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1、免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglubulin, Ig）抗体的概念抗体（抗体（Antibody，Ab） 介导体液免介导体液免疫的重要效应分子疫的重要效应分子,是是B细胞接受抗原刺细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白,主要存在于血清等体液中主要存在于血清等体液中,通过与抗原特通过与抗原特异性结合异性结合,发挥体液免疫功能。发挥体液免疫功能。抗体命名的演变抗体命名的演变1890 Von Behring 抗毒素抗毒素（抗体（抗体 Antibody，Ab ） 白喉外毒素白喉外毒素 动物动物 动物血清动物血清 中和外毒素中和外毒素 抗毒素抗毒素1938
2、Tiselius 1938 Tiselius 电泳证明抗体活性在电泳证明抗体活性在球蛋白球蛋白部分部分4040年代抗体年代抗体丙种球蛋白丙种球蛋白抗体命名的演变抗体命名的演变1968年年WHO将将具具有有抗抗体体活活性性的的球球蛋蛋白白和和化化学学结结构构与与抗抗体体相相似似的的球球蛋蛋白白，命命名名为为免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglubulin, Ig）。）。包包括括骨骨髓髓瘤瘤、巨巨球球蛋蛋白白血血症症等等患患者者血血清清中中尚尚未未证证实实有有抗抗体体活活性性的的异异常常免免疫疫球球蛋蛋白、免疫球蛋白亚单位等。白、免疫球蛋白亚单位等。免疫球蛋白是化学结构上的概念免疫球蛋白是化学结
3、构上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体都是免疫球蛋白抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性Ab与与Ig的区别的区别 分泌型：具有抗体功能分泌型：具有抗体功能 膜型：膜型：B B细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体免疫球蛋白免疫球蛋白第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构一、免疫球蛋白的基本结构：一、免疫球蛋白的基本结构：(一一)四条肽链四条肽链 两条重链（两条重链（Heavy chain,H） 根据抗原性不同分为五类：根据抗原性不同分为五类： 重链类型重链类型 免疫球蛋白类型免疫球蛋白类型 IgG IgA IgM
4、IgD IgE 两条轻链（两条轻链（Light chain,L）：）： 根据抗原性差异分为两型根据抗原性差异分为两型:型型 型型 一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构( (二二) )肽链的结构肽链的结构： 两端：两端： N端端 & C端端三区：三区： 1.恒定区恒定区(constant region,C区区)2.可变区可变区(Variable region,V区区)3. 绞链区绞链区(hinge region):富含脯富含脯氨酸和二硫键（对蛋白酶敏感，氨酸和二硫键（对蛋白酶敏感，易于水易于水 解；富有弹性，易于解；富有弹性，易于暴露补体暴露补体 结合位点）结合位点）VL可变区可变区
5、1. 互补决定区互补决定区（complementarity determining region, CDR) V H和和VL各有三个区域各有三个区域的氨基酸组成和排列高度的氨基酸组成和排列高度可变；可变； Ig与抗原特异性结合的部与抗原特异性结合的部位，负责识别及结合抗原。位，负责识别及结合抗原。 又称又称超变区超变区（hypervariable region, HVR）2. 骨架区：骨架区：V区中除区中除CDR之外区域的氨基酸组成和之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化。排列顺序相对不易变化。（3 3） 结构域结构域Ig的的H链、链、L链每隔链每隔110个氨基酸残基便由链内二个氨基酸残基
