绪论和抗体ppt课件

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1、第一章第一章 绪论绪论王军阳王军阳 副教授副教授免疫学与病原生物学系免疫学与病原生物学系一、免疫一、免疫immunityimmunity的概念的概念传统概念概念 即免除即免除劳役役/ /瘟疫的意思瘟疫的意思现代概念代概念 免疫是指机体免疫是指机体识别和排除抗原性异物的和排除抗原性异物的特异性生理反响，其作用是特异性生理反响，其作用是维持机体的生持机体的生理平衡和理平衡和稳定，其定，其结果通常果通常对机体是有利机体是有利的，但在一定条件下也可以有害。的，但在一定条件下也可以有害。免疫学概述免疫学概述二、免疫的功能二、免疫的功能免疫防御免疫防御 ：免疫缺陷：免疫缺陷/ /超敏反响超敏反响免疫免疫监

2、视 ： 肿瘤瘤/ /病毒病毒继续感染感染免疫免疫稳定定 ：本身免疫耐受和免疫：本身免疫耐受和免疫 调理两种机制。神理两种机制。神经- -内分泌内分泌- -免疫。免疫。 本身免疫病本身免疫病 三、免疫应对的类型及作用三、免疫应对的类型及作用 按按照照获获得得的的方方式式和和作作用用特特点点，分分为为固固有有免免疫疫innate innate immunityimmunity和和顺顺应应性性免免疫疫adaptive immunityadaptive immunity两类。两类。 一固有免疫一固有免疫 固固有有免免疫疫是是人人类类在在种种系系进进化化和和个个体体发发育育过过程程中中逐逐渐渐构构成成的

3、的防防御御功功能能，是是机机体体抵抵御御病病原原体体侵侵袭袭的的第第一一道道防防线线。在在个个体体出出生生时时即即具具备备 ， 又又 称称 非非 特特 异异 性性 免免 疫疫 non-specific non-specific immunityimmunity。构成成分构成成分 屏屏障障构构造造皮皮肤肤粘粘膜膜屏屏障障、血血胎胎屏屏障障、血血脑屏障；固有免疫屏障；固有免疫细胞胞 ；固有免疫分子；固有免疫分子特点：特点：生来就有生来就有 能能遗传给后代后代 具有种的差具有种的差别 作用无特异性作用无特异性 是特异性免疫的根底是特异性免疫的根底二顺应性免疫二顺应性免疫 顺顺应应性性免免疫疫是是个个

4、体体出出生生后后，在在生生活活过过程程中中接接触触病病原原微微生生物物等等特特定定抗抗原原后后产产生生的的免免疫疫，仅仅针针对对该该特特定定抗抗原原发发生生反反响响。又又称称特特异异性性免免疫疫specific immunityspecific immunity。 执执行行特特异异性性免免疫疫的的是是抗抗原原特特异异性性淋淋巴巴细细胞，即胞，即T T淋巴细胞和淋巴细胞和B B淋巴细胞。淋巴细胞。特点：特点： 出生后构成，需抗原刺激出生后构成，需抗原刺激 特异性特异性 耐受性耐受性 记忆性性 建建立立在在非非特特异异性性免免疫疫的的根根底底上上，又又 促促进非特异性免疫非特异性免疫 可被可被动转

5、移移四、免疫系统四、免疫系统 免疫系统包括免疫器官和组织、免疫免疫系统包括免疫器官和组织、免疫细胞和免疫分子。细胞和免疫分子。一、免疫器官一、免疫器官: :中枢免疫器官中枢免疫器官: : 骨髓骨髓(Bone Marrow) (Bone Marrow) 胸腺胸腺(Thymus)(Thymus)外周免疫器官：外周免疫器官： 脾脏脾脏 spleen spleen 淋巴结淋巴结 lymphnodes lymphnodes 黏膜伴随淋巴组织黏膜伴随淋巴组织mucosal-mucosal-associatedassociated lymphoid tissue lymphoid tissue , MALT

