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1、抗体 Antibody Ab P29 39 第四章 医学免疫学 主讲 陆春雪 引言 非典战役中的英雄人物 姜素椿教授 引言 一 定义1 抗体 antibody Ab B细胞或记忆B细胞增殖分化为浆细胞所产生的 能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白 概述 EmilvonBehring 1845 1917 19世纪80年代末即发现抗体 1937年 用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白 1 2 及 球蛋白等组分 证实抗体活性主要存在于 区 也可延伸到 区和 2球蛋白区 2 免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 概念不同Ab都是Ig Ig不一定是Ab I
2、g包含Ab Ab是生物学功能上概念 Ig是化学结构上概念 二 Ab与Ig的区别与联系 概述 第一节抗体的结构 一 抗体的基本结构 抗体分子的基本结构 四肽链结构 两条相同的重链 H链 和两条相同的轻链 L链 以二硫键连接而成 一 重链和轻链 H链 分子量约为50 75kD 450 550个氨基酸残基L链 分子量约为25kD 约214个氨基酸残基 重链 H链 类与亚类 IgA IgM IgE IgD IgG 抗体结构示意图 类 重链抗原性的差异 不同类的抗体分子 链内二硫键的数目和位置 连接寡糖的数量 结构域的数目及铰链区的长度等均不完全相同 亚类 H链铰链区氨基酸的组成 H链二硫键的数目 位置
3、 IgG IgG1 IgG4IgA IgA1 IgA2 链 链 轻链 L链 型与亚型 L链恒定区氨基酸 链恒定区个别氨基酸 1 4 每类Ab的轻链都可以有 链和 链两型轻链的功能无差异不同种属生物 两型轻链的比例不同 Ab的重链和轻链都可折叠为数个球形结构域 每个结构域一般具有其相应的功能 二 可变区和恒定区 抗体的结构域 功能区 可变区 V区 H链和L链靠近N端约110个氨基酸的序列变化很大 称为可变区 高变区 hypervariableregion HVR CDR共同组成Ig的Ag结合部位 决定着Ab的特异性 负责识别及结合Ag 骨架区 frameworkregion FR 恒定区 con
4、stantregion C区 H链和L链靠近C端的其余氨基酸数量 种类 排列顺序相对稳定 称为恒定区 L链 VL CLH链 IgG IgA IgD VH CH1 CH2 CH3IgM IgE VH CH1 CH2 CH3 CH4 同一种属的个体 所产生的针对不同Ag的同一类别的Ab 其免疫原性相同 三 铰链区 位于CH1与CH2间 富含脯氨酸 易伸展弯曲 有利于Fab段同时结合两个不同距离的抗原表位 易被木瓜蛋白酶 胃蛋白酶等水解 有利于Ab分子变构 暴露其补体结合位点 五类Ab或亚类的铰链区不尽相同 IgG IgA IgD有铰链区 IgM和IgE无铰链区 二 抗体的辅助成分 一 J链 joi
5、ningchain 浆细胞合成 将单体Ab分子连接成多聚体 二 分泌片 secretorypiece SP 保护sIgA的铰链区免受蛋白水解酶降解 介导IgA二聚体从黏膜下到黏膜表面的转运 三 抗体分子的水解片段目的 研究Ab的结构和功能分离纯化特定的Ab多肽片段木瓜蛋白酶 papain 水解IgG2个Fab段 fragmentantigenbinding 抗原结合片段 1个Fc段 fragmentcrystallizable 可结晶片段 胃蛋白酶 pepsin 水解IgG1个F ab 2pFc 抗体的水解片段 水解片段意义 阐明Ab分子生物学作用 用作生物制品 去掉Fc段 减少超敏反应发生
