免疫球蛋白医学课件

医学免疫学,第四章 免疫球蛋白,本科,内容提要,概述 免疫球蛋白的结构 抗体的异质性 五类免疫球蛋白的生物学特性 免疫球蛋白基因及抗体的多样性 人工制备抗体,一、概 述 抗体 antibody Ab,是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所 产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，具有免疫功能,免疫球蛋白概念 具有抗体活性或化学结构与抗体类似的球蛋白 抗体和免疫球蛋白的关系: 抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性 抗体属于生物学功能，免疫球蛋白属于化学结构概念,基本结构 * 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子 重链与轻链 * 重链（heavy chain, H链） 两条相同的长链 约450-550氨基酸 1）根据重链恒定区抗原特异性不同，可将重链分为5种Ig为IgG、IgM、IgA、IgD、IgE。sIgG（分泌型）连接链J链连接两个单体和一个分泌片构成；IgM有连接链J链连接五个单体构成。 * 轻链（light chain, L链）两条相同的短链约214个氨基酸 1）根据轻链恒定区抗原性不同，分为和两种。一个天然的Ig 分子上轻链类型是相同的 2）在不同种属的动物与链的比例不同： 人： 2 ：1 小鼠：20 ：1,可变区和恒定区 1.可变区（variable region，V区）：位于Ig分子N端，占轻链1/2和重链1/4；决定抗体与抗原结合的特异性 2.恒定区（constant region,C区)：位于Ig 分子的C端，占轻链1/2和重链3/4。其内氨基酸数量、种类和排列顺序相对稳定，重链的三个稳定区从氨基端向羧基端排列CH1、CH2、CH3。分别具有不同的功能。,铰链区 位于CH1和CH2之间可转动的区，含丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，可使免疫球蛋白有T型变为Y型，暴露CH2,便于结合补体。,免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶(papain)水解IgG：得到两个相同的Fab段和一个Fc段,免疫球蛋白的功能,1、抗原结合片段：能特异性结合抗原，结合部位在可变区，抗体与相应抗原结合后的生物学效应因抗原性质而不同。 中和作用：外毒素与内毒素与相应抗体结合后，其与易感细胞受体结合的位点被抗体封闭，不能进入细胞内，丧失毒害感染细胞的作用。 抑制细菌吸附：存在于粘膜表面的siga与细菌特异性结合，可以阻止细菌与粘膜结合，阻断细菌定居，加快细菌的排除。,可结晶片段fc：有些抗原在于抗体结合后，需要fc段结合补体、吞噬细胞和NK 细胞，才能将抗原破坏清除。 激活补体：抗体与细胞型抗原特异结合后，抗体分子发生构型变化，由T型变为Y型，暴露补体结合点CH2区，结合补体继而激活补体，溶解抗原细胞。 结合细胞：在单核吞噬细胞、NK细胞膜上的IgG的fc受体，在肥大细胞或嗜碱性粒细胞膜上有IGE的fc受体，抗体与相应受体结合发挥不同作用。,抗体调理作用：细菌与相应抗体IgG特异结合后， IgG的fc段即可与单核吞噬细胞上的fc 受体结合，激活细胞内的调控机制，增强吞噬细胞对细菌的吞噬消化作用。参与ADCC：在NK细胞膜上的IGG的fc 受体，当细胞型抗原与相应抗体结合后， IGG的fc 受体即可与NK细胞的fc受体结合，激活NK细胞，杀伤抗原靶细胞。介导I型超敏反应：在肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面有IGE的fc受体，当IGE的fc段与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面的IGE的fc受体结合，引起I型超敏反应。 3/穿过胎盘和粘膜： IgG是人类唯一能通过胎盘的免疫球蛋白，使新生儿一出生就有了同母体基本相同的抗体水平，使其6个月的抗感染免疫力。,五、五类Ig的特性和功能,IgG的特性和功能,血清中的主要抗体成分（75-80%）；半寿期长（20-23天） 出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人水平 多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类 是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能 具有活化补体经典途径的能力（IgG3IgG1IgG2） 具有调理作用、ADCC作用等 参与型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG,IgM的特性和功能,五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白（macroglobulin） 个体发育中最先出现的Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等） 抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的Ig；血清IgM升高说明有近期感染 有强大激活补体能力和调理作用，在机体早期免疫防御中具有重要作用 天然血型抗体是IgM 未成熟B细胞仅表达mIgM，记忆B细胞mIgM消失,IgA的特性和功能,分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgA 分泌型IgA 主要由黏膜相关淋巴组织产生，存在于唾液、泪液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜表面，是机体黏膜局部抗感染免疫的重要因素 初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用 调理吞噬、中和毒素,sIgA的合成和主要作用部位在黏膜,IgD的特性和功能,血清中含量低（1%），其生物学作用尚不清楚 mIgD可作为B细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD,mIgM,mIgD,成熟B细胞,活化B细胞,未成熟B细胞,IgE的特性和功能,是血清中含量最低的Ig 主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生 属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱粒细胞表面FcR结合，介导I型超敏反应,六、人工制备抗体,多克隆抗体 单克隆抗体 基因工程抗体,克隆：由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群 多克隆抗体（polyclonal antibody, PcAb） 单克隆抗体（monoclonal antibody, McAb）,多克隆抗体 （polyclonal antibody）,用含多种抗原决定簇的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种抗体的混合物），此为多克隆抗体 来源广泛，制备容易；特异性不高,带有多个表位,针对不同表位的B细胞,克隆增殖,多种抗体的混合物 （多克隆抗体）,刺激小鼠,单克隆抗体 monoclonal antibody, mAb,由一个克隆细胞产生、只作用于某一抗原决定基的均一抗体。结构高度均一，其抗原结合部位和同种型均相同，纯度高、特异性强、效价高、无交叉反应 借助小鼠B细胞杂交瘤（hybridoma）技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗定抗原表位）的抗体 纯度高、特异性强、可大量生产,单克隆和多克隆抗体的比较和用途,特异性,敏感性,均一性,McAb,PcAb,低,差,无,高,强,有,1、用于免疫学检测，辅助临床诊断,2、McAb用于亲和层析，分离微量可溶性抗原,3、标记的McAb用于基础研究，了解细胞分