一 、-前言上次课我们介绍了免疫学检验的绪论，了解了免疫学的发展，免疫学检验的工 作研究方面，更是知道了什么是免疫、免疫功能有哪些，也介绍了免疫学基本理论 中的一个重要物质：抗原对抗原的两个特性及决定两个特性的因素进行了具体的 认识，也知道了医学上有哪些种类的抗原那么这次课，我们就来介绍一下与抗原 相对应的，在消除抗原中起到重要作用的物质：免疫球蛋白（抗体）第二章 免疫球蛋白与抗体抗体（Antibody,Ab）：是指能和相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋 白抗体主要存在血液中，也可以存在组织液和外分泌液中，1937年Tiselius用 电泳的方法将血清蛋白分成白蛋白、al、a2、卩、及y球蛋白等组分，其后 证明抗体活性是在Y球蛋白部分，因此，很长一段时间内，抗体就称为Y球蛋白 （丙种球蛋白）实际上，抗体的活性除Y球蛋白外，还存在a和卩球蛋白处免疫球蛋白（ Immunoglobulin,Ig） :是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相 似球蛋白包括抗体球蛋白和多发性骨髓瘤患者血清中出现的尚未证明有抗体活性 的异常球蛋白抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，并非所有的免疫球蛋白都具有 抗体活性 。
第一节 免疫球蛋白的结构和功能一、免疫球蛋白基本结构由二硫键连接四条肽链形成的 Ig 单体分子一）重链和轻链1、重链（heavy chain）:两条相同的长链称为重链，简称H链H链约由450—550 氨基酸组成，分子量约为50—75KDIg重链恒定区氨基酸的排列顺序不同，抗原 性就不同，可将血清中的 Ig 分成五大类: IgG、 IgA、 IgM、 IgD、 IgE， IgG 的 H 链为Y链（gamma ）， IgA的H链为a链（alpha ）， IgM的H链为卩 链（mu）, IgD 的 H 链为 5 链（delta）， IgE 的 H 链为 £ 链（epsilon）2 、轻链( light chain )：两条相同的短链称为轻链，简称 L 链， L 链约由 214 个氨基酸组成，分子量约为 25KD ，根据 L 链抗原性不同， L 链可分为两型， 即 k ( kappa)型和九(lambda)型同一天然的Ig分子上两条H链是同类，两条轻链是同型五类Ig中，每一类Ig都 可以有k链或入链，可以把Ig分成五类十型二) 可变区和恒定区1 、可变区( variable region,V 区)， V 区位于 L 链靠近 N 端的 1/2 和 H 链 靠近 N 端的 1/4 。
重链和轻链的 V 区分别称为 V H 和 V L ，这个区段的氨基 酸的组成和排列顺序是随抗体结合抗原的特异性不同有很大的变化 V 区中，某 些位置的氨基酸的组成和排列顺序变化频率更高， 这些区域称为高变区( hypervariable region, HVR ) V H 和 V L 的三个高变区共同组成 Ig 的抗原结 合部位，该部位形成一个与抗原决定簇互补的表面，故高变区又称为决定簇互补区( complementarity-ditermining region,CDR) ,分别称为 CDR1、CDR2、CDR3 V 区中，高变区以外的区域，氨基酸的组成和排列相对稳定，称为骨架区( framework region，FR)骨架区不与抗原直接结合，但能维持高变区结构的稳定性V H和 V L 个有四个骨架区，分别称 FR1 、 FR2 、 FR3 、 FR4 2 、恒定区( constant region ,C 区) C 区位于 L 链靠近 C 端的 1/2 和 H 链 靠近 C 端的 3/4 区域 , 这一区段的氨基酸组成和排列顺序比较稳定重链和轻 链的C区分别称C H和C L，例如：人抗白喉外毒素的抗体(IgG)和人抗 破伤风的抗体(IgG),它们的V区不同，只能与相应的抗原发生特异性结合，但 其C区是相同。
