第六版免疫学课件04抗体.ppt

抗体 抗体的发现 EmilvonBehring 埃米尔 冯 贝林 1854 1917 发现抗毒素并治愈白喉患者 白喉杆菌 上百只病死 白喉毒素 分别抽取血液分离血清 分别向两只试管内加入白喉毒素 基本概念抗体的结构抗体的多样性和免疫原性抗体的功能各类抗体的特性和功能人工制备抗体 内容 基本概念 抗体 antibody Ab 是B淋巴细胞或记忆B细胞接受抗原激活后增殖分化为浆细胞所产生的能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白 B P Ag Ab 特异性结合 Ab活性 分布 血清 组织液 外分泌液及某些细胞膜表面 免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白 两种存在形式 分泌型 secretedimmunoglobulin sIg 体液 介导体液免疫应答 膜型 membraneimmunoglobulin mIg B细胞膜 抗原受体 BCR 基本概念 基本概念 凝胶电泳法 球蛋白 丙种球蛋白 胎盘球蛋白 抗体分子 5 抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都是抗体 基本概念 Ab与Ig的关系 Ig是化学结构的概念 Ab是生物学功能上的概念 6 第一节抗体的结构 StructureofAbMolecules 一 基本结构 恒定区 constantregion C区 铰链区 hingeregion 三个区 五个区 可变区 variableregion V区 超变区 hypervariableregion HVR 骨架区 frameworkregion FR 免疫球蛋白的结构 基本结构4条肽链通过二硫键连接形成 Y 字形结构 两对链 重链 heavychain H 2条轻链 lightchain L 2条 N端 C端 互补决定区 complementaritydeterminingregion CDR 7 结构域 功能区 免疫球蛋白的结构 抗体分子每条多肽链分别由2 5个约含110个aa折叠形成的球形结构域 具有不同的生物学功能 又称为功能区 轻链包括VL和CL两个结构域 重链含有1个VH和3 4个CH结构域 结构域 功能区 免疫球蛋白的结构 一 重链和轻链二硫键连接 Heavy lightchains 重链 Heavychain H链 根据恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为 重链分 Ig分 IgAIgGIgDIgEIgM 免疫球蛋白的结构 根据重链C区氨基酸组成和排列顺序的不同 Ig分为五类 class IgG gamma IgA alpha IgM mu IgD delta IgE epsilon 8 subclass 轻链 lightchain L链 根据恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为两型 type 正常人血清免疫球蛋白 2 1小鼠 20 1 过多 B细胞瘤根据 C区个别氨基酸差异 分为四个亚型subtype 可变区 V区 N 末端1 2L链 1 4 或1 5 H链氨基酸序列变化较大VLVH超 高 变区 HVR 骨架区 FR 免疫球蛋白的结构 9 二 可变区与恒定区 Variable constantregions 超 高 变区 hypervariableregion HVR 亦称为互补决定区 complimentaritydeterminingregion CDR CDR1 CDR2 CDR3共同构成Ag结合部位 骨架区 Frameworkregion FR 维持超 高 变区的空间构型 免疫球蛋白的结构 11 超变区 互补决定区 骨架区 CDR 包括CDR1 CDR2 CDR3 抗原结合部位 免疫球蛋白的结构 12 抗原 B细胞表位 抗体CDR 表位 恒定区 C区 C 末端1 2L链 3 4 4 5 H链氨基酸序列相对稳定CLCH 同一种属的不同个体 针对不同抗原所产生的同一类别Ab 