6、便由链内二硫键连接成一个能行使特定功能的球形结构域，硫键连接成一个能行使特定功能的球形结构域，称为称为Ig的功能区。的功能区。V区：结合抗原轻链有VL和CL两个结构域重链的重链的结构域结构域IgG、 IgA与与IgD的的重重链链有有VH, CH1, CH2, CH3IgM和和IgE重重链链多多一一个个CH4区。区。二、免疫球蛋白的其他成分二、免疫球蛋白的其他成分连结链连结链（joining chain，J链）链） 由浆细胞合成分由浆细胞合成分泌泌20 KD的多肽，将的多肽，将Ig单体连接成多聚体，单体连接成多聚体，方式：以二硫键形式方式：以二硫键形式共价结合到共价结合到Ig重链上重链上起到稳定
7、起到稳定Ig多聚体的多聚体的作用。作用。 J链的成分都相同，链的成分都相同，即只有一种即只有一种J链。链。分泌片分泌片（secretory piece，sp） 由粘膜上皮细胞合成的由粘膜上皮细胞合成的60KD多肽，结合多肽，结合于于IgA二聚体上，使其成为分泌型二聚体上，使其成为分泌型IgA（sIgA）。）。分泌片的功能是保护分泌片的功能是保护IgA，使之不受环境中酶，使之不受环境中酶的破坏，并介导的破坏，并介导IgA的转运。分泌片与的转运。分泌片与IgA的形的形成无密切关系。成无密切关系。三、免疫球蛋白的酶水解片段三、免疫球蛋白的酶水解片段木瓜酶水解片段：木瓜酶水解片段： 2个个Fab：具有
8、抗体活性，与抗原结合的位点：具有抗体活性，与抗原结合的位点 1个个Fc： 可结晶片段，是可结晶片段，是Ig与效应分子或细胞与效应分子或细胞 相互作相互作 用的部位。用的部位。胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段：F(ab)2 双价抗体活性；双价抗体活性； pFc 被水解为短肽；被水解为短肽；1959年年 Poter研究的结果研究的结果免疫球蛋白的酶水解片段免疫球蛋白的酶水解片段研究水解片段的意义：研究水解片段的意义：理论上了解抗体的结构与功能；理论上了解抗体的结构与功能；理论上理解抗原抗体反应的原理；理论上理解抗原抗体反应的原理；实践中用于精制抗毒素；如白喉抗毒素。实践中用于精制抗毒素；如白喉抗毒
9、素。第二节第二节 免疫球蛋白的免疫球蛋白的异质性异质性 （heterogeneity） 异质性即：免疫球蛋白分子的不均一性异质性即：免疫球蛋白分子的不均一性 可表现为：（三方面）可表现为：（三方面）不同抗原表位诱生不同抗原表位诱生不同类型不同类型的的Ig，其识别抗原，其识别抗原的的特异性特异性不同；不同；不同抗原表位诱生的同一类型的不同抗原表位诱生的同一类型的Ig(如如IgG)，其，其识别抗原的识别抗原的特异性特异性不同；不同；同一抗原表位诱生同一抗原表位诱生不同类型不同类型的的Ig，其识别抗原，其识别抗原的的特异性相同特异性相同，但重、轻链类型不同。，但重、轻链类型不同。（二）亚类（二）亚类
10、H链抗原性、二硫键数目及位置链抗原性、二硫键数目及位置亚类亚类一、免疫球蛋白的类型一、免疫球蛋白的类型（一）类（一）类H链链C区所含抗原表位不同区所含抗原表位不同五类五类 IgG (gamma) IgA (alpha) IgM (mu) IgD (delta) IgE (epsilon) (1)(1)类类 (2) (2) (2) (2)亚类亚类亚类亚类IgGIgG：IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgAIgA：IgA1, IgA2IgA1, IgA2IgMIgM、 IgDIgD、IgEIgE尚未发现有亚类尚未发现有亚类尚未发现有亚类尚
11、未发现有亚类（三）型（三）型 L链链C区所含抗原表位不同区所含抗原表位不同两型两型 型型 (kappa)型型 (lambda)型型（四）亚型（四）亚型 L链链C区区N端氨基酸排列的差异端氨基酸排列的差异亚型亚型 如如OZ(+) (或或1) ：第：第190位位(亮氨酸亮氨酸) OZ(-) (或或2) ：第：第190位位(精氨酸精氨酸) 二、外源因素所致的异质性二、外源因素所致的异质性 Ig的多样性的多样性多样性的抗原诱生出多样性的抗体。多样性的抗原诱生出多样性的抗体。三、内源因素所致的异质性三、内源因素所致的异质性 Ig的血清型的血清型Ig既可与相应的抗原发生特异性的结合，本身既可与相应的抗原发
