醫(yī)學(xué)免疫學(xué)第六章抗體

?醫(yī)學(xué)免疫學(xué)?抗體1編輯ppt抗體〔antibody，Ab〕：是B細胞識別抗原后增殖分化為漿細胞所產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，能與相應(yīng)抗原特異性地結(jié)合，具有免疫功能。主要存在于血清等體液中，是介導(dǎo)體液免疫的重要的免疫效應(yīng)分子。概述2編輯ppt圖1正常血清中免疫球蛋白電泳示意圖蛋白量白蛋白+－球蛋白IgAIgM血清蛋白通過電泳方法分為：白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等組分?？贵w活性主要在γ球蛋白組分〔即丙種球蛋白〕還存在于α、β球蛋白處。見圖1。3編輯ppt免疫球蛋白〔immunoglobulin，Ig〕：將具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白?？贵w〔Antibody,Ab)：是機體免疫細胞被激活后，由分化成熟的終末B細胞——漿細胞合成、分泌的一類與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白免疫球蛋白抗體概念所有抗體均是免疫球蛋白，但并非所有免疫球蛋白都具有抗體活性4編輯pptIg分類：分泌型〔secreted~，sIg〕主要存在于體液中，具有抗體的各種功能；膜型〔membrane~mIg〕是B細胞膜上的抗原受體〔BCR)，識別抗原并啟動B細胞的活化5編輯ppt免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的類型免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其表達抗體的功能各類免疫球蛋白的特性和功能單克隆抗體和基因工程抗體6編輯ppt第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)一、免疫球蛋白的根本結(jié)構(gòu)：1.四肽鏈結(jié)構(gòu)：2條重鏈(Heavychian,H鏈)2條輕鏈〔Lightchian,L鏈〕通過二硫鍵連接成“Y〞形結(jié)構(gòu)組成一個Ig的單體分子。Ig為糖蛋白，糖基存在于重鏈上。7編輯ppt五種不同種類的重鏈：分別為μ鏈、δ鏈、γ鏈、α鏈和ε鏈，其氨基酸種類和排列順序不同，抗原特異性不同。免疫球蛋白分為五類：IgM、IgD、IgG、IgA和IgE重鏈〔H鏈〕：分子量約50-75kD，由450～570個氨基酸殘基組成8編輯ppt輕鏈〔L鏈〕：分子量約25kD，由214個氨基酸殘基構(gòu)成根據(jù)L鏈的抗原特異性的差異:分為兩種，即κ型和λ型。9編輯ppt

2.可變區(qū)和恒定區(qū)：①可變區(qū)〔variableregion，V區(qū))：氨基酸的組成和順序多變?？拷麼端的輕鏈的1/2區(qū)段和重鏈的1/4或1/5區(qū)段，約110個氨基酸，分為VH、VL。②恒定區(qū)〔constantregion,C區(qū)〕：氨基酸的組成和順序相對穩(wěn)定?？乖Y(jié)合生物學(xué)活性10編輯ppt可變區(qū)：超變區(qū)(hypervariableregion,HVR)：氨基酸組成和順序變化大。又稱為互補性決定區(qū)〔complementaritydeterminingregion,CDR〕。

骨架區(qū)〔frameworkregion,FR〕氨基酸組成和順序變化小。②恒定區(qū)〔C區(qū)〕：分為CH〔CH1、CH2和CH3〕、CL。11編輯ppt圖4抗體的互補性決定區(qū)與抗原表位結(jié)合示意圖VLVH立體圖12編輯ppt圖5Ig輕鏈V和C功能區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖VLCL超變區(qū)N端C端13編輯ppt鉸鏈區(qū):(hingeregion)

位于Y形分子兩臂和主干之間的區(qū)域，即CH1與CH2之間。

富含脯氨酸，易伸展彎曲，且易被蛋白酶等水解。不同的Ig其鉸鏈區(qū)不同，IgM和IgE無鉸鏈區(qū)。CH1CH2CH314編輯ppt二、免疫球蛋白的功能區(qū)1.輕鏈有VL和CL兩個功能區(qū)。2.IgG、IgA和IgD重鏈有VH、CH1、CH2和CH3四個