其免疫原性相同 3铰链区 Hingeregion 位于Y形分子拐角处即在CH1和CH2之间 特点 1 含大量脯氨酸变构 有利于Ab与Ag的结合有利于暴露补体结合位点2 对蛋白酶敏感 免疫球蛋白的结构 13 免疫球蛋白的结构 14 不同类或亚类的Ab铰链区不尽相同 IgG1 IgG2 IgG4和IgA 较短 IgG3和IgD 较长 IgM IgE 无 Ig分子结合抗原前后的构象变化 免疫球蛋白的结构 二 抗体的辅助成分连接链 joiningchain J链 分泌片 secretorypiece SP 又称分泌成分 secretorycomponent SC 18 免疫球蛋白的结构 IgA IgM 19 J链 joiningchain 富含半胱氨酸 cysteine 的多肽链 浆细胞合成 将Ig连接为二聚体或多聚体 分泌片 secretorypiece SP 又称分泌成分 secretorycomponent SC 免疫球蛋白的结构 IgA分子辅助成分 含糖肽链 由黏膜上皮细胞合成和分泌 结合于IgA二聚体上 形成分泌型IgA SIgA 分泌片保护分泌型IgA免受蛋白水解酶降解作用 并介导从黏膜下通过黏膜等细胞转运到黏膜表面 免疫球蛋白的结构 三 抗体分子的水解片段 20 免疫球蛋白的结构 木瓜蛋白酶 Papain IgGFab段 fragmentofantigenbinding 抗原结合片段 Fc段 fragmentcrystallizable 可结晶片段 胃蛋白酶 Pepsin IgGF ab 2pFc 21 第二节抗体的多样性和免疫原性 不同抗原或同一种抗原刺激B细胞产生免疫球蛋白 在特异性及其类型等方面不尽相同 不同抗原表位刺激机体产生不同类型免疫球蛋白 识别抗原特异性不同 重链和轻链型别也有差异 不同抗原表位刺激诱导产生同类免疫球蛋白 其识别抗原特异性也不同 免疫球蛋白的血清型 同种型 isotype 同种异型 allotype 独特型 idiotype 22 免疫球蛋白的免疫原性Ig分子上含有3类不同抗原表位 分别为 同种型 isotype VH CH1 CH2 CH3 CH4 VL CL 由C区决定 同一种属所有个体免疫球蛋白共有的抗原表位 Ig的C区 免疫球蛋白的血清型 23 免疫球蛋白的类型 一 类Ig重链C区含抗原表位不同IgG IgA IgM IgD IgE 二 亚类同一类Ig重链的抗原性及二硫键数目和位置不同IgG1 4 IgA1 2 IgM1 2 三 型Ig轻链抗原表位不同 型 四 亚型同一型免疫球蛋白 根据其轻链C区N端氨基酸排列的差异 例如 链190氨基酸为亮氨酸OZ 1精氨酸OZ 2154氨基酸甘氨酸Kern 3 丝氨酸Kern 4 VH CH1 C VL CL 同一种属不同个体间免疫球蛋白具有特异性不同的抗原表位 CH和CL 同种异型 allotype 免疫球蛋白的血清型 24 由超变区决定 独特型 idiotype 免疫球蛋白的血清型 在同一个体内 不同B细胞所产生的Ig分子V区具有特异性不同的抗原表位 25 第三节抗体的功能 V区的功能 识别并特异性结合AgAb结合抗原表位的个数称为抗原结合价实际意义 体内中和效应 如中和毒素和病毒 清除病原体等 体外有利于Ag或Ab的检测和功能的判断 26 C区的功能激活补体系统 IgG IgM IgM IgG1 3 2 Ag 补体经典途径pIg AEG4 旁路途径结合细胞表面Fc受体 IgGAE 调理吞噬作用 opsonization 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 antibody dependentcell mediatedcytotoxicity ADCC 介导超敏反应 型 型和 型超敏反应 穿过胎盘和粘膜 免疫球蛋白的功能 27 抗体的中和作用 抗体的调理作用 Fc R 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 antibody dependentcell mediatedcytotoxicity Ab Effectorcell