医学免疫学教学课件-第四章免疫球蛋白

第四章抗体张文辉温州医科大学检验医学院免疫教研室温州医科大学附属第一医院检验科免疫室.第四章抗体张文辉.1抗体（Antibody,Ab）

是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能。是介导体液免疫的重要效应分子，主要存在于血清等体液中。Definition:Glycoproteinmoleculesthatareproducedbyplasmacellsinresponsetoanimmunogenandwhichfunctionasantibodies.抗体（Antibody,Ab）是B细胞接受抗原刺激21890年，Behring和北里在德国Koch实验室从豚鼠体内发现了第一种抗体：

白喉抗毒素，从而挽救了成千上万的白喉患儿。死亡率从60%降到26%。获1901年的第一届诺贝尔奖Ab的发现：.1890年，Behring和北里在德国Koch实验室从3抗体与免疫球蛋白的发现（1937TiseliusandKabat）ImmuneseraNormalsera.抗体与免疫球蛋白的发现（1937TiseliusandK4免疫球蛋白（ Immunoglobulin,Ig):1.定义:是具有Ab活性或化学结构与抗体相似的球蛋白的统称。2.免疫球蛋白的存在形式：

膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）

---B细胞膜上的抗原受体；

分泌型(secretedimmunoglobulin,sIg)

---分泌进入体液,

介导体液免疫应答。AbIg免疫球蛋白.免疫球蛋白（ Immunoglobulin,Ig):Ab5第一节抗体的结构.第一节抗体的结构.6Heavy&LightChainsDisulfidebondsInter-chainIntra-chainCH1VLCLVHCH2CH3HingeRegionCarbohydrateDisulfidebond一、抗体的基本结构NH2（N端）COOH（C端）.Heavy&LightChainsCH1VLCLVHC7轻链和重链轻链（L链）

κ链λ链重链（H链）:根据其抗原性的差异，人类Ig的H链分为

重链决定Ig类及亚类链链链链链IgGIgAIgMIgDIgE正常人κ：λ≈2：1轻链决定型别

κ型λ型.轻链和重链轻链（L链）κ链8可变区和恒定区

（VariableregionandConstantregion）V区：VL、VH

可变区（V区）：氨基酸种类、排列顺序差异较大，构成抗体的多样性。恒定区（C区）

氨基酸种类、排列顺序恒定C区：CL、CH

.可变区和恒定区

（VariableregionandC9StructureoftheVariableRegion高变区Hypervariableregion

(HVR)互补决定区complimentaritydeterminingregions(CDR)HVR3FR1FR2FR3FR4HVR1HVR2VariabilityIndex257550100Aminoacidresidue150100500骨架区Frameworkregions.StructureoftheVariableRegi10互补决定区

（complementaritydeterminantregion,CDR）

抗体与抗原决定簇结合的位置，又称为高变区（HVR），也是抗体分子的独特型决定簇(Idiotypesofantibodymolecules,Id)的主要存在部位。.互补决定区

（complementaritydetermi11..12铰链区（hingeregion）

位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，易发生伸展和一定程度的移动，便于抗体更好地与抗原结合;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。铰链区.铰链区（hingeregion）位于CH1和C13..14免疫球蛋白各结构域的主要功能：AgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptorsVH和VL---抗原结合部位CH1～3和CL---Ig遗传标志所在CH2(IgG)、CH3(IgM)---C1q结合部位CH2～CH3(IgG)---结合并通过胎盘CH3(IgG)---FcγR结合部位

CH4(IgE)---FcεR结合部位.免疫球蛋白各结构域的主要功能：AgBindingComp15

J链（joiningchain）

参与IgA(H2L2)2与IgM(H2L2)5连接

分泌片（secretorypiece,SP）

粘膜上皮细胞分泌保护sIgA不被蛋白酶降解介导IgA的转运

J链

J链分泌链二、抗体的辅助成分.J链（joiningchain）分泌片（secret16..17三、抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶水解裂解部位：铰链区二硫键N端侧裂解片段：2Fab+FcFcFabFab（fragmentantigenbinding）可与抗原结合的片断抗原结合价=1结合抗原后不能形成凝集或沉淀反应特异性由VH

和VL决定Fc段（fragmentcrystallizable）可结晶片段多种生物学功能.三、抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶水解裂解部位：铰链区二硫键N18裂解部位：铰链区二硫键C端侧裂解片段