6、, MALTThymus(T cells)Bursa of Fabricius(B cells)法氏囊法氏囊(BursaofFabricius)第二章第二章 抗体和免疫球蛋白抗体和免疫球蛋白Antibody & Immunoglobulin, Ig Antibody & Immunoglobulin, Ig 一、根本概念一、根本概念抗体抗体antibody,AbB细胞接受抗细胞接受抗原刺激后演化为浆细胞，由浆细胞合成原刺激后演化为浆细胞，由浆细胞合成分泌的，并能与相应的抗原发生特异性分泌的，并能与相应的抗原发生特异性结合的球蛋白。结合的球蛋白。*免疫球蛋白免疫球蛋白Ig具有抗体活性或化具有抗体

7、活性或化学构造与抗体类似的学构造与抗体类似的球蛋白。球蛋白。抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。不一定都是抗体。*二、免疫球蛋白的构造二、免疫球蛋白的构造一一Ig的根本构造以的根本构造以单体体为例例*1.二条一二条一样的的L链和二条一和二条一样的的H链借二硫借二硫键衔接呈接呈“Y字形。字形。L链约214氨基酸氨基酸/条，条，:2:1。H链约450550氨氨基基酸酸/条条，根根据据重重链抗抗原原性性的的差差别可可将其分将其分为5类：IgMIgGIgAIgDIgE2.有氨基端有氨基端N端和端和羧基端基端C端端3.有可有可变区区V区和恒定区区和恒定区C区区

8、L链的的VL(1/2)V区：区：H链的的VH(1/4或或1/5)L链的的CLC区：区：H链的的CHCH1CH2CH3IgM和和 IgE有有 4个个 构构 造造 域域CH1-4NH3+coo-*4.高变区高变区HVR位位于于可可变变区区中中VL和和VH氨氨基基酸酸组组成成和和陈陈列列顺顺序序更更易易变变化化的的区区段段，各各有有3个个。又又称称为为互互补补决决议议区区CDR。构构成成抗抗原原结结合合部部位位。*5.铰链区铰链区hingeregion位位于于CH1CH2之之间间，包包括括H链链间间二二硫硫键，富含脯氨酸，易发生伸展及转动键，富含脯氨酸，易发生伸展及转动*二二J链和分泌片和分泌片J链

9、Joiningchain富富含含半半胱胱氨氨酸酸，由由浆细胞合成，借二硫胞合成，借二硫键衔接到接到链或或链。分分泌泌片片SP/SC由由粘粘膜膜上上皮皮细胞胞合合成成和和分分泌泌，结合合到到IgA二二聚聚体体上上。抗抗蛋蛋白白水水解解酶，维护SIgA的的铰链区区。同同时介介导SIgA的的转运。运。三单体、双体、五聚体三单体、双体、五聚体四功能区及其功能四功能区及其功能*L链链VLCLH链链VHCH1CH2CH3(CH4)VL和和VH抗原结合部位抗原结合部位CL和和CH1具有部分同种异型的遗传标志具有部分同种异型的遗传标志CH2补体结合位点补体结合位点IgG，经过胎盘，经过胎盘CH3结结合合细细胞

10、胞IgG，活活化化补补体体IgMCH4结合细胞结合细胞IgM铰链区铰链区可自在转动和伸展可自在转动和伸展*五五酶解片段解片段1.木瓜蛋白木瓜蛋白酶papain水解水解IgG裂解部位：裂解部位：IgGH链链间二硫二硫键近近N端端木瓜蛋白木瓜蛋白酶IgG2FabFc2.胃蛋白胃蛋白酶pepsin水解水解IgG裂解部位：裂解部位：IgGH链链间二硫二硫键近近C端端胃蛋白胃蛋白酶IgGF(ab)2pFc3.意意义用于研用于研讨Ig的构造和功能的构造和功能指点指点临床运用，防止床运用，防止过敏反响敏反响三、抗体血清型三、抗体血清型一同种型一同种型(isotype)是指同一种属内一切个体的是指同一种属内一