三) 、铰链区( hinge region )位于 CH1 和 CH2 之间，含有大量的脯氨酸，柔韧富有弹性，易伸展弯曲可 自由展开 180 度这种抗体分子的变构可使 V 区合拢或分开，以适合与抗原分 子上不同部位的抗原决定簇结合当抗原和抗体分子结合后，抗体分子 CH2 区的 补体结合点暴露，为补体活化创造条件铰链区对木瓜蛋白酶、胃蛋白酶敏感，易被这些酶水解 IgM 和 IgE 无铰链区二、免疫球蛋白的功能区Ig 分子的 H 链和 L 链可通过链内二硫键折叠成若干个球形结构，每一个球 形结构由 110 个氨基酸组成，具有一定的生理功能，称为功能区L 链功能区： VL 、 CLH 链功能区： VH 、 CH1 、 CH2 、 CH3 ( Ig G 、 IgA 、 IgD )IgM 和 IgE 的重链有五个功能区，比 IgG 多一个功能区， CH4 功能区的作用：1 、 V H 和 V L 共同构成抗原结合的部位2 、 C L 和 C H 1 为同种异型遗传标志所在3 、 IgG 的 C H 2 和 IgM 的 C H 3 是补体结合点所在的部位，参与活化补 体 IgG 通过胎盘和 C H 2 有关。
4 、 IgG 的 C H 3 及 IgE 的 C H 2 和 C H 3 区能与组织细胞表面的 Fc 受 体结合三、免疫球蛋白的其它成分1. 连接链除了 H链和L链外，多聚体形式的Ig分子如IgA和IgM尚含1分子连 接链(joiningchain, J链)；但单体IgA或IgM单体均无J链J链在连接单体形成多 聚体Ig分子中并非必要，但可能与保持已形成的多聚体的稳定性有关人类J链 的分子量约15kD，与其他物种的J链有高度同源性J链基因并不是Ig基因簇的 一部分，它定位于15号染色体J链有仅产生于合成IgA和IgM的浆细胞，而且 也产生于合成IgG的未成熟浆细胞，但它并不与IgG分子结合2. 分泌片在分泌型IgA分子中还含有1个分泌成分(secretorycomponent, SC),或 称分泌片(secretorypiece , SP),是上皮细胞上的多免疫球蛋白受体 (polyimmunoglobulinreceptor， poly-IgR)的一部分，Poly-IgR 为免疫球蛋白超 族)Igsuper-family)的一个成员此受体由上皮细胞产生后，与多聚体IgA牢固结 合; IgA-poly-IgR复合物由上皮细胞内输出的过程中，受体分子被蛋白酶裂解，仍 附着于Ig的剩余部分即为分泌片。
游离分泌片的分子量为80Kd,借二硫键与SigA 共价结合分泌片的功能是保护SigA分子不被分泌液片内的蛋白酶降解，从而使 SigA在粘膜表面保持稳定和有利于其发挥生物活性四、免疫球蛋白的酶解片段Ig分子可被许多蛋白酶水解，产生不同的片段；免疫学研究中常用的酶是木瓜 蛋白酶(papain)和胃蛋白酶(pepsin)木瓜蛋白酶在生理pH下将IgG分子从H链二硫键N端219位置上断裂，生 成两个相同的 Fab 片段和一个 Fc 片段(图 2-3) Fab 段即抗原结合片段 (antigenbindingfragment)，含1条完整的L链和H链的一部分(Fd )段，分子量为45kD； Fab 段仍具有抗原结合活性，但结合能力较弱，只有一价 Fc 段即可结晶片段 (crystallizablefragment)，为2条H链C端剩余的部分，分子量55Kd，在一定条件 下可形成结晶Fc段不能与抗原结合，但具有许多其他生物学活性，如固定补体、 亲和细胞(巨噬细胞、NK细胞和粒细胞等)、通过胎盘、介导与细菌蛋白(如蛋 白A和G)的结合，以及与类风湿因子反应等胃蛋白酶于于低pH下可将IgG分子从H链间二硫键C端232位置切断，形 成含2个Fab段的F(abz )2片段和1个较小的pFc'片段。