F(ab´)2+pFc´胃蛋白酶水解pFc´F(ab´)2F(ab´)2

：①具双价抗体活性②能形成凝集或沉淀反应③生物制品应用pFc´：无生物学活性的小碎片。.裂解部位：铰链区二硫键C端侧裂解片段F(ab´)2+pFc19..20..21第二节抗体的多样性和免疫原性.第二节抗体的多样性和免疫原性.22每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体。多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性（即特异性）的外源因素，是免疫球蛋白异质性的物质基础。抗体的这种异质性，反映出机体对抗原精细结构的识别和应答。.每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体。.23同种型：同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志。同种异型：同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志。独特型：每个抗体分子所特有的抗原特异性标志。.同种型：同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志。.24第三节抗体的功能.第三节抗体的功能.25一、识别抗原特异性结合抗原:中和外毒素、病毒，阻止细菌粘附于宿主细胞。二、激活补体三、结合Fc受体四、通过胎盘和粘膜.一、识别抗原特异性结合抗原:中和外毒素、病毒，阻止细菌粘附于26中和作用.中和作用.27IgG分子结合抗原前后的构象变化Fab段Fc段C1q结合位点被屏障结合抗原之前

CH1

CH2暴露的C1q结合位点结合抗原之后IgMCH3区，IgGCH2区.IgG分子结合抗原前后的构象变化Fab段Fc段C1q结合位28激活补体经典途径，溶解抗原靶细胞.激活补体经典途径，溶解抗原靶细胞.29调理吞噬作用.调理吞噬作用.30ADCC.ADCC.31肥大细胞I型超敏反应.肥大细胞I型超敏反应.32..33第四节各类抗体的特性与功能.第四节各类抗体的特性与功能.34免疫球蛋白的类型Classes（类）：IgGIgAIgMIgDIgE

γ

α

μ

δ

εSubclasses(亚类)：

IgG1-4，IgA1-2,IgM1-2Type(型)：κ型λ型Subtype(亚型)(λ链)：OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)Kern(-)(或λ4)：第154位(丝氨酸).免疫球蛋白的类型Classes（类）：Kern(+)(或λ35IgG

血清中含量最高、半衰期最长的抗体唯一能通过胎盘的Ig，对新生儿抗感染起重要作用再次应答的主要抗体具有多种功能：①结合、凝集抗原②中和细菌毒素、中和病毒③激活补体④调理吞噬⑤ADCC.IgG血清中含量最高、半衰期最长的抗体.36分子量最大的Ig（五聚体，有4个CH结构域）在个体发育过程中最早出现的抗体（胚胎发育晚期即可出现）初次应答的主要抗体，近期感染的指标激活补体、裂解细菌、调理吞噬等作用均比IgG更有效

不能通过胎盘血清IgM是五聚体结构，膜型IgM（serfaseIgM，sIgM）是单体结构。sIgM是BCR。IgM.分子量最大的Ig（五聚体，有4个CH结构域）IgM.37IgM

J链IgM抗体结构分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgb

IgaIgb.IgMJ链IgM抗38分泌型IgA：①由两个IgA单体与J链和分泌片结合而成二聚体结构；②是人体外分泌液中的主要抗体；③由黏膜相关淋巴组织（MALT）产生，对防御病原微生物入侵起重要作用，又称为局部防御性抗体。在粘膜局部抗感染中发挥重要作用。

IgA

J链分泌链

有两型：血清IgA（单体）和分泌型IgA（二聚体）。.分泌型IgA：①由两个IgA单体与J链和分泌片结合而成二聚39

IgD分子的结构IgD1、血清IgD含量低。2、膜型IgD存在于成熟B细胞表面，为BCR，是B细胞成熟的标志。.IgD分子的结构IgD1、血清IgD含量低。.40

IgE分子的结构IgE血清含量最低IgE没有铰链区，有4个CH结构域（CH1～4）CH2、CH3能够与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE-Fc受体结合，介导Ⅰ型超敏反应。.IgE分子的结构IgE血清含量最低.41

调理吞噬+++++6？？.调理吞噬+++++642第五节人工制备抗体.第五节人工制备抗体.43多克隆抗体（polyclonalantibody）

指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）。实际意义：（1）预防、治疗感染性疾病，如：破伤风抗毒素血清抗破伤风，胎盘球蛋白抗病毒感染等，副作用：超敏反应（2）临床诊断，如：肥达氏反应---伤寒、副伤寒，缺点：特异性差。.多克隆抗体（polyclonalantibody）44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特异性抗体。特点：具有高度均一性。杂交瘤细胞：骨髓瘤细胞---无限增殖；免疫B细胞---合成、分泌特异性抗体。杂交瘤技术---HAT培养基：次黄嘌(H),氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。.单克隆抗体（monoclonalantibody,McA45次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶胸腺嘧啶激酶氨基喋呤利用谷氨酰胺或单磷酸尿苷酸在二氢叶酸还原酶的催化下来合成DNA.次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶胸腺嘧啶激酶氨基喋呤利用谷氨46基因工程抗体(geneticengineering

antibody)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。

如：人-鼠嵌合抗体(chimericantibody)