功能區(qū)。

IgM和IgE重鏈多一個功能區(qū)：CH4。功能區(qū)的作用：①VH和VL是結(jié)合抗原的部位。②CL和CH上具局部遺傳標記(同種異型〕。③補體結(jié)合位點〔CH2或CH3〕。④CH3或CH4與免疫細胞外表相應(yīng)受體結(jié)合〔IgG的CH3與單核巨噬細胞等外表的IgGFc受體結(jié)合；IgE的CH4也可與多種免疫細胞的相應(yīng)受體結(jié)合〕。⑤CH2和CH3介導(dǎo)IgG通過胎盤。15編輯ppt圖3免疫球蛋白〔IgG〕根本結(jié)構(gòu)圖VHCH1VLCLVCH2CH3VVHVL二硫鍵重鏈輕鏈補體結(jié)合部位Fc受體結(jié)合部位羧基端氨基端鉸鏈區(qū)抗原結(jié)合部位生物學(xué)活性區(qū)16編輯ppt2.胃蛋白酶:〔鉸鏈區(qū)近C端〕可得兩個片段：①一個F(ab’)2片段。②Fc段被裂解為假設(shè)干小分子片段，即pFc’。三、免疫球蛋白的水解片段1.木瓜蛋白酶:〔鉸鏈區(qū)近N端處〕可得三個片段①2個相同的Fab段，即抗原結(jié)合片段〔fragmentofantigenbinding)②1個Fc段,可結(jié)晶片段〔fragmentcrystallizable)17編輯ppt四、其他成分〔J鏈和分泌片〕1.連接鏈〔joingingchain,J鏈)：由漿細胞合成，一條富含半胱氨酸的多肽鏈。將IgM連接成五聚體將IgA連接成二聚體；2.分泌片〔secretorypiece,SP):是一種含糖的肽鏈，由粘膜上皮細胞合成和分泌。結(jié)合到IgA二聚體上，是分泌型IgA分子上的一個輔助成分，有保護和轉(zhuǎn)運作用。18編輯pptIgM和分泌型IgA結(jié)構(gòu)示意圖分泌型IgAIgMSP19編輯ppt分泌型IgA的生成和分泌過程示意圖漿細胞血清型IgA入血分泌型IgA分泌型IgA二聚體20編輯ppt第二節(jié)免疫球蛋白的類型免疫球蛋白——可具有抗體活性，與相應(yīng)抗原決定簇特異性結(jié)合?！乖镔|(zhì)，本身作為大分子糖蛋白，對異種動物或同種異體，甚至體內(nèi)其他B細胞來說又是一種抗原。根據(jù)其抗原特異性，Ig分為三類:

1.同種型2.同種異型3.獨特型21編輯ppt1.同種型〔isotype〕：是指同一種屬每個個體都具有的免疫球蛋白的抗原特異性。即同一物種內(nèi)所有Ig共同具有的抗原性。其抗原決定簇主要位于C區(qū)。同種型分類：根據(jù)重鏈C區(qū)的不同，將抗體分為IgG、IgA、IgM、IgD、IgE

