醫(yī)學(xué)教程 4免疫球蛋白

第四章免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）1.抗體（antibody，Ab）①概念：B細(xì)胞在抗原的刺激下分化為漿細(xì)胞，產(chǎn)生具有與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng)的免疫球蛋白，稱為抗體。②存在部位：血清、其他體液或外分泌液中。將抗體介導(dǎo)的免疫稱為體液免疫。將含有抗體的血清稱為抗血清或免疫血清。③電泳區(qū)帶：大部分在γ區(qū)帶，故曾有γ球蛋白（或丙種球蛋白）之稱。2.免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）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。Ig=Ab+化學(xué)結(jié)構(gòu)類似物Ab=Ig

Ig

≠

Ab分泌型（secretedIg,sIg）膜型（membraneIg,mIg）第一節(jié)

免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)

由二硫鍵相連的四條對(duì)稱的多肽鏈構(gòu)成的單體。形成一“Y”字形結(jié)構(gòu)。重鏈輕鏈一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)（一）重鏈與輕鏈

1.重鏈（heavychain，H鏈）450～550個(gè)氨基酸殘基，分子量約55～75KD。根據(jù)Ig重鏈抗原性的差異，Ig可分為五類即IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，相應(yīng)H鏈為γ、μ、α、δ及ε鏈。2.

輕鏈輕鏈為重鏈的1/2，約由214個(gè)氨基酸組成。根據(jù)輕鏈的不同，分為κ、λ兩型。正常人血清Ig的κ:λ=2:1天然的Ig單體結(jié)構(gòu)中，兩條重鏈同類，兩條輕鏈同型。

（二）可變區(qū)和恒定區(qū)

1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）

近N端的1/2L鏈和1/4（或1/5）H鏈，氨基酸的組成及序列變化較大，而得名。⑴高變區(qū)（hypervariableregion，HVR）V區(qū)內(nèi)變化最為劇烈的特定部位。L鏈3個(gè)，H鏈3個(gè)。因其在空間結(jié)構(gòu)上可與抗原決定簇形成精密的互補(bǔ)，故又稱互補(bǔ)性決定區(qū)（complementaritydeterminingregion，CDR）不同Ig分子在超變區(qū)結(jié)構(gòu)上各自具有獨(dú)特的氨基酸排序和構(gòu)型特點(diǎn)，也稱為Ig分子的獨(dú)特型或獨(dú)特型決定簇。超變區(qū)、互補(bǔ)性決定區(qū)和獨(dú)特型決定簇指的是Ig分子中的同一結(jié)構(gòu)部位，只是從不同的角度闡述而已。⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）Ig分子V區(qū)超變區(qū)之外的部位，其氨基酸組成及排列相對(duì)保守。作用：主要是穩(wěn)定CDR的空間構(gòu)型，以利IgCDR與抗原表位精細(xì)的特異性結(jié)合。2.恒定區(qū)（constantregion，C區(qū)）近C端的1/2L鏈及3/4（或4/5）H鏈。氨基酸組成在同一物種的同一類Ig中相對(duì)穩(wěn)定。（三）其他結(jié)構(gòu)1.J鏈（joiningchain，J鏈）

由漿細(xì)胞合成。主要作用：在H鏈的羧基端將Ig單體連接成雙體或多聚體，起穩(wěn)定多聚體結(jié)構(gòu)及參與體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮細(xì)胞合成。是分泌型IgA（sIgA）的結(jié)構(gòu)成分。作用：保護(hù)sIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介導(dǎo)多聚IgA向粘膜上皮外主動(dòng)輸送的作用。

二、免疫球蛋白的功能區(qū)（結(jié)構(gòu)域）約由110個(gè)氨基酸組成。由鏈內(nèi)二硫鍵連接并經(jīng)β-片層折疊形成的具有特定功能的球形結(jié)構(gòu)域，稱為Ig的功能區(qū)或結(jié)構(gòu)域。