11、切个体的Ig共有的共有的抗原特异性抗原特异性标记。主要位于。主要位于CH和和CL上。上。1.Ig的的类和和亚类根据重根据重链恒定区抗原性的差恒定区抗原性的差别，可将，可将Ig分分为五大五大类。再根据。再根据铰链区氨基酸区氨基酸组成成和二硫和二硫键的数目分的数目分为假假设干干亚类。IgM(链)CHIgG(链)IgG1IgG2IgG3IgG4Ig五五类IgA(链)IgA1IgA2IgD(链)IgE(链)2.Ig的型和的型和亚型型根据根据轻链恒定区恒定区CL抗原性差抗原性差别分分为两两型：型：型型型型:2:1(二二)同种异型同种异型(allotype)同一种属不同个体同一种属不同个体间的的Ig抗原性

12、的不同。可抗原性的不同。可作作为一种一种遗传标志。分布在志。分布在C区。区。(三三)独特型独特型idiotype独特型是指存在于独特型是指存在于Ig分子分子V区上的抗原特异区上的抗原特异性。由高性。由高变区的氨基酸区的氨基酸组成、成、陈列和构型独列和构型独特型抗原决特型抗原决议簇所决簇所决议的。的。抗独特型抗体抗独特型抗体四、抗体的生物学功能四、抗体的生物学功能一与抗原特异性一与抗原特异性结合合中和毒素作用中和毒素作用中和病毒作用中和病毒作用二激活二激活补体体IgG13和和IgM活化活化补体体经典途径典途径凝集的凝集的IgA、IgG4激活激活旁旁路途径路途径三三结合合细胞胞结合合Fc受体受体I

13、gGFc段与吞噬段与吞噬细胞胞Fc受体受体结合，合，介介导调理吞噬作用理吞噬作用opsonization2.IgGFc段段与与NK细胞胞Fc受受体体结合合，介介导ADCC效效应antibody-dependent cell-mediatedcytotoxicityIgEFc段与肥大段与肥大细胞、嗜碱性粒胞、嗜碱性粒细胞外表胞外表Fc受体受体结合，合，介介导I型超敏反响型超敏反响四四经过胎胎盘和粘膜和粘膜1.IgG是独一可是独一可经过胎胎盘的抗体，是胎的抗体，是胎儿儿和新生儿抗感染的主要抗体。和新生儿抗感染的主要抗体。IgG母体母体胎胎盘FcRn胎儿胎儿2.SIgA呼吸道、消化道黏膜呼吸道、消化

14、道黏膜五、各类免疫球蛋白的生物学特性与功能五、各类免疫球蛋白的生物学特性与功能一一IgG单单体体，有有4个个亚亚类类，在在血血清清中中含含量量最最高高，约约占占血血清清总总Ig的的75%，出出生生后后3个个月月开开场场所所成成，分分布布于于血血液液及及组组织织液液中中，半半衰衰期期为为23天。是再次应对的主要天。是再次应对的主要Ig。1.具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用，起主力具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用，起主力免疫作用。免疫作用。2.激活激活补体体IgG13激活激活经典途径典途径溶菌溶菌杀菌菌IgG4激活激活旁路途径旁路途径3.经过胎胎盘4.结合合细胞，介胞，介导调理作用和理作用和ADCC效效应

15、5.某些本身抗体某些本身抗体IgG可引起可引起II、III型超敏反响型超敏反响 二二IgM五五聚聚体体，90kD，分分子子量量最最大大，巨巨球球蛋蛋白白，约约占占血血清清总总Ig的的510%，胚胚胎胎晚晚期期合合成成，半半衰期衰期短，约短，约5天天。是初次应对的主要。是初次应对的主要Ig。1.早早期期抗抗菌菌、抗抗病病毒毒、抗抗毒毒素素抗抗体体，起起先先锋锋免疫作用。免疫作用。2.活化补体活化补体比比IgG强大。强大。3.不能不能经过胎胎盘，假，假设脐血中血中检出出IgM，提，提示示宫内有感染。内有感染。4.天然血型抗体属于天然血型抗体属于IgM。5.在在B细胞外表起抗原受体作用胞外表起抗原受

