微生物学与免疫学：第三章 免疫球蛋白

1、第三章 免疫球蛋白 Immunoglobulin，Ig几个概念的区别：抗体（antibody,Ab）：机体免疫系统受抗原刺激后产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。抗体在电泳时，大部分存在于区带，故有球蛋白或丙种球蛋白之称。抗体存在于血清、淋巴液、外分泌液中，因此，通常将抗体介导的血清称为抗血清或免疫血清抗体介导的免疫称为体液免疫。1968年，WHO决定：将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(Ig) Ig是一个化学功能上的概念，所有的抗体均属免疫球蛋白，但免疫球蛋白并非都是抗体。 Ig的产生 B cellAg与其受体部位特异性结合 B cell分化增殖 浆细胞 B

2、m（记忆细胞） 分泌Ab 体液免疫第一节 免疫球蛋白的分子结构由四条对称的多肽链构成的单体，两条长的肽链称重链（heavy chain，H链 ）。两条短的肽链称轻链（light chain，L链）轻链、重链间二硫键相连。 H链分成五类：、，由其组成的Ig分别称为： IgM、 IgD 、 IgG、 IgA、IgEL链分为型或型在V区中某些特定位置的AA残基更易变化，呈现极大的变异性，故称超变区（HVR）或互补决定区（CDR）V区超变区以外的部位，AA组成和排列相对保守，通常称骨架区（FR） J链（joining chain，J）由浆细胞合成的糖蛋白，是在羧基端连接Ig单体成为双体或多聚体。连接I

3、gM成为五聚体，起稳定多聚体结构及参与体内转运的作用。分泌片（secretory piece，SP）由粘膜上皮细胞合成，是SIgA的结构成分。具保护SIgA不受外分泌液中蛋白酶的破坏作用，并介导IgA的转移。Ig的其它结构J链、分泌片免疫球蛋白的功能区 Ig的H链、L链每隔110个AA残基，即由链内二硫键连接成一个能行使特定功能的球形单位，称为Ig 的功能区（domain）。 L链有VL、CL两个功能区，IgG、IgD、 IgA的H链各有1个可变区（VH）和3个恒定区（CH1、CH2、CH3）； IgM和IgE的H链各有1个可变区（VH）和4个恒定区（CH1、CH2、CH3、CH4） 免疫球蛋

4、白各功能区的功能以IgG为例说明功能区生物学功能 （1）VL、VHAg结合区（2）CH1 和CL具有部分同种异型的遗传标志（3） CH2补体C1q的结合点，参与补体激活 （4） CH3/CH4 与Fc受体结合的功能 （5） IgE 的CH3/CH4参与I型变态反应（6）铰链区张合作用，适于V区与决定簇的紧 密结合；暴露补体结合位点（ CH2 ）IgG功能区及生物学活性N端C端抗原结合部位抗原结合部位补体结合部位受体结合部位免疫球蛋白的水解片断1、水解作用 Ig Ig 木瓜蛋白酶 胃蛋白酶 2FabFc F(ab)2+pFc *Fab段具有与抗原特异性结合的功能 *Fc段保留重链的抗原性和相应功

5、能区的生物活性 2、 水解意义 Ig经酶解或抗毒素去除Fc段后，不仅可浓缩纯化，提高疗效，还可明显减少超敏反应的发生.Ig的血清型可用血清学方法测定和分析Ig的抗原性质 一）、同种型（isotype）1、类：根据同种系所有个体的Ig重链C区的抗原性分为五类： IgM()、IgG()、IgA()、IgD()、IgE() 2、亚类：同一类Ig内的AA序列及二硫键的数目： IgG：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4；IgA：IgA1和IgA2；IgM：IgM1和IgM2。3、型：根据Ig轻链C区的抗原性分：链和链4、亚型： 链、 链多种亚型。 二、同种异型（allotype） 同一种属不同个体I

6、g分子所具有的不同的抗原表位三、独特型（idiotype） 同一个体不同B细胞克隆产生的Ig分子所特有的抗原表位一、与相应抗原特异性结合免疫球蛋白的生物学活性二、激活补体Ig与相应抗原结合后，分子构型发生变化，暴露出补体结合位点，激活补体。 三、与细胞表面的FcR结合发挥生物效应1、抗体的调理作用：IgM、IgG的Fc端可与巨噬细胞、多形核白细胞的FcR结合。这些抗体分子若已经与细菌等颗粒性抗原结合，则可加强巨噬细胞的吞噬作用，此即免疫调理作用。 2、抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）：当IgG