改型抗体

(reshapedhumanizedantibody)

小分子抗体：Fab片段

Fc片段

Fv片段

双特异性抗体(bispecificantibody)：如：Ig-融合蛋白，抗体导向酶等。.基因工程抗体(geneticengineeringan47..48思考题一、名词解释：抗体（Ab）免疫球蛋白（Ig）Ig超变区Ig可变区

Ig恒定区CDR

FabFc单克隆抗体

二、问答题：1、试述抗体分子的分子结构、功能区和酶解片断。2、

简述抗体的主要生物学功能。3、

简述五类Ig分子的特性及功能。4、

抗体分子的Fc受体主要有哪些？各有何作用？.思考题一、名词解释：抗体（Ab）免疫球蛋白（Ig）49

“三明治样”立体结构抗体分子的二级结构免疫球蛋白折叠免疫球蛋白超家族（IgSF）.“三明治样”立体结构抗体分子的二级结构免疫球50第四章抗体张文辉温州医科大学检验医学院免疫教研室温州医科大学附属第一医院检验科免疫室.第四章抗体张文辉.51抗体（Antibody,Ab）

是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能。是介导体液免疫的重要效应分子，主要存在于血清等体液中。Definition:Glycoproteinmoleculesthatareproducedbyplasmacellsinresponsetoanimmunogenandwhichfunctionasantibodies.抗体（Antibody,Ab）是B细胞接受抗原刺激521890年，Behring和北里在德国Koch实验室从豚鼠体内发现了第一种抗体：

白喉抗毒素，从而挽救了成千上万的白喉患儿。死亡率从60%降到26%。获1901年的第一届诺贝尔奖Ab的发现：.1890年，Behring和北里在德国Koch实验室从53抗体与免疫球蛋白的发现（1937TiseliusandKabat）ImmuneseraNormalsera.抗体与免疫球蛋白的发现（1937TiseliusandK54免疫球蛋白（ Immunoglobulin,Ig):1.定义:是具有Ab活性或化学结构与抗体相似的球蛋白的统称。2.免疫球蛋白的存在形式：

膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）

---B细胞膜上的抗原受体；

分泌型(secretedimmunoglobulin,sIg)

---分泌进入体液,

介导体液免疫应答。AbIg免疫球蛋白.免疫球蛋白（ Immunoglobulin,Ig):Ab55第一节抗体的结构.第一节抗体的结构.56Heavy&LightChainsDisulfidebondsInter-chainIntra-chainCH1VLCLVHCH2CH3HingeRegionCarbohydrateDisulfidebond一、抗体的基本结构NH2（N端）COOH（C端）.Heavy&LightChainsCH1VLCLVHC57轻链和重链轻链（L链）

κ链λ链重链（H链）:根据其抗原性的差异，人类Ig的H链分为

重链决定Ig类及亚类链链链链链IgGIgAIgMIgDIgE正常人κ：λ≈2：1轻链决定型别

κ型λ型.轻链和重链轻链（L链）κ链58可变区和恒定区

（VariableregionandConstantregion）V区：VL、VH

可变区（V区）：氨基酸种类、排列顺序差异较大，构成抗体的多样性。恒定区（C区）

氨基酸种类、排列顺序恒定C区：CL、CH

.可变区和恒定区

（VariableregionandC59StructureoftheVariableRegion高变区Hypervariableregion

(HVR)互补决定区complimentaritydeterminingregions(CDR)HVR3FR1FR2FR3FR4HVR1HVR2VariabilityIndex257550100Aminoacidresidue150100500骨架区Frameworkregions.StructureoftheVariableRegi60互补决定区

（complementaritydeterminantregion,CDR）

抗体与抗原决定簇结合的位置，又称为高变区（HVR），也是抗体分子的独特型决定簇(Idiotypesofantibodymolecules,Id)的主要存在部位。.互补决定区

（complementaritydetermi61..62铰链区（hingeregion）

位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，易发生伸展和一定程度的移动，便于抗体更好地与抗原结合;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。铰链区.铰链区（hingeregion）位于CH1和C63..64免疫球蛋白各结构域的主要功能：AgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptorsVH和VL---抗原结合部位CH1～3和CL---Ig遗传标志所在CH2(IgG)、CH3(IgM)---C1q结合部位CH2～CH3(IgG)---结合并通过胎盘CH3(IgG)---FcγR结合部位

