋巴細(xì)胞3當(dāng)前第3頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)1、Ab的發(fā)現(xiàn)：

1890年，Behring和北里在德國Koch實(shí)驗(yàn)室使用白喉脫毒外毒素注射馬，在馬血清中發(fā)現(xiàn)了一種能中和白喉外毒素的物質(zhì)，稱為“抗毒素”，并挽救了成千上萬的白喉患兒。60%死亡率降到26%。

醫(yī)學(xué)史上的一個重要里程碑，人類防治傳染病的重要方法———血清療法誕生了。獲1901年的第一屆諾貝爾獎4當(dāng)前第4頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)2、證明是球蛋白證明：抗體是γ球蛋白；但γ球蛋白并非都具有抗體活性當(dāng)前第5頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。

與抗體概念的異同。二、免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）抗體：生物學(xué)功能免疫球蛋白：化學(xué)結(jié)構(gòu)

IgAb6當(dāng)前第6頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)免疫球蛋白存在形式分泌型（secretedimmunoglobulin,

sIg）

－抗體

膜型（membraneimmunoglobulin,

mIg）

－BCR(B細(xì)胞受體)

B7當(dāng)前第7頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第二節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)“Y”字型四肽鏈2條重鏈(heavychain,H)2條輕鏈(lightchain,L)二硫鍵連接抗體的基本功能單位8當(dāng)前第8頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)輕鏈（L)：約210個AA殘基，分子量約為25kD；

可分為和兩型

—IgG（IgG和IgG）—IgM

（IgM和IgM）—IgA

（IgA和IgA）—IgE

（IgE和IgE）—IgD（IgD和IgD）-S-S-S-SS-SNCLHHLN重鏈(H)：約450-550個氨基酸殘基，分子量約50-75kD重鏈分γ、α、μ、δ和ε鏈9當(dāng)前第9頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)二、可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)（variableregion,V區(qū)）：輕鏈和重鏈靠近N端的約110個氨基酸變化很大，稱為可變區(qū)，用VH和VL表示。恒定區(qū)（constantregion,C區(qū)）：免疫球蛋白輕鏈和重鏈中氨基酸序列較保守的區(qū)域。H鏈有一個VH及3~4個CH區(qū)。（其中IgM,IgE有CH4區(qū)）L鏈具有VL，CL兩個功能區(qū)。鉸鏈區(qū)：位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。10當(dāng)前第10頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

超變區(qū)：重鏈和輕鏈V區(qū)各有3個區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為超變區(qū)（hypervariableregion,HVR）或決定簇互補(bǔ)決定區(qū)（complementarydeterminingregion,CDR），分別為CDR1、CDR2和CDR3。6個CDR組成一個抗原結(jié)合部位。

骨架區(qū)：V區(qū)中，CDR以外區(qū)域的氨基酸組成和排列順序相對不易變化，稱為骨架區(qū)（frameworkregion,FR）?？勺儏^(qū)可變區(qū)：11當(dāng)前第11頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)超變區(qū)決定與抗原決定簇結(jié)合。骨架區(qū)主要穩(wěn)定超變區(qū)的空間構(gòu)型。12當(dāng)前第12頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)三、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域功能區(qū)：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)，不連續(xù)，每個結(jié)構(gòu)域具有各自的功能。AgBinding抗原結(jié)合位點(diǎn)ComplementBindingSite補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)，活化補(bǔ)體PlacentalTransferIgG胎盤轉(zhuǎn)移BindingtoFcReceptorsFC段受體，親細(xì)胞活性同種異型抗原決定簇存在部位，遺傳標(biāo)志促進(jìn)可變區(qū)與抗原表位結(jié)合；暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)，活化補(bǔ)體13當(dāng)前第13頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)四、免疫球蛋白的其它成分1、連接鏈（JoinChain,J鏈)

連接多聚體Ig的蛋白質(zhì)，存在于SIgA和IgM。J鏈SIgA（分泌型IgA)J鏈IgM14當(dāng)前第14頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)2、分泌片（Secretorypiece,SP）

只存在于粘膜分泌型IgA中，由上皮細(xì)胞合成，防止蛋白酶對IgA的水解。SIgASP15當(dāng)前第15頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)五、免疫球蛋白的水解片段16當(dāng)前第16頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)水解酶作用位點(diǎn)水解片段及其功能

木瓜蛋白酶鉸鏈區(qū)重鏈間二硫鍵近N端（1）兩個相同的Fab段：可與抗原結(jié)合（2）一個Fc段：激活補(bǔ)體、結(jié)合細(xì)胞、通過胎盤胃蛋白酶鉸鏈區(qū)重鏈間二硫鍵近C端（1）一個具有雙價活性的F(ab’)2段：可同時結(jié)合兩個抗原表位（2）若干個小分子多肽碎片(pFc’)：無生物學(xué)作用IgG酶解后的比較17當(dāng)前第17頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第三節(jié)抗體的生物學(xué)功能18當(dāng)前第18頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)（一）