7、与带有相应抗原的靶细胞结合后，其Fc段可与NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞的FcR结合，促使细胞毒颗粒的释放，发挥ADCC作用，导致靶细胞的溶解。 3、介导I型超敏反应： IgE为亲细胞抗体，游离状态下其Fc段即可与肥大细胞及嗜碱性粒细胞的FcR结合，使之致敏。当变应原再次进入机体时，可与上述细胞表面的IgE结合，诱发I型超敏反应。4、人的IgG Fc段能非特异地与SPA（staphylicoccus protein A）结合：在体内可阻断IgG对吞噬细胞的调理作用，在体外可用于IgG的纯化及临床检测。四、选择性传递IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白，在胎儿期抗感染免疫中发挥重要的作用IgA可通

8、过消化道、呼吸道和乳腺等上皮细胞形成分泌性IgA（SigA），分泌至粘膜表面发挥局部免疫作用。二、五类免疫球蛋白的特性P38 表3-1 IgG 1、含量：占血清总量的75-85%，单体，50%在血清中，其余在各组织细胞外液中2、亚类： IgG1、IgG2、IgG3、IgG43、合成时间、部位：出生3个月开始合成，5岁达到成人水平；半衰期为23天；唯一能通过胎盘，对防止新生儿感染起重要作用4、功能： a 主要的抗感染抗体抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫调节b 固定、激活补体通过经典途径IgM 1、含量：5%10%，最大，五聚体 2、合成时间、部位：合成最早，在胚胎晚期由脾脏合成。1岁时达到90%，不

9、能通过血管壁，几乎全在血液中，防止菌血症。3、早期诊断：抗原刺激免疫应答，先合成IgM，后出现IgG4、凝集作用、杀菌作用及激活补体作用大于IgGIgA 血清型 单体，占血清1015%，作用较弱分泌型SIgA 双聚体，广泛存在于乳汁、唾液及消化道、胃肠道及泌尿生殖道分泌液中；SIgA有双体、三体及多体结构。分子结构内有连接链（J链）及分泌片（secretory piece，Sp）。1、亚类： IgA 1、IgA2，半衰期 58天2、合成时间： 出生46个月开始合成，至青少年达到成人水平3、局部粘膜防御感染的重要因素通过阻抑 微生物和抗原物质粘附，调理吞噬，溶菌。中和毒素和病毒作用.IgD1）含

10、量 占0.3% 单体2）半衰期 3天3）功能：mIgD是B细胞分化中较早出现的mIg。正常情况下mIgM出现最早，但若仅出现mIgM，则B细胞极易形成耐受。在B细胞分化中mIgD一旦出现则意味着该B细胞将继续分化、成熟为产生IgG或IgA等抗体的B细胞。IgE1、含量： 占0.02%，单体2、半衰期： 2.5天3、合成部位、时间：合成较晚，主由鼻咽部、扁桃体、支气管、胃肠道等的粘膜固有层的浆细胞产生，这些部位是变应原进入机体的主要门户，也是许多超敏反应的好发场所。4、亲细胞性：IgE的CH4极易与组织中的肥大细胞及血液中的嗜碱性粒细胞膜上的IgE Fc R结合，与引起1型超敏反应有关。IgG、

11、IgD、IgE、血清型IgA：单体分泌型IgA：二聚体IgM：五聚体 Ig产生的一般规律1）初次免疫应答IgMIgG，滴度低，维持时间短。2）再次免疫应答主要是IgG，潜伏期短，滴度高，持续时间长。3）实际应用多次接种疫苗，加强免疫。抗体的人工制备多克隆抗体（polyclonal antibody ，PcAb） 多数天然抗原具有多种抗原决定簇，注入机体后，可刺激多个B细胞克隆发生免疫应答，产生多种相应的抗体，这种由多个克隆细胞所产生的多种抗体的混合物即多克隆抗体。也称第一代人工抗体。单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb） 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称为克隆（clone）。由一个B细胞活化、增殖、分化产生的子代细胞克隆分泌的、针对一个抗原决定簇的抗体，即由单一B细胞克隆合成的均一抗体。基因工程抗体（gene engineering antibody，GeAb） 由基因重组技术制备的抗体称为基因工程抗体，也称第三代人工抗体。 其原理是由