12、生特异性的结合，本身又可激发机体产生特异性免疫应答。又可激发机体产生特异性免疫应答。Ig分子中包含有多种不同的表位，呈现出不同分子中包含有多种不同的表位，呈现出不同的免疫原性。的免疫原性。Ig分子上有三类不同的抗原表位，分别为分子上有三类不同的抗原表位，分别为同种同种型型、同种异型同种异型和和独特型独特型抗原表位。抗原表位。（一）同种型（一）同种型（isotype） 同同一一种种属属所所有有个个体体的的Ig分分子子共共有有的的抗抗原原特特异异性性标志，为种属型标志。标志，为种属型标志。其抗原特异性存在于其抗原特异性存在于IgC区区同种型决定同种型决定簇分布区域簇分布区域（二）同种异型（二）同种
13、异型（alltype）同同一一种种属属内内不不同同个个体体间间的的Ig所所具具有有的的不不同同抗抗原特异性标志，为个体性标志原特异性标志，为个体性标志主要存在于主要存在于Ig的的C区。区。 同种异型决定同种异型决定簇分布区域簇分布区域（三）独特型（三）独特型（idiotype）每每个个Ig分分子子所所特特有有的的抗抗原原特特异异性性标标志志，其其表表位称为独特位位称为独特位存在于存在于Ig的的V区。区。独独特特型型表表位位可可在在异异种种、同同种种异异体体甚甚至至自自身身体体内诱导产生相应的抗体，称为抗独特型抗体。内诱导产生相应的抗体，称为抗独特型抗体。从结构上看：从结构上看：Ig互补决定簇（
14、超变区）抗原结合部位独特型表位互补决定簇（超变区）抗原结合部位独特型表位 第三节第三节 IgIg的功能的功能 一、一、 V区的功能区的功能 识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原 单体（单体（IgG, IgE) ) 2 2价价 二聚体二聚体(s(sIgA) ) 4 4价价 五聚体五聚体( (IgM) ) 10 10价（价（5 5价）价） 中和效应中和效应 中和毒素和病毒、阻断病原体入侵中和毒素和病毒、阻断病原体入侵 1.1.1.1.抗体的结合价抗体的结合价抗体的结合价抗体的结合价 二二、 C区的功能区的功能 1.1.激活补体系统激活补体系统 IgM、IgG+ Ag 构型改变，补体结合位点暴露
15、构型改变，补体结合位点暴露 补体经典途径补体经典途径 IgG4、IgA和和 IgE的凝聚物的凝聚物 补体旁路途径补体旁路途径 2.2.结合结合FcFc段受体段受体 (1)(1)调理作用（调理作用（opsonization）：IgG + + 抗原抗原( (颗粒性颗粒性) ) FcR（单核、巨噬细胞及中性粒细胞）（单核、巨噬细胞及中性粒细胞） 促吞噬细胞吞噬；促吞噬细胞吞噬； (2)(2)ADCC：IgG + + 抗原抗原( (靶细胞靶细胞) ) Fc R（NK 细细胞）胞） 杀伤杀伤靶细胞；靶细胞； (3)(3)介导介导型超敏反应型超敏反应 3.3.穿越胎盘和粘膜穿越胎盘和粘膜分泌片分泌片介导介
16、导IgA的转运的转运第四节第四节各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能 一一、IgG 1.一般特性一般特性 (1)单体分子；单体分子； (2)四个亚类；四个亚类； (3)血清中含量最高血清中含量最高(75%-80%Ig)； (4)半衰期最长，半衰期最长，是再次免疫应答产生的主要抗体；是再次免疫应答产生的主要抗体； 2.生物学活性生物学活性 (1)通过胎盘通过胎盘（新生儿抗感染）；（新生儿抗感染）； (2)激活补体（裂解细胞）；激活补体（裂解细胞）； (3)调理作用调理作用（促进吞噬促进吞噬）；）； (4)介导介导ADCC（细胞毒作用）；（细胞毒作用）； 是机体抗感染的是机体抗感染
17、的“主力军主力军”。 某些自身抗体，如抗甲状腺球蛋白抗体、某些自身抗体，如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体和引起抗核抗体和引起II、III型超敏反应的抗型超敏反应的抗体体 IgG类。类。二二、IgM 1.占血清占血清Ig含量的含量的510%； 2.单体单体IgM表达于表达于B细胞表面，构成细胞表面，构成BCR。 3.分泌型分泌型IgM为五聚体，分子量最大，又称巨球蛋白；为五聚体，分子量最大，又称巨球蛋白； 4.比比IgG更易激活补体；更易激活补体； 5.天然血型抗体为天然血型抗体为IgM; 5.人类发育过程中最早合成的人类发育过程中最早合成的Ig；初次免疫应答最先产；初次免疫应答最先产生的生的 I