V區(qū)-----識別并特異性結(jié)合抗原

病毒毒素二聚體（SIgA）----4價單體分子（IgG，IgE）----2價五聚體（IgM）----5價意義：（1）中和效應(yīng)-----中和毒素和病毒19當(dāng)前第19頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)FabFc固定補(bǔ)體與Fc受體結(jié)合BFc受體Ig（2）與抗原結(jié)合----C區(qū)變構(gòu)，激活補(bǔ)體，與Fc受體結(jié)合，起多種效應(yīng)。20當(dāng)前第20頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

(二）激活補(bǔ)體----發(fā)揮溶解細(xì)胞等多種活性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

21當(dāng)前第21頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)發(fā)揮殺傷作用稱ADCC

激活NK細(xì)胞促進(jìn)吞噬稱調(diào)理作用

結(jié)合吞噬細(xì)胞3.超敏反應(yīng)：結(jié)合肥大細(xì)胞及嗜堿性粒細(xì)胞。（三）與Fc受體（FcR)結(jié)合----介導(dǎo)免疫細(xì)胞活性

體內(nèi)多種細(xì)胞具有Fc受體，如吞噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞、肥大細(xì)胞、粒細(xì)胞。1.ADCC(抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒)作用2.調(diào)理作用：促進(jìn)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等顆粒性抗原。22當(dāng)前第22頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)23當(dāng)前第23頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)24當(dāng)前第24頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)4、通過胎盤(IgG)和粘膜(IgA)

IgG是唯一可通過胎盤的抗體，在新生兒抗感染中有重要作用。

SIgA可通過分泌片介導(dǎo)穿越粘膜上皮細(xì)胞，在粘膜表面抗感染中起作用重要。25當(dāng)前第25頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)26當(dāng)前第26頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)與抗原作特異性結(jié)合激活補(bǔ)體結(jié)合細(xì)胞激活吞噬細(xì)胞：調(diào)理作用激活NK細(xì)胞：ADCC作用激活肥大細(xì)胞：超敏反應(yīng)穿過胎盤和粘膜V區(qū)活性C區(qū)活性抗體生物學(xué)活性總結(jié)與具有Fc受體的細(xì)胞結(jié)合27當(dāng)前第27頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第四節(jié)五類免疫球蛋白的特性與功能28當(dāng)前第28頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)29當(dāng)前第29頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)1、IgG1、單體分子；

2、四個亞類；

3、血清中含量最高(75%Ig)；

4、半衰期最長(21～23天)；30當(dāng)前第30頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)5、抗感染的主要抗體，具有抗菌、抗病毒、中和毒素急免疫調(diào)節(jié)作用，能激活補(bǔ)體。

6、再次應(yīng)答的主要抗體。7、唯一能通過胎盤的抗體（在新生兒抗感染中起重要作用）；31當(dāng)前第31頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)2、IgM3、在免疫應(yīng)答中產(chǎn)生最早。功能：理論上十價，但由于空間位阻，結(jié)合價為五價，但仍具最強(qiáng)的溶菌、激活補(bǔ)體、免疫調(diào)理作用。2、在個體發(fā)育中最早合成。4、占血清Ig含量的5～10%；1、五聚體，分子量最大(900kd)，又稱巨球蛋白）5、半衰期5天32當(dāng)前第32頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)3、IgA分兩型血清型：IgA1,單體。占血清Ig10-20%分泌型（SIgA）：

IgA2，二聚體；功能粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物黏附；聚合IgA激活補(bǔ)體替代途徑。

粘膜局部漿細(xì)胞合成；分泌片由粘膜上皮細(xì)胞合成；33當(dāng)前第33頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)sIgA的合成和主要作用部位在黏膜34當(dāng)前第34頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)4、IgD2、血清中含量極少,約占血清Ig的1%。4、B細(xì)胞成熟的表面標(biāo)志。3.存在形式：分泌型—

血清中，功能不清1、單體分子

膜結(jié)合型—B細(xì)胞表面。

意義：B細(xì)胞成熟的標(biāo)志?？乖荏w，對B細(xì)胞活化、增殖和分化起調(diào)節(jié)作用；成熟B細(xì)胞可同時表達(dá)SmIgD和SmIgM。不成熟B細(xì)胞只表達(dá)SmIgM。35當(dāng)前第35頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)未成熟B細(xì)胞 成熟B細(xì)胞 活化或記憶B細(xì)胞mIgMmIgD36當(dāng)前第36頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)5、IgE1、單體分子4、具親細(xì)胞性（親細(xì)胞抗體）功能：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)2、血清中含量極微；3、呼吸道和消化道粘膜漿細(xì)胞產(chǎn)生。37當(dāng)前第37頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)IgGIgMIgA/SIgAIgDIgE存在形式單體五聚體單體/二聚體單體單體相對分子質(zhì)量(×1000)146970160/385184188血清中總Ig百分含量70~755~1015~20＜10.002半衰期235633出現(xiàn)時間出生后三個月出生前出生后四個月晚晚五大類免疫球蛋白特性比較（1）38當(dāng)前第38頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)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√與細(xì)胞結(jié)合√√參與超敏反應(yīng)√√√五大類免疫球蛋白特性比較（2）39當(dāng)前第39頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第五節(jié)人工制備抗體?

多克隆抗體（polyclonalantibody，PcAb）?

單克隆抗體（monoclonalantibody，McAb）

?

基因工程抗體（engineeringantibody）40當(dāng)前第40頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

利用抗原免疫動物