（一）功能區(qū)的名稱

L鏈：VL、CLH鏈：CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和

IgE有）β桶狀結(jié)構(gòu)或β三明治結(jié)構(gòu)（二）功能區(qū)的功能

1.VL、VH特異性識(shí)別和結(jié)合抗原2.CH、CL具有同種異型遺傳標(biāo)記3.IgG的CH2和IgM的CH3具有補(bǔ)體C1q的結(jié)合點(diǎn)；與IgG通過胎盤有關(guān)。4.CH3/CH4具有多種細(xì)胞Fc受體結(jié)合的功能，不同的Ig在結(jié)合不同的細(xì)胞時(shí)可產(chǎn)生不同的免疫效應(yīng)。（三）絞鏈區(qū)（hingeregion）位于CH1～CH2之間，富含脯氨酸，對(duì)蛋白酶敏感，易伸展彎曲。作用：1.彎曲利于V區(qū)與不同距離的抗原表位結(jié)合。

2.使Ig分子發(fā)生“T”“Y”的構(gòu)型改變，暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)?！癟”“Y”三、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二個(gè)相同的單價(jià)抗原結(jié)合片段

（fragmentofantigen-binding，F(xiàn)ab段）

一個(gè)可結(jié)晶片段（crystalizable

fragment，F(xiàn)c段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特異性結(jié)合抗原的功能。Fc段保留了重鏈的抗原性和Ig相應(yīng)功能區(qū)的生物學(xué)活性。（三）意義1.有利于闡明Ig的結(jié)構(gòu)及生物活性2.有利于生物制品的生產(chǎn)和純化，避免超敏反應(yīng)的發(fā)生。（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一個(gè)與抗原雙價(jià)結(jié)合的F（ab’）2

段小分子多肽碎片（pFc’）（無生物學(xué)活性）IgG第二節(jié)5類免疫球蛋白的特點(diǎn)與功能一、IgG

1.單體。血清中含量最高?？煞譃樗膫€(gè)亞類，各亞類的生物學(xué)活性有差異。2.主要的抗感染抗體。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫調(diào)理及ADCC作用。3.唯一通過胎盤的抗體（有自然被動(dòng)免疫作用）。4.半衰期約16～24天。治療用的丙球的主要成分為IgG（有人工被動(dòng)免疫作用）。5.可結(jié)合葡萄球菌蛋白A（SPA），以純化抗體，用于免疫診斷。6.某些自身抗體和引起ⅡⅢ型超敏反應(yīng)的抗體屬此類。二、IgM1.為五聚體，又稱巨球蛋白，激活補(bǔ)體和免疫調(diào)理作用較IgG強(qiáng)。2.個(gè)體發(fā)育中合成最早的Ig。3.半衰期較短，有助于感染性疾病的早期診斷。4.天然的血型抗體。5.單體的IgM是細(xì)胞膜表面型免疫球蛋白。sIgM

J鏈IgM

抗體結(jié)構(gòu)分泌型IgM膜型IgMmIgM

Iga

IgbIga

Igb

三、IgA1.有血清型和分泌型。血清型有兩個(gè)亞類。2.分泌型IgA（sIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量較高。3.sIgA的分子結(jié)構(gòu)中有J鏈和SP。后者是粘膜上皮細(xì)胞的多聚Ig受體的胞外區(qū)。4.sIgA是皮膚和粘膜表面局部抗感染的重要因素（如免疫屏障、中和病毒及抑制病毒復(fù)制的作用）。四、IgE1.血清中含量極低。2.對(duì)肥大細(xì)胞及嗜堿性粒細(xì)胞有高度的親和力。與Ⅰ型超敏反應(yīng)的發(fā)生有關(guān)。3.可能與機(jī)體抗寄生蟲免疫有關(guān)。五、IgD1.血清含量極低。2.對(duì)蛋白酶敏感，極易降解。第三節(jié)