F(abz )2段即双价抗体 活性片段，经还原后可得2个Fab'Fab的分子量略大于Fab，而生物活性与Fab 相同比Fc分子量小，虽然仍保持亲和巨噬细胞及与某些类风湿因子结合的 能力，但失Fc片段原有的固定补体等活性第二节 免疫球蛋白的抗原特异性Ig 分子上主要存在 3 种抗原决定簇： 同种型决定簇 同种异型决定簇 独特 型决定簇(一)、同种型：是指同一种属所有个体Ig分子所共有的抗原特异性 同种型因种而异 同种型的抗原决定簇存在 Ig 的恒定区表现在全部 Ig 的 类、亚类、型、亚型的分子上 (二)、同种异型：是指同一种属不同个体间 Ig 分 子所具有的不同抗原特异性同种异型决定簇存在Ig的恒定区由个体遗传基因 所决定的，故称为遗传标记 (三)、独特型 ：是指在同一个体内，不同抗体形 成细胞克隆所产生的 Ig 分子的 V 区具有不同的抗原特异性独特型抗原决定簇 存在 Ig 的 V 区，不同特异性的抗体其独特型也不同 除血清中的 Ig 外，淋巴细 胞（ T 、 B 细胞）表面的抗原受体也具有独特型决定簇第三节 抗体的生物学活性免疫球蛋白的重要生物学活性为特异性结合抗原，并通过重链 C 区介导一系 列生物学效应，包括激活补体、亲和细胞而导致吞噬、胞外杀伤及免疫炎症，最终 达到排除外来抗原的目的。
一）抗原结合作用抗体分子在结合抗原时，其Fab片段的V区与抗原决定簇的立体结构（构象） 必须吻合，特别与高变区的氨基酸残基直接有关，所以抗原－抗体的结合具有高度 特异性尽管某些氨基酸残基在肽链的氨基酸顺序上相距很远，但由于肽链沿功能区长 轴平行方向往返折叠，使他们能紧紧接近，形成一双层排布的凹形或袋状包围抗原 的活性部位，双层间存在许多硫水氨基酸侧链抗体分子与抗原的相互作用靠各种 非共价力，如氢键、静电引力和 VanderWaal 力等，是一种可逆性反应抗体与抗 原结合后才能激活效应功能，天然Ig分子不能起这种作用但在无抗原存在时， 某些物理处理（例如加热、凝聚等）也可模拟 Ig 分子构象的变化而起激活效应机 制的作用二）补体活化作用补体Clq与游离Ig分子结合非常微弱，而与免疫复合物中的IgG或IgM （经 典途径）或凝集Ig （替代途径）结合则很强Clq与IgGFc段的CH2功能区起反 应，其结合位点在3个氨基酸侧链上所有IgG亚类的单独Fc片段对Clq具同样 的亲和性；但完整蛋白则主要是IgGl和IgG3才能结合Clq结合的影响有关IgM激活补体能力最强IgG至少需两紧密并列的分子才能有效地激活Clq， 而IgM单个分子在结合抗原后即可激活补体。
循环IgM仅显示低亲和性的单个Clq 结合点，与IgG的效能相近似；但当IgM分子与大分子抗原的多个决定簇结合后， 改变其构象呈钩环状，以致暴露了原来被相近亚单位隐蔽的 C1q 结合点而增强了 激活补体的能力IgG4、IgAl和IgA2虽不能通过经典途径激活补体，但其Ig聚合物均可激活 C3 旁路三) 亲细胞作用IgG分子能与细胞表面的Fc受体结合这些受体均属Ig超族成员,主要有FcyR I(CD64)、FcyRII(CD32)和卩cyRIII(CD16)FcyR I 在单核细胞表面很丰富， 中性粒细胞受适当细胞因子调节以后也可表达此受体；FcR为一高亲和性受体，与 IgG1 和 IgG3 有很强的结合性，与 IgG4 也可作用，但与 IgG2 则不能结合 FcyR II和FcyRIII受体在很多细胞上都存在，包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和血小板， 与IgGl和IgG3有低亲和相互作用活化B细胞表面有一个IgM结合蛋白(FcyR), 但在T细胞、单核细胞或粒细胞都没有在单核细胞和中性粒细胞表面有FcaR, 因而 IgA 亦有调理素作用近年有 T 细胞上存在 IgD 受体的报道，但其意义仍不 。