16、体作用mIgM6.某些本身抗体某些本身抗体IgM，可引起，可引起型、型、型超型超敏反响敏反响三三IgA血血清清型型IgA：单单体体，出出生生后后4-6个个月月开开场场所所成成，占占血血清清总总Ig的的10%，半半衰衰期期约约56天，可介导调理作用和天，可介导调理作用和ADCC效应。效应。分分泌泌型型IgASIgA：二二聚聚体体，分分布布于于初初乳乳、唾唾液液、泪泪液液、胃胃肠肠液液、气气管管分分泌泌液液等等外外分分泌泌液液中中，在在免免疫疫防防护护中中起起部部分分免免疫疫作用。作用。1.阻止病原微生物吸附于粘膜和易感染细阻止病原微生物吸附于粘膜和易感染细胞，在粘膜部分发扬抗菌、抗病毒、抗毒胞，

17、在粘膜部分发扬抗菌、抗病毒、抗毒素作用。素作用。2.2.经过母乳转移给婴儿，执行自然被动免经过母乳转移给婴儿，执行自然被动免疫疫3.3.抗肠道寄生虫感染抗肠道寄生虫感染四四IgD为为单单体体，血血清清含含量量少少1%。在在B细细胞胞外外表表起起抗抗原原识识别别受受体体作作用用mIgD，是，是B细胞分化成熟的标志。细胞分化成熟的标志。五五IgEIgE为为单单体体，血血清清含含量量极极少少，主主要要由由黏黏膜膜下下浆浆细细胞胞分分泌泌。为为亲亲细细胞胞抗抗体体，无无铰铰链链区区，有有CH4区区，介介导导I型型超超敏敏反反响响六、六、 单克隆抗体单克隆抗体(McAb)(McAb)Monoclonal

18、 Antibody Monoclonal Antibody *克克隆隆(clone)是是指指由由一一个个祖祖先先细胞胞经分分化化、增增埴埴所所产生生的的遗传性状完全一性状完全一样的的细胞系或胞系或细胞群。胞群。*多多克克隆隆抗抗体体(pAb):由由多多个个B细胞胞克克隆隆产生生的的针对多多种种不不同同抗原表位的免疫球蛋白。抗原表位的免疫球蛋白。*单克克隆隆抗抗体体(McAb)：由由单一一B细胞胞克克隆隆针对某某一一特特定定抗抗原原表位所表位所产生的，只能与生的，只能与该抗原表位抗原表位结合的均一特异性合的均一特异性Ab。抗体构成抗体构成细胞骨髓瘤胞骨髓瘤细胞胞杂交瘤交瘤细胞胞 McAb1.1.

19、根本概念与原理根本概念与原理* *杂交瘤细胞杂交瘤细胞(hybridoma) (hybridoma) ：2 2个或个或2 2个以上不同个以上不同特性细胞其中一个是瘤细胞交融组成的异型特性细胞其中一个是瘤细胞交融组成的异型核细胞。具有两种亲本细胞的基因和特性。该项核细胞。具有两种亲本细胞的基因和特性。该项技术称为杂交瘤技术。技术称为杂交瘤技术。* 1975* 1975年，年，kohler kohler 和和milsteinmilstein运用小鼠骨髓瘤运用小鼠骨髓瘤细胞和绵羊红细胞致敏的小鼠脾细胞交融细胞和绵羊红细胞致敏的小鼠脾细胞交融, ,得到得到的一交融杂交细胞既能稳定继续生长的一交融杂交细