免疫球蛋白的生物學(xué)活性一、IgV區(qū)的功能——特異性結(jié)合抗原

Ig可特異性識(shí)別、結(jié)合抗原。V區(qū)的CDR在識(shí)別和結(jié)合特異性抗原中起決定性作用。Ig的V區(qū)與抗原結(jié)合后，可通過其C區(qū)發(fā)揮作用，V區(qū)本身也可中和毒素或阻斷病原入侵。二、IgC區(qū)的功能（一）激活補(bǔ)體IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體，凝聚的IgA、IgG4和IgE可通過替代途徑激活補(bǔ)體。（二）結(jié)合Fc受體1.調(diào)理作用

促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬作用。2.發(fā)揮抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）3.介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)4.人IgG的Fc段與SPA結(jié)合

阻斷IgG對(duì)吞噬細(xì)胞的調(diào)理作用。在體外已用于IgG

的純化及臨床檢測。（三）穿過胎盤和黏膜人IgG穿過胎盤；IgA經(jīng)粘膜上皮細(xì)胞進(jìn)入消化道及呼吸道。第四節(jié)免疫球蛋白的異質(zhì)性（heterogeneity）

異質(zhì)性即：免疫球蛋白分子的不均一性可表現(xiàn)為：（三方面）1.不同抗原表位誘生不同類型的Ig，其識(shí)別抗原的特異性不同，其重、輕鏈類型有差異；2.不同抗原表位誘生的同一類型的Ig，其識(shí)別抗原的特異性不同；3.同一抗原表位誘生不同類型的Ig，其識(shí)別抗原的特異性相同，但重、輕鏈類型不同。一、免疫球蛋白的類型（一）類五類（二）亞類（三）型兩型（四）亞型二、外源因素所致的異質(zhì)性——Ig的多樣性多樣性的抗原誘生出多樣性的抗體。三、內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性——Ig的血清型（一）同種型（isotype）

同一種屬所有個(gè)體的Ig共有的抗原特異性標(biāo)志。為種屬型標(biāo)志，存在于IgC區(qū)。（二）同種異型（alltype）同一種屬內(nèi)不同個(gè)體間的Ig所具有的不同抗原特異性標(biāo)志，為個(gè)體性標(biāo)志，存在于Ig的C區(qū)和V區(qū)。

（三）獨(dú)特型（idiotype）同一個(gè)體體內(nèi)不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的IgV區(qū)的抗原特異性各不相同，其VH/VL超變區(qū)各自具備的獨(dú)特型抗原決定簇結(jié)構(gòu)，稱為抗體的獨(dú)特型。Ig的獨(dú)特型表位可在異種、同種異體及自身體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體稱為抗獨(dú)特型抗體。第五節(jié)人工制備的抗體

一、多克隆抗體

由多個(gè)克隆細(xì)胞產(chǎn)生的多種抗體的混合物即多克隆抗體，也稱第一代人工抗體產(chǎn)生多種針對(duì)不同表位的相應(yīng)抗體（多克隆抗體）誘發(fā)多個(gè)B細(xì)胞克隆活化機(jī)體天然抗原（多個(gè)抗原表位）

二、單克隆抗體

(monoclonalantibody,McAb)

由一個(gè)始祖細(xì)胞分化、增殖所產(chǎn)生的遺傳性狀完全相同的細(xì)胞群稱為克?。╟lone）。

由一個(gè)克隆B細(xì)胞產(chǎn)生的、只作用于單一抗原表位的高度特異性抗體稱為單克隆抗體。又稱第二代人工抗體。

優(yōu)點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)均一，特異性強(qiáng)；二是效價(jià)高，具有高度性。

單克隆抗體是用雜交瘤技術(shù)制備的。原理：免疫小鼠的脾細(xì)胞（含大量B細(xì)胞）與同系小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合，形成具有親本細(xì)胞共同特點(diǎn)的雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞既有脾細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的功能，又有瘤細(xì)胞可長期在體外傳代培養(yǎng)的特點(diǎn)。三、基因工程抗體由基因重組技術(shù)制備的抗體稱為基