6、第二节抗体的多样性与免疫原性 多样性 自然界存在的抗原数目繁多 每一种抗原分子的结构又十分复杂 含有多种不同的抗原表位 理论上 每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体 以及针对同一抗原表位可产生不同类型的抗体 Ab的免疫原性 Ab具有二重性 可以是抗体 也可以成为抗原 表现为三类不同的抗原表位 一 同种型 存在于同类抗体分子中的抗原表位 是同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志 为种属型标志 存在于AbC区 张三的IgG 李四的IgG C区 张三IgG 羊 羊抗张三IgG的抗体 所有人的IgG 结合 二 同种异型 同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志 为个体型标志 存在于
7、AbC区 由同一基因座的不同等位基因所编码 均为共显性 张三的IgG 李四的IgG 三 独特型 idiotype Id 同一种属 同一个体来源的抗体分子 CDR区的氨基酸序列的不同 显示不同的免疫原性 是每个Ab分子特有的抗原特异性标志 其表位又称为独特位 idiotope 存在于V区 独特型可刺激异种 同种异体以及自体产生相应Ab 即抗独特型抗体 AId或Ab2 同一个体内 特异性不同的抗体 其V区抗原特异性不同 伤寒杆菌的抗体 痢疾杆菌的抗体 V区 Ab2 Ab2 负反馈调节Ab1 Ab1 Ab3负反馈调节Ab2 第三节抗体的功能 一 识别抗原 V区的功能 V区的CDR在识别和结合特异性抗
8、原中起决定性作用 实际意义 中和效应 中和毒素 病毒 阻止细菌吸附 启动体液免疫应答 BCR mIgM mIgD 特异性识别Ag分子 抗原与抗体的检测 二 激活补体 C区的功能 Ab IgM IgG1 3 与Ag结合 构型改变 位于CH2 CH3功能区的补体结合位点暴露 激活补体经典途径IgG4 IgA和IgE的凝聚物 激活补体旁路途径 1 调理作用 IgG与细菌等颗粒性抗原结合后 可通过其Fc段与巨噬细胞和中性粒细胞表面相应Fc R结合 从而促进吞噬细胞的吞噬作用 三 结合Fc受体 C区功能 2 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 antibody dependentcell mediatedc
9、ytotoxicity ADCC IgG与肿瘤或病毒感染的靶细胞结合后 可通过其Fc段与NK细胞 巨噬细胞和中性粒细胞表面相应Fc R结合 直接杀伤靶细胞 IgE的Fc段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgEFc受体 Fc R 结合 并使其致敏 若相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面的特异性IgE结合 即可使之脱颗粒 释放组胺等生物活性介质 引起 型超敏反应 3 介导 型超敏反应 四 穿过胎盘和黏膜 C区功能 穿过胎盘 IgG意义 新生儿抗感染穿过黏膜 sIgA意义 黏膜局部抗感染 第四节各类抗体的特性与功能 一 IgG单体分子 4个亚类 血清中含量最高 约占血清总Ig的75 半衰期
10、最长 20 23天 是再次应答的主要抗体 也是抗感染的主要抗体 是唯一能通过胎盘的抗体 与细胞表面FcR结合 调理作用 ADCC能结合SPA 纯化抗体 免疫诊断参与II III型超敏反应 二 IgM1 占血清Ig含量的5 10 2 两种形式存在单体 mIgM表达于B细胞表面 构成BCR分泌型 五聚体 分子量最大 3 个体发育中最早合成和分泌的Ab 4 IgM不能通过胎盘 脐带血IgM升高提示胎儿有宫内感染 5 初次体液免疫应答中最早出现的Ab 早期抗感染 6 半衰期 5天 血清中特异性IgM增高提示有近期感染 7 激活补体能力强 8 自身抗体 如 类风湿因子 天然血型Ab为IgM 1 两种类型