五類。22編輯ppt分型：型：根據(jù)免疫球蛋白輕鏈C區(qū)抗原特異性的不同，可分為κ型和λ型。亞類：同一類抗體，其重鏈C區(qū)抗原特異性仍有差異。IgG可分為4個亞類：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4。IgA可分為2個亞類：IgA1，IgA2。IgM可分為2個亞類：IgM1，IgM2。人L鏈的κ型：λ型約為2：1〔小鼠那么為20：1〕亞型：λ鏈可分為λ1，λ2，λ3，λ4四個亞型。23編輯ppt2.同種異型〔allotype〕：是指同一種屬不同個體之間其免疫球蛋白分子所具有的不同抗原特異性。主要反映在Ig分子的CH和CL上的一個或數(shù)個氨基酸的差異。是由不同個體的遺傳基因決定，又稱同種異型遺傳標志。同種異型24編輯ppt3.獨特型〔idiotype〕：是指在同一個體內(nèi)，不同B細胞克隆所產(chǎn)生的免疫球蛋白分子V區(qū)以及T、B細胞外表抗原受體V區(qū)所具有的不同抗原特異性標志。獨特型抗原決定簇由Ig超變區(qū)特有的氨基酸序列和構(gòu)型決定。人體體內(nèi)具有數(shù)目龐大的不同的獨特型決定簇。在一定條件下，可刺激機體產(chǎn)生抗獨特型抗體。獨特型25編輯ppt獨特型網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：Jerne等抗原XAbtoX(D)IRtoD(E)IRtoE(F)IRtoF抑制抑制抑制增強增強IR:immuneresponse免疫應(yīng)答局部地擔負免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)26編輯ppt第三節(jié)免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其表達編碼免疫球蛋白的三個基因庫為：重鏈基因連鎖群〔H基因庫〕，κ鏈基因連鎖群〔κ基因庫〕和λ鏈基因連鎖群〔λ基因庫〕。分別位于第14、2、22號染色體上。編碼一條Ig多肽鏈的基因是由各個分隔開的DNA片段經(jīng)剪接重排而形成。B細胞內(nèi)編碼Ig的基因結(jié)構(gòu)特點是產(chǎn)生抗體多樣性的根底。一.免疫球蛋白的基因庫：27編輯ppt表2免疫球蛋白的基因庫組成D—diversitygene多樣性基因J—joininggene連接基因28編輯ppt3.H鏈：人IgH鏈基因由V、D、J、C四種不同的基因片段組成。其中，約95個V基因片段、27個D基因片段、6個J基因片段和9個C基因片段。二.免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達1.κ鏈：編碼人Igκ鏈的基因由Vκ、Jκ、Cκ三種不同的基因片段組成。包括約100個Vκ基因片段、5個Jκ基因片段和1個Cκ基因片段。2.λ鏈：編碼人Igλ鏈的基因也由Vλ、Jλ、Cλ三種不同的基因片段組成。包括約30個Vλ基因片段和4個連接在一起的Jλ-Cλ基因?qū)Α?9編輯pptVk1Vk2Vk3VknJ1J2J3J4J5Ck胚系DNAV/J連接V/J3轉(zhuǎn)錄和RNA剪接重排的Κ基因mRNA：VJ3Ck翻譯CkCOOHNH2L鏈圖8Ig輕鏈κ的基因組成與重排示意圖30編輯pptB細胞具有“一個細胞〔克隆〕，一種受體〔抗體〕〞的特點。人體內(nèi)B細胞克隆總數(shù)在1012以上，可表達百億種獨具識別特性的抗體分子。1.編碼Ig基因的多樣性胚系Ig基因庫中有數(shù)以百計的V基因、以及眾多的D基因、J基因和C基因。2.在重排過程中，這些基因存在極端多樣性的組合可能。V、D、J和C基因片段任意重排可形成成千上萬種組合3.V基因可成倍增加反復(fù)出現(xiàn)4.輕鏈、重鏈的隨機編配5.體細胞突變抗體多樣性及其機制：31編輯pptIg類別轉(zhuǎn)換是在B細胞DNA發(fā)生重排的根底上，即形成功能性V-D-J基因片段后發(fā)生的。一個B細胞克隆在分化過程中V-D-J功能性基因片段保持不變，而發(fā)生C基因重排，使其表達的抗體分子發(fā)生H鏈類的改變，稱為類別轉(zhuǎn)換三.免疫球蛋白的類別轉(zhuǎn)換通過類別轉(zhuǎn)換，一個B細胞克隆可產(chǎn)生兩種以上不同類別的Ig，如產(chǎn)生兩種特異性的IgM和IgG，但其抗原結(jié)合特異性完全相同。不影響抗原識別特性需要細胞因子的幫助32編輯ppt一、V區(qū)的功能：免疫球蛋白的V區(qū)〔尤其是HVR/CDR的空間構(gòu)型〕，識別并特異性結(jié)合抗原。Ig單體可結(jié)合2個抗原表位，為雙價；分泌型IgA為4價；IgM為5-10價。第四節(jié)抗體的功能CH3CH2CH1VHVLCL33編輯pptIg通過V區(qū)與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合