Targetcell 表达Fc受体的细胞 NK M 中性粒细胞 通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的的靶细胞 介导ADCC 经典途径激活补体 调理吞噬作用 靶细胞 介导 型超敏反应 滋养层细胞 新生Fc段受体 FcRn neonatalFcR 免疫球蛋白的功能 轻链 VL CL重链 VH CH1 CH2 CH3 IgG IgA和IgD 多一个CH4 IgM和IgE 免疫球蛋白各功能区的功能 各功能区的功能 17 IgG IgM IgA IgE IgD 第四节各类抗体的特性和功能 29 IgG分子的四种亚型 IgG1 IgG4 IgG3 IgG2 各类免疫球蛋白的特性和功能 主要以单体形式存在 抗原结合价为2价出生后3个月开始合成 3 5岁接近成人血清中含量最高 占血清总Ig的75 80 产生比较晚 是再次应答的主要抗体半衰期最长 t 23天 分布最广 易通过毛细血管壁 是血管外的主要抗体唯一能通过胎盘的Ig 新生儿抗感染免疫起重要作用激活补体 IgG1 3 经典 IgG4 替代 结合细胞 吞噬细胞 调理作用NK细胞 吞噬细胞 介导ADCC结合SPA 协同凝集实验 特性 又称为胎盘球蛋白 新生儿抗感染免疫的重要抗体介导II III型超敏反应介导自身免疫 功能 抗感染的主要抗体 IgG四个亚类的特点 IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 血清含量 占IgG的百分比 702064血清半衰期 天 2323723通过胎盘 固定补体 结合Fc受体 IgM J链 分泌型IgM 膜型IgM mIgM IgaIgb IgaIgb 各类免疫球蛋白的特性和功能 B 31 IgM Membrane boundIgM 特性 又称巨球蛋白分子量最大 以五聚体形式存在 抗原结合价为5价出现最早的Ig 胚胎末期 分布局限 几乎都在血管内通过经典途径激活补体 功能 抗感染的先锋抗体 早期抗感染 早期诊断依据抗菌作用最强 500 1000 IgG 天然血型抗体宫内感染的诊断依据只表达mIgM是未成熟B细胞的标志 各类免疫球蛋白的特性和功能 33 IgAdimer IgA 血清型 单体分泌型 双体 特点 以二聚体形式存在 抗原结合价为四价生后半年左右合成sIgA通过母乳被动转移给新生儿 分布 唾液 泪液 乳汁以及呼吸道 消化道和泌尿生殖道的分泌液中 功能 粘膜局部抗感染的主要抗体 阻止病原体粘附于粘膜细胞中和病毒和外毒素 各类免疫球蛋白的特性和功能 IgD单体分子 存在形式 分泌型 血清中 功能不清 膜结合型IgD mIgD B细胞表面 抗原受体 BCR 是B细胞成熟的重要标志 34 各类免疫球蛋白的特性和功能 IgE 亲细胞抗体 血清中含量最低 但在超敏反应性疾病和某些寄生虫感染者血清中特异性IgE显著提高种系发育过程中出现最晚 呼吸道和胃肠道等处的粘膜固有层浆细胞产生 介导I型超敏反应 刺激肥大细胞和嗜碱性粒细胞 35 结构 功能 介导I型超敏反应 嗜酸性粒细胞有IgE的FcR 嗜酸性粒细胞通过此受体结合包被在蠕虫上的IgE的Fc段 最终杀死寄生虫 抗寄生虫感染 人类各类免疫球蛋白分子的特性 P36 多克隆抗体 polyclonalantibody PcAb 单克隆抗体 monoclonalantibody McAb 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决定簇的具有高度特异性的抗体 基因工程抗体 geneticengineeringantibody 第五节人工制备抗体 多克隆抗体 polyclonalantibody 概念 指由多种抗原表位刺激不同B细胞克隆产生的多种抗体混合物 即免疫血清 含多种特异性抗体 实际意义 诊断 如 肥达氏反应治疗 如 破伤风抗毒素血清预防 如 破伤风抗毒素血清 36 多克隆抗体的获得途径 动物免疫血清 恢复期患者血清 免疫接种人群多克隆抗体的优点 作用全面 来源广泛 容易制备 具有中和抗原 免疫调理ADCC CDC等作用全面的优势 多克隆抗体的缺点 特异性不高