CH4(IgE)---FcεR结合部位.免疫球蛋白各结构域的主要功能：AgBindingComp65

J链（joiningchain）

参与IgA(H2L2)2与IgM(H2L2)5连接

分泌片（secretorypiece,SP）

粘膜上皮细胞分泌保护sIgA不被蛋白酶降解介导IgA的转运

J链

J链分泌链二、抗体的辅助成分.J链（joiningchain）分泌片（secret66..67三、抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶水解裂解部位：铰链区二硫键N端侧裂解片段：2Fab+FcFcFabFab（fragmentantigenbinding）可与抗原结合的片断抗原结合价=1结合抗原后不能形成凝集或沉淀反应特异性由VH

和VL决定Fc段（fragmentcrystallizable）可结晶片段多种生物学功能.三、抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶水解裂解部位：铰链区二硫键N68裂解部位：铰链区二硫键C端侧裂解片段

F(ab´)2+pFc´胃蛋白酶水解pFc´F(ab´)2F(ab´)2

：①具双价抗体活性②能形成凝集或沉淀反应③生物制品应用pFc´：无生物学活性的小碎片。.裂解部位：铰链区二硫键C端侧裂解片段F(ab´)2+pFc69..70..71第二节抗体的多样性和免疫原性.第二节抗体的多样性和免疫原性.72每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体。多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性（即特异性）的外源因素，是免疫球蛋白异质性的物质基础。抗体的这种异质性，反映出机体对抗原精细结构的识别和应答。.每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体。.73同种型：同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志。同种异型：同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志。独特型：每个抗体分子所特有的抗原特异性标志。.同种型：同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志。.74第三节抗体的功能.第三节抗体的功能.75一、识别抗原特异性结合抗原:中和外毒素、病毒，阻止细菌粘附于宿主细胞。二、激活补体三、结合Fc受体四、通过胎盘和粘膜.一、识别抗原特异性结合抗原:中和外毒素、病毒，阻止细菌粘附于76中和作用.中和作用.77IgG分子结合抗原前后的构象变化Fab段Fc段C1q结合位点被屏障结合抗原之前

CH1

CH2暴露的C1q结合位点结合抗原之后IgMCH3区，IgGCH2区.IgG分子结合抗原前后的构象变化Fab段Fc段C1q结合位78激活补体经典途径，溶解抗原靶细胞.激活补体经典途径，溶解抗原靶细胞.79调理吞噬作用.调理吞噬作用.80ADCC.ADCC.81肥大细胞I型超敏反应.肥大细胞I型超敏反应.82..83第四节各类抗体的特性与功能.第四节各类抗体的特性与功能.84免疫球蛋白的类型Classes（类）：IgGIgAIgMIgDIgE

γ

α

μ

δ

εSubclasses(亚类)：

IgG1-4，IgA1-2,IgM1-2Type(型)：κ型λ型Subtype(亚型)(λ链)：OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)Kern(-)(或λ4)：第154位(丝氨酸).免疫球蛋白的类型Classes（类）：Kern(+)(或λ85IgG

血清中含量最高、半衰期最长的抗体唯一能通过胎盘的Ig，对新生儿抗感染起重要作用再次应答的主要抗体具有多种功能：①结合、凝集抗原②中和细菌毒素、中和病毒③激活补体④调理吞噬⑤ADCC.IgG血清中含量最高、半衰期最长的抗体.86分子量最大的Ig（五聚体，有4个CH结构域）在个体发育过程中最早出现的抗体（胚胎发育晚期即可出现）初次应答的主要抗体，近期感染的指标激活补体、裂解细菌、调理吞噬等作用均比IgG更有效

不能通过胎盘血清IgM是五聚体结构，膜型IgM（serfaseIgM，sIgM）是单体结构。sIgM是BCR。IgM.分子量最大的Ig（五聚体，有4个CH结构域）IgM.87IgM

J链IgM抗体结构分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgb

IgaIgb.IgMJ链IgM抗88分泌型IgA：①由两个IgA单体与J链和分泌片结合而成二聚体结构；②是人体外分泌液中的主要抗体；③由黏膜相关淋巴组织（MALT）产生，对防御病原微生物入侵起重要作用，又称为局部防御性抗体。在粘膜局部抗感染中发挥重要作用。

IgA

J链分泌链

有两型：血清IgA（单体）和分泌型IgA（二聚体）。.分泌型IgA：①由两个IgA单体与J链和分泌片结合而成二聚89

IgD分子的结构IgD1、血清IgD含量低。2、膜型IgD存在于成熟B细胞表面，为BCR，是B细胞成熟的标志。.IgD分子的结构IgD1、血清IgD含量低。.90

IgE分子的结构IgE血清含量最低IgE没有铰链区，有4个CH结构域（CH1～4）CH2、CH3能够与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE-Fc受体结合，介导Ⅰ型超敏反应。.IgE分子的结构IgE血清含量最低.91

调理吞噬+++++6？？.调理吞噬+++++692第五节人工制备抗体.第五节人工制备抗体.93多克隆抗体（polyclonalantibody）

指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。