第四章抗体

1,第四章抗体（免疫球蛋白）,免疫学教研室 韦星呈基础医学院225室 Tel:62215671,2,Found Ab 1890 Passive immunization Nobel prize 1901,von Behring (German),3,Found Ab 1890 Passive immunization Nobel prize 1901,von Behring (German),-Throughout history, diphtheria was a leading cause of death among children, and it was once referred to as the “strangling angel of children.” 17351740年在新英格兰某些城镇据说导致10岁一下儿童80%死亡。-If diphtheria has become a rare disease today, we owe it to the efforts of Emil von Behring, who discovered the antitoxin to cure diphtheria.,4,5,Immunocytochemistry analysis of HeLa cells detected withSTAT6 Recombinant Rabbit MAb and using (A) goat anti-rabbit as the secondary antibody (green), (B) the nuclear stain (blue)(C) stain actin (red).(D) A composite image of cells shows cytoplasmic localization of STAT6.,6,抗 体(Antibody，Ab) 由B细胞合成并分泌的一组结构类似的球蛋白，能够介导特异性体液免反应，清除所结合的抗原。,7,BCR/mIg-Ag,Plasma cells,Ab-Ag,Memory B,BCR/mIg,B 细 胞 分 泌 抗 体 示 意 图,8,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。,理解 下列分子均属于Ig : -Ab (抗体) 有结合抗原活性的Ig -BCR (B Cell Receptor) 位于B细胞膜表面， 又称作mIg (Membrane Immunoglobulin) -sIg (Secreted Immunoglobulin) 如，sIgA,9,第一节抗 体 的 结 构,10,一、抗体基本结构,11,（一）重链和轻链,12,N,C,1、重链(H链)：-由450-550个AA残基组成。 -1个Ab分子内的两条H链相同。2、轻链(L链)：-由214个AA残基组成 -1个分子内的两条L链相同。,13,结构域是Ig折叠形成的功能区,L Chain VL，CLH Chain (IgG，IgA，IgD) VH，CH1，CH2， CH3 (IgM，IgE) VH，CH1，CH2， CH3，CH4,14,3、结 构 域,Structure of IgG revealed by X-ray crystallography,免疫球蛋白折叠：约110AA组成的b桶状结构有此结构的分子即IgSF成员,15,4、类(class),IgG - IgA - a IgM - IgD - IgE - ,各类重链的名称,16,5类Ig的主要存在形式,17,18,Subclass,5、亚 类 (Subcelss),19,type,6、型 (Type),所有的Ig轻链仅此2种任何Ig分子的轻链非k即l,20,Ig 的类、亚类、型,21,（二）可变区和恒定区,22,1、V区:氨基酸序列变化较大(不同分子之间)。,2、C区:氨基酸序列变化较小(不同分子之间)。,V区的AA序列通过测定足量、相同结构的Ig获得： 多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症等病人血清中， 含有大量单一结构、无抗体活性的异常Ig。,23,Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972,Gerald Edelman 1929 -Nobel Prize in 1972,The investigators who make clear the basic structure of the Ig,24,针对不同抗原表位的抗体分子具有结构不同的抗原结合区域,1,2,3,4,正常机体含有大量不同特异性的抗体，因此是不同结构的抗体分子的混合物。,25,3、HVR/CDR: -与抗原表位直接结合的区域。 -是V区中变化最大的区域(抗体分子间比较)。 -每个HVR由6个短小区域组成(VH和VL各3个)。,26,（三）铰链区,27,N,C,铰链区 Hinge Region,-位于CH1和CH2之间 -富含脯氨酸，易于伸展、弯曲 -可调节两个HVR的距离，便于同 时结合两个表位,28,二、抗体的辅助成分,29,30,1、连接链(Joining chain，J链): -将IgA连接成2聚体。 -将IgM连接成5聚体。2、分泌片(Secretory piece, SP): -保护SIgA，抗蛋白酶水解。,31,32,三、抗体的水解片段,33,Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972,34,1、木瓜蛋白酶(Papain)水解产物： -2个 Fab(fragment of antigen-binding) -1个 Fc (fragment crystalizable) 2、胃蛋白酶(Pepsin)水解产物： -1个F(ab)2 -n个 pFc3、意义： -阐明Ig的分子结构、功能。 -制备功能性抗体片断。4、结构、功能的理解：见下页。,35,IgG水解片段的组成和功能,36,第二节抗 体 的 功 能,37,Ag Binding,Complement Binding,Binding to FcR,38,结合Ag的抗体通过Fc与FcR结合,39,抗体的主要功能,（1）中和作用（2）调理作用（3）激活补体 （4）介导ADCC,40,中 和 作 用,Ab(IgG,IgM,IgA)的V区/HVR (Fab段) 结合Ag(表位)，封闭病原体分子， 阻止其功能发挥。 -中和毒素（细菌等产生） -阻断病原体入侵（吸附机体细胞）,41,调理作用(调理吞噬作用),-Ab(IgG)的V区/HVR (Fab)结合Ag-Fc段结合吞噬细胞的FcR(IgGFcR即FceR)-促进吞噬:捕获、吞噬、杀伤、清除,42,-主要IgG(IgG1,IgG2,IgG3)和IgM介导-Ab-Ag结合使CH2、CH3构型改变，暴露补体(C1q)结合位点，启动补体的激活(经典途径)。-补体的多种效应功能，作用于Ab识别的细胞。,激 活 补 体,43,-Ab(IgG)的V区/HVR(Fab)结合Ag-Fc段结合NK细胞的FcR(IgGFcR即FceR)-使非特异性NK细胞，特异性杀伤靶细胞,ADCC,44,第四节各类抗体的特性与功能,45,46,SIgA的产生和分泌,47,Secreted IgA is transported through epithelial cells by the poly-Ig receptor,SIgA is transported into the intestinal lumen by an IgA specific Fc receptor,48,成熟B细胞的BCR (IgD,IgM),B,49,50,Primary and Secondary Humoral Responses,天 数,0 7 14 21 28 35 42,100000 10000 1000 100 10 1 0,抗原特异性血清抗体滴度（Log）,IgG,51,52,FcRn transmit IgG throughplacental or intestinal cells,*FcRn: FcgR, intracellular trafficking receptor n: neonate,53,54,Primary and Secondary Humoral Responses,天 数,0 7 14 21 28 35 42,100000 10000 1000 100 10 1 0,抗原特异性血清抗体滴度（Log）,IgG,早期抗感染重要,宫内感染指标：-个体发育中最早产生-不能穿过胎盘屏障（不能来自母体）,早期感染指标,55,10个抗原结合位点（抗原结合价：10价）,单个IgM分子即可激活补体,56,未成熟B细胞的BCR (IgM),IgD尚未表达至膜表面,57,多克隆抗体 单克隆抗体基因工程抗体,第五节人工制备抗体,58,一、单克隆抗体(mAb),【概念】由单一克隆B细胞杂交瘤产生的， 只识别抗原分子某一特定抗原表位的特异 性抗体。【制备原理】两种细胞融合成的杂交瘤具 有两个特性： 体内、外无限增殖(骨髓瘤细胞特性)。 分泌单一表位特异性Ab(免疫后单个B 细胞特性)。,59,mAb的特点 单一表位特异性（单克隆） 结构均一（如，类、亚类） 纯度高（杂交瘤可无限扩增） 制备成本低（体内、外均可）,60,特点： 单一表位特异性 结构均一 纯度高 制备成本低,61,mAb的制备过程示意图,62,基 因 工 程 抗 体,在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。 人-鼠嵌合抗体(chimeri