11、 血清型 单体 血清中 分泌型 二聚体 由J链连接 含上皮细胞合成的SP 经分泌性上皮细胞分泌至外分泌液中 2 占血清Ab含量的10 15 三 IgA 3 黏膜局部抗感染免疫的主要Ab 抗感染 阻止病原体黏附到细胞表面中和毒素4 婴幼儿从母体初乳中获得sIgA 属重要的自然被动免疫 四 IgD1 单体分子 2 存在形式 分泌型 血清中 功能不清 膜结合型 构成BCR 是B细胞发育成熟的重要标志 未成熟B细胞 mIgM成熟B细胞 mIgM mIgD3 占血清Ig含量的0 2 4 半衰期 3天 mIgM mIgD 成熟B细胞 未成熟B细胞 五 IgE1 单体分子 2 血清中含量最低 占Ig的0 0
12、02 3 半衰期 2天 4 黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌 5 亲细胞抗体 介导I型超敏反应 6 过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异性IgE水平增高 第五节人工制备抗体 1 制备抗血清 多克隆抗体2 单克隆抗体技术3 基因工程抗体 1 含义 指由多个B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原表位的多种抗体混合物 如 免疫血清 含多种特异性抗体 优点 作用全面 来源广泛 制备容易 缺点 特异性不高 易发生交叉反应 一 多克隆抗体 二 单克隆抗体 monoclonalantibody mAb 针对单一抗原表位的特异性抗体 定义 杂交瘤细胞 骨髓瘤细胞 无限增殖 免疫B细胞 合成 分泌特异性抗体 杂
13、交瘤技术 HAT培养基 次黄嘌呤 H 氨基蝶呤 A 胸腺嘧啶核苷 T 每一个杂交瘤细胞由一个B细胞和一个骨髓瘤细胞融合而成 单克隆抗体的制备过程 抗原 多表位 免疫小鼠骨髓瘤细胞培养免疫脾细胞骨髓瘤细胞细胞融合HAT培养基杂交瘤细胞的筛选与克隆化mAb的大量制备 PEG 优点 结构均一 纯度高 特异性强 效价高 血清交叉反应少或无缺点 鼠源性对人具有较强的免疫原性 反复人体使用后可诱导产生人抗鼠的免疫应答导致机体免疫损伤 三 基因工程抗体 geneticengineeringantibody 原理 借助DNA重组和蛋白质工程技术 按人们的意愿在基因水平上对Ig分子进行切割 拼接或修饰 重新组装
14、成新型抗体分子 根本出发点 解决抗体的鼠源性问题优点 人源化或完全人源的抗体 均一性强 可工业化生产 缺点 亲和力弱 效价不高 基因工程抗体 思考题1 掌握抗体的结构与功能 2 比较并熟悉各类抗体的异同点 3 简述人工制备抗体的方法 60 1 木瓜蛋白酶水解IgG所获片段中 能与抗原特异结合的是A Fab段B Fc段C F ab 2段D pFc 段E 以上均不对 2 Ab的绞链区位于A VL与CH1之间B VH与CH1之间C CH1与CH2之间D CH2与CH3之间E CH3与CH4之间 3 下列五类Ab的特性哪项是错误的A IgG是唯一通过胎盘的免疫球蛋白B SIgA多为双聚体C IgM分子
15、量最大D 免疫应答过程中产生最早的是IgGE 正常血清中IgE含量最少 4 抗体的超变区位于A VH和CHB VL和VHC Fc段D VH和CLE CL和CH 5 未成熟B淋巴细胞的mIg类别是A mIgMB mIgGC mIgED mIgAE mIgD 6 关于IgE特性的描述 下列哪些是正确的A IgE在五类Ig中含量最低B IgE有CH4区C IgE可介导 型超敏反应D IgE有亲细胞性E IgE在种系发育过程中最早产生 1 血清中含量最高的Ab是 含量最低的Ab是 2 在五类Ab中 分子量最大的是 参与粘膜免疫的主要是 3 机体初次受微生物感染时 血清中最先增高的抗体是 4 用木瓜蛋白酶水解IgG 可得到两个相同的片段和一个片段 5 人工制备的抗体可分为多克隆抗体 和三类 6 ABO天然血型抗体属类抗体 7 在五类Ab中 没有绞链区的是和 8 发挥调理作用和ADCC作用的的Ab是 介导 型超敏反应的Ab是 9 根据抗原特异性的不同将Ab分成五类 根据抗原特异性的不同将Ab分成两型 10 Ab的轻链有两个结构域 功能区 即和 感谢亲观看此幻灯片 此课件部分内容来源于网络 如有侵权请及时联系我们删除 谢谢配合