20、胞既能稳定继续生长, ,又能分泌又能分泌抗抗SRBCSRBC抗体抗体, ,将这种杂交细胞系统称为杂交瘤。将这种杂交细胞系统称为杂交瘤。1.1.根本概念与原理根本概念与原理 抗原无抗原无须纯化化(2) (2) 来源于同一来源于同一细胞克隆胞克隆, ,所分泌的抗体分子在所分泌的抗体分子在 构造上高度均一构造上高度均一, ,甚至在氨基酸序列及空甚至在氨基酸序列及空间 构型上均一构型上均一样. . 由于抗体由于抗体识别抗原分子上抗原分子上单一抗原决一抗原决议簇簇, , 且一切抗体分子均一且一切抗体分子均一样，由此，由此单克隆抗体具克隆抗体具 有高度特异性有高度特异性. . 产生生该抗体的抗体的为一无性

21、繁衍一无性繁衍细胞系胞系, ,且可且可长期期 传代并保管，代并保管，为此可此可继续稳定消定消费同一性同一性 质的抗体的抗体2.主要特点主要特点七、基因工程抗体七、基因工程抗体1 1、人源化抗体、人源化抗体2 2、人鼠嵌合抗体、人鼠嵌合抗体3 3、双特异性抗体、双特异性抗体4 4、小分子抗体、小分子抗体人源化抗体：将人的轻、重链基因经过脂质体导入人源化抗体：将人的轻、重链基因经过脂质体导入或原生质体交融入小鼠胚胎干细胞或原生质体交融入小鼠胚胎干细胞, ,获得含目的抗获得含目的抗体的轻链和重链的小鼠后体的轻链和重链的小鼠后, ,与内源性轻、重链双缺与内源性轻、重链双缺失的小鼠杂交失的小鼠杂交, ,

22、可挑选到能产生目的抗体的小鼠。可挑选到能产生目的抗体的小鼠。人鼠嵌合抗体：运用人鼠嵌合抗体：运用DNA DNA 重组技术将小鼠抗体基因重组技术将小鼠抗体基因上的可变区与人抗体基因的恒定区重组上的可变区与人抗体基因的恒定区重组, ,再将重组再将重组后的基因导入骨髓瘤细胞中表达后的基因导入骨髓瘤细胞中表达, ,使可变区人源化。使可变区人源化。这种抗体相对于其它人源化抗体的优点在于技术道这种抗体相对于其它人源化抗体的优点在于技术道路简单路简单, ,易于操作易于操作; ;抗体完好性好抗体完好性好, ,在体内的潴留时在体内的潴留时间长间长; ;鼠源抗体的亲和力和特异性都得到了保管鼠源抗体的亲和力和特异性

23、都得到了保管, ,在在临床上具有良好的运用前景。临床上具有良好的运用前景。双特异抗体双特异抗体(Bispecific antibody) (Bispecific antibody) 是含有两个不同配体结合位点的免疫球蛋白分子。是含有两个不同配体结合位点的免疫球蛋白分子。 单链抗体单链抗体( single chain Fv, ScFv) ( single chain Fv, ScFv) 利用基因工程方法使抗体重链可变区利用基因工程方法使抗体重链可变区(VH) (VH) 和轻链可和轻链可变区变区(VL ) (VL ) 经过一段约经过一段约5 5 25 25 个个aa aa 的衔接肽的衔接肽, , 首首尾拼接而构成的重组蛋白。具有分子量小、组织穿尾拼接而构成的重组蛋白。具有分子量小、组织穿透力强、体内去除快、免疫原性低、易于大肠杆菌透力强、体内去除快、免疫原性低、易于大肠杆菌发酵消费和进展基因工程改良等优点。发酵消费和进展基因工程改良等优点。双特异单链抗体双特异单链抗体(bisFvs)(bisFvs)采用基因工程、蛋白质工程方法采用基因工程、蛋白质工程方法, ,将两条不同来源的将两条不同来源的svFv svFv 组合成具有两种不同抗原结合特征的新型抗体。组合成具有两种不同抗原结合特征的新型抗体。