18、g 是抗感染的是抗感染的“先头部队先头部队”； 6.血清中特异性血清中特异性IgM 水平增高提示有近期感染；水平增高提示有近期感染； 7.IgM不能通过胎盘不能通过胎盘 脐带血脐带血IgM水平升高表明胎儿有水平升高表明胎儿有宫内感染；宫内感染； 三、三、IgA 两种类型两种类型 u血清型：血清型：血清型：血清型： 单体，占血清单体，占血清单体，占血清单体，占血清IgIg总量的总量的总量的总量的10%-15%10%-15%；u分泌型：二聚体，粘膜局部抗感染免疫，分泌型：二聚体，粘膜局部抗感染免疫，分泌型：二聚体，粘膜局部抗感染免疫，分泌型：二聚体，粘膜局部抗感染免疫，是抗是抗是抗是抗感染的感染的
19、感染的感染的“ “边防军边防军边防军边防军” ”。 四、四、IgD 1.单体分子，占血清单体分子，占血清Ig含量的含量的0.2%； 2.铰链区较长，易被水解，半衰期短（铰链区较长，易被水解，半衰期短（3天）。天）。 3.存在形式存在形式 分泌型分泌型 血清中，功能不清；血清中，功能不清； 膜结合型膜结合型 B细胞表面，构成细胞表面，构成BCR, 是是B细胞成熟的重要标志；细胞成熟的重要标志； 未成熟未成熟B细胞仅表达细胞仅表达mIgM，成熟，成熟B细胞可同时表细胞可同时表达达mIgM和和mIgD，活化的，活化的B细胞或记忆细胞或记忆B细胞表面细胞表面mIgD逐渐消失。逐渐消失。 五五、IgE
20、1.单体分子；单体分子； 2.血清中含量最低血清中含量最低(占占Ig的的0.002%)； 3.呼吸道和胃肠道浆细胞产生；呼吸道和胃肠道浆细胞产生； 4.介导介导型超敏反应；型超敏反应； 5.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异 性性IgE水平增高。水平增高。第五节第五节 人工制备抗体人工制备抗体 一、多克隆抗体一、多克隆抗体 由由多多个个克克隆隆细细胞胞产产生生的的多多种种抗抗体体的的混混合合物即多克隆抗体，也称物即多克隆抗体，也称第一代人工抗体第一代人工抗体产生多种针对不同表位的相应抗体产生多种针对不同表位的相应抗体 （多克隆抗体（多克隆抗体）诱发
21、多个诱发多个B细胞克隆活细胞克隆活化化机体机体 天然抗原天然抗原（多个抗原表位）（多个抗原表位）多克隆抗体多克隆抗体获得途径：动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群优点：作用全面，具有中和抗原、免疫调理、CDC、ADCC等作用；来源广泛，制备容易缺点：特异性不高、易发生交叉反应，不易大量制备 二、单克隆抗体二、单克隆抗体 (monoclonal antibody, McAb) 由一个由一个B细胞克隆产生的、细胞克隆产生的、只作用于单一只作用于单一抗原表位抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗的高度特异性抗体称为单克隆抗体。又称第二代人工抗体。体。又称第二代人工抗体。1975年英国科学家年英国
22、科学家Milstein和和Kohler成功建立了单成功建立了单克隆抗体技术，获得克隆抗体技术，获得1984年诺贝尔医学和生理学奖。年诺贝尔医学和生理学奖。 单克隆抗体是用杂交瘤技术制备的。单克隆抗体是用杂交瘤技术制备的。原原理理：免免疫疫小小鼠鼠的的脾脾细细胞胞（含含大大量量B细细胞胞）与与同同系系小小鼠鼠骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞融融合合，形形成成杂杂交交瘤瘤细细胞胞。杂杂交交瘤瘤细细胞胞既既有有脾脾细细胞胞产产生生特特异异性性抗抗体体的的功功能能，又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点。又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点。 单克隆抗体的特性单克隆抗体的特性 高度均一性：高度均一性： 纯度很高的均