中和效應(yīng)，可從空間上阻止病原體對機體細胞的粘附和感染。如抗毒素與毒素結(jié)合。產(chǎn)生的凝集和沉淀現(xiàn)象，有利于提高吞噬細胞的吞噬功能。34編輯ppt二、C區(qū)的功能：〔一〕激活補體：抗原與抗體結(jié)合，通過經(jīng)典途徑或旁路途徑激活補體系統(tǒng)。CH2CH3CH1VHVLCL35編輯ppt〔二〕介導(dǎo)免疫細胞活性：通過結(jié)合細胞外表的Fc受體，介導(dǎo)調(diào)理和細胞毒作用,介導(dǎo)Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型超敏反響。36編輯ppt1.調(diào)理作用：是指抗體、補體促進巨噬細胞吞噬細菌等顆粒性抗原的作用。細菌巨噬細胞抗體Fc受體37編輯ppt2.抗體依賴、細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC〕〕：是指表達Fc受體〔FcR)的細胞通過識別抗體的Fc段直接殺傷抗體包被的靶細胞。NK細胞、巨噬細胞、中性粒細胞。靶細胞靶細胞靶細胞靶細胞死亡NK細胞活化的NK細胞IgG38編輯pptⅠ型超敏反響IgE通過Fc段與肥大細胞相應(yīng)的IgEFc受體結(jié)合，使免疫細胞處于致敏狀態(tài)，致敏細胞通過外表IgE的Fab段與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合后，釋放生物活性介質(zhì)。3.介導(dǎo)超敏反響〔由抗體介導(dǎo)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型超敏反響〕：超敏反響會對機體造成損害Ⅱ型超敏反響IgG和IgM的Fab段與細胞膜上的相應(yīng)抗原或半抗原結(jié)合，形成抗原—抗體復(fù)合物促進吞噬，ADCC作用殺傷靶細胞Ⅲ型超敏反響：

IgG和IgM與可溶性抗原結(jié)合形成抗原-抗體復(fù)合物可在局部沉積

激活補體，引起組織損傷。39編輯ppt3.穿過胎盤和粘膜：IgG以主動轉(zhuǎn)運方式通過胎盤，IgA可通過呼吸道和消化道粘膜，粘膜局部免疫。40編輯ppt第五節(jié)五類免疫球蛋白的特性和功能1.IgG：含量最多，占血清總Ig的75%～80%。半衰期最長〔23天〕主要由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細胞合成。是唯一能通過胎盤的抗體。是機體主要抗菌、抗病毒和抗毒素抗體，是再次免疫應(yīng)答的主要抗體。激活補體、調(diào)理作用、ADCC效應(yīng)41編輯ppt3.IgA：有血清型和分泌型二種。分泌型IgA是二聚體。(IgA)2-J＋SP粘膜外表粘膜局部免疫的主要抗體。阻止病原微生物對粘膜上皮細胞的粘附，有抗菌、抗病毒、中和毒素等作用。新生兒可從母乳中獲得分泌型IgA。2.IgM：分子量最大，是個體發(fā)育過程中最早合成和分泌的抗體，在體液免疫應(yīng)答中最先出現(xiàn)。激活補體能力強。不能通過胎盤，用于檢測胎兒宮內(nèi)感染。單體IgM也是B細胞膜外表的主要標志——抗原受體42編輯pptIgD：量少，易水解，半衰期很短〔3天〕。功能不清楚。作為B細胞外表抗原受體，是B細胞成熟的重要標志。IgE：含量最少，呼吸道和胃腸道等處的粘膜固有層的漿細胞產(chǎn)生。引起Ⅰ型超敏反響。是種系進化中最晚出現(xiàn)的Ig43編輯ppt表3人類Ig主要理化特性和生物學(xué)活性44編輯ppt表4人類免疫球蛋白的主要生物學(xué)活性45編輯ppt第六節(jié)單克隆抗體和基因工程抗體一.多克隆抗體〔polyclonalantibody,PcAb〕抗原分子通常具有多個抗原決定簇，免疫動物后可刺激具有相應(yīng)抗原受體的B細胞發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生多種抗體。由不同B細胞克隆產(chǎn)生的抗體稱多克隆抗體。免疫血清實際上是含有多種抗體的混合物。具有不均一性。特異性差，易導(dǎo)致超敏反響。46編輯ppt二.單克隆抗體：是由單一克隆B淋巴細胞雜交瘤產(chǎn)生的，只識別抗原分子上某一特定抗原決定簇的具有高度特異性的抗體。具純度高、特異性強、效價高、少或無血清交叉反響等特點。目前單克隆抗體多為鼠源性。47編輯ppt雜交瘤技術(shù)的原理氨基喋呤阻斷DNA合成。缺少次黃嘌呤、鳥嘌呤和磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶，不能利用培養(yǎng)基中的次黃嘌呤，不能合成DNA48編輯ppt圖11多克隆抗體和單克隆抗體骨髓瘤細胞淋巴細胞抗原抗體淋巴細胞HAT培養(yǎng)基雜