23、一性抗体纯度很高的均一性抗体 高度专一性：高度专一性： 只对抗原分子上某一抗原表位起反应只对抗原分子上某一抗原表位起反应 大量产生及稳定性：大量产生及稳定性： 杂交瘤细胞能在体内外无限繁殖和传代杂交瘤细胞能在体内外无限繁殖和传代 单克隆抗体用于免疫治疗存在的问题单克隆抗体用于免疫治疗存在的问题 异种抗体反应：异种抗体反应： 鼠源性单抗用于人体，导致异源鼠源性单抗用于人体，导致异源性超敏反应发生。性超敏反应发生。三、基因工程抗体三、基因工程抗体由由基基因因重重组组技技术术制制备备的的抗抗体体称称为为基基因因工工程抗体，也称程抗体，也称第三代抗体第三代抗体。在在DNA水水平平对对Ig基基因因进进行
24、行切切割割、拼拼接接或或修饰，导入受体细胞表达的抗体。修饰，导入受体细胞表达的抗体。如如人人-鼠鼠嵌嵌合合抗抗体体、改改型型抗抗体体、双双特特异异性性抗体、小分子抗体等。抗体、小分子抗体等。 1. 嵌合抗体嵌合抗体(chimeric antibody) 从杂交瘤细胞分离出功能性可变区基因，与从杂交瘤细胞分离出功能性可变区基因，与人人Ig恒定区基因连接，插入适当表达载体，转恒定区基因连接，插入适当表达载体，转染宿主细胞，表达人染宿主细胞，表达人-鼠嵌合抗体。鼠嵌合抗体。 特点：特点：减少了鼠源性抗体的免疫原性，同时减少了鼠源性抗体的免疫原性，同时保留了抗体特异性结合抗原的能力。保留了抗体特异性结
25、合抗原的能力。2. 单链抗体单链抗体(single chain antibody) 用基因工程方法，将抗体重链和用基因工程方法，将抗体重链和轻链可变区通过一个连接肽连接而轻链可变区通过一个连接肽连接而成的重组蛋白。成的重组蛋白。 特点：特点：能保持与抗原结合的性能，能保持与抗原结合的性能，分子量小，穿透性强，体内循环半分子量小，穿透性强，体内循环半衰期短，免疫原性低。衰期短，免疫原性低。3. 人源化抗体人源化抗体(humanized antibody)1. 将小鼠的将小鼠的CDR序列移植到人抗体可变区框架中，序列移植到人抗体可变区框架中，产生的抗体称为产生的抗体称为CDR移植抗体。移植抗体。2
26、.将小鼠将小鼠Ig基因敲除，转染人基因敲除，转染人Ig基因，在小鼠体基因，在小鼠体内产生人内产生人Ab，再经杂交瘤技术，产生大量完全，再经杂交瘤技术，产生大量完全人源化抗体人源化抗体4. 双价抗体双价抗体许多抗原抗体反应要求双价的抗原许多抗原抗体反应要求双价的抗原结合位点，使抗原分子上的两个表结合位点，使抗原分子上的两个表位交联或使两个抗原分子连接。位交联或使两个抗原分子连接。 VHVLVHVL双价双价Fv将识别肿瘤抗原的抗体和识别细胞毒性免疫效将识别肿瘤抗原的抗体和识别细胞毒性免疫效应细胞表面分子的抗体连结在一起，可使效应应细胞表面分子的抗体连结在一起，可使效应细胞更容易与肿瘤细胞结合识别，
27、取得杀伤肿细胞更容易与肿瘤细胞结合识别，取得杀伤肿瘤细胞的作用。瘤细胞的作用。双特异性双特异性FvVHaVLaVHbVLb5. 双双特异性特异性抗体抗体掌握：掌握：抗体与免疫球蛋白的概念抗体与免疫球蛋白的概念免疫球蛋白的基本结构及其功能免疫球蛋白的基本结构及其功能 熟悉：熟悉：各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能多克隆抗体、单克隆抗体、基因工程抗体的概念多克隆抗体、单克隆抗体、基因工程抗体的概念 了解：了解：免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性 免疫球蛋白分类的主要依据是 (2001,2007)AL链 BH链 C二硫键数目 D单体数 E分子量大小 关于Ig的描述，正确的是 (2002) A具有抗原性 BIgD构成的免疫复合物可通过C1q激活补体 CIgM中含分泌片 DIg有和两类重链 E可被胃蛋白酶水解成Fab和Fc段 具有亲细胞作用的抗体是 (2004)AIgMBIgDCIgEDIgGE IgA介导ADCC的是 (2006)ACD3 BIgG CIFN-DIL-4ECD4天然血型抗体是 (2006)AIgA BIgM CIgG DIgEE IgD再次注射疫苗刺激产生的抗体主要是 (2007)AIgD BIgA CIgE DIgGE IgM
