医学免疫学课件 04 抗体

第四章

免疫球蛋白1972年诺贝尔生理医学奖内容提要概述免疫球蛋白的结构抗体的抗原性抗体的功能五类免疫球蛋白的特性人工制备抗体抗体的发现和研究历史：1889年：绿脓杆菌

感染动物血清

凝集反应（凝集素）

1890年(Behring):白喉类毒素免疫动物血清绿脓杆菌白喉毒素中和毒素(抗毒素)

并发现在血清蛋白中主要是r-球蛋白（丙种球蛋白）具有抗体活性。

1972年，获得诺贝尔生理医学奖。抗体(antibody，Ab)凝集素抗毒素溶菌素沉淀素1930年发现：血清蛋白电泳图谱显示albuminglobulinabgabgabgnonimmuneserumimmunizedserumimmunizedserum

wasincubatedwiththeantigen概念1.抗体（antibody,Ab）功能性概念是介导体液免疫的重要效应分子。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，通过与相应抗原特异性结合发挥体液免疫功能。

2.免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）结构性概念

具有抗体活性或

化学结构与抗体相似的球蛋白。存在形式

BCR－膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）抗体－分泌型（secretedimmunoglobulin,sIg）

理化性质

属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在球蛋白，具有抗原性。CKRCRcomplementcytokine二、Ig的结构(IgG为例)重链与轻链(HorL)可变区和恒定区(VorC)超变区与骨架区(HVRorFR)铰链区，J链和分泌片结构域水解片段结构基本结构*两条相同的重链+两条相同的轻链分类和分型（1）根据重链氨基酸组成、序列及结构的差异，将Ig分为五类：IgM(µ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgD(δ)、IgE(ε)亚类：IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4IgA：IgA1,IgA2

（2）分两型：根据轻链氨基酸组成、序列及结构的差异，可将轻链分为两型：κ和λ型N端C端可变区和恒定区1.可变区（variableregion，V区）：位于Ig分子N端，占轻链1/2和重链1/4或1/5；决定抗体与抗原结合的特异性。HVR=CDR*超变区（HVR）：在VL和VH中，某些特定位置的氨基酸残基的排列顺序高度可变。轻、重链各有3个HVR。*互补决定区（CDR）：超变区乃抗体与抗原（表位）特异性结合的位置。*骨架区（FR）：V区中非HVR部位。VH和VL各有4个FR。2.恒定区（constantregion,C区)：位于Ig分子的C端，占轻链1/2和重链3/4或4/5。在同一种属中，同一类重链和同一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定。介导Ig多种生物学功能。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，有利于IgV区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。其它成分

J链（joiningchain）分泌片（secretorypiece,sp）水解片段功能区Flexibilityofimmunoglobulins1.连接链（joiningchain，J链）：IgM五聚体，IgA双聚体2.分泌片（secretorypiece,SP）：SIgA

免疫球蛋白的水解片段

1.木瓜蛋白酶（Papain）（将重链于近氨基端切断）

Fab段（fragmentofantigen-binding，抗原结合片段）：Fab段可以与抗原结合，具有抗体的活性。

Fc段（fragmentcrystalizable，可结晶片段）：异种间免疫有抗原性

2.

胃蛋白酶（Pepsin）（将重链于近羧基端切断）F(ab’)2：可结合2个抗原表位。pFc’：无生物学活性。3.意义：阐明Ig分子生物学作用。

免疫球蛋白的结构域Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能，故称为功能区（domain）。VH和VL：与抗原特异性结合的部位；CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记；IgG的CH2、IgM的CH3：补体C1q结合点激活补体经典途径；IgG的CH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR不同生物学效应与抗原特异性结合的部位某些同种异型遗传标记结合补体结合FcR三、免疫球蛋白的异质性不同抗原表位刺激所产生不同的抗体分子，其识别抗原的特异性不同（V区不同）同一抗原表位诱生的不同类型的抗体，其识别抗原的特异性相同（C区不同）免疫球蛋白有不同种类免疫球蛋白同时可作为抗原，其具有不同的抗原特异性免疫球蛋白具有抗原性Ig的血清型同种型（isotype）指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志，位于Ig的C区。同种异型（allotype）指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同的抗原特异性标志，位于Ig的C区。独特型（idiotype）指同一个体不同B细胞克隆产生的Ig分子所特有的抗原特异性标志，独特型由若干个抗原决定簇组成，主要存在于V区。免疫网络学说1972年Jerne根据现代免疫学对抗体分子独特型的认识，提出了免疫网络学说，获1984年诺贝尔医学奖。

在抗原刺激发生之前，机体处于一种相对的免疫稳定状态，当抗原进入机体后打破了这种平衡，导致了特异性抗体（Ab1）的产生，当达到一定量时将引起针对Ab1分子独特型的免疫应答，即产生抗独特型Ab2。抗独特型抗体分为两种，分别针对V区的支架部位（α型，即Ab2α）和抗原结合部位（β型，即Ab2β）。Ab2β与抗原决定基结构相似，并能与抗原竞争性地和Ab1结合，因而β型抗独特型抗体被称为抗原的内影像（internalimage）。抗独特型抗体作为一种负反馈因素，对特异性抗体的分泌起抑制作用。四、免疫球蛋白的生物学功能V区的功能与抗原特异性结合；

中和作用：阻止病毒、中和细菌毒素；NeutralizationByAntiviralAntibodiesBacterial‘Neutralization’ByAbC区的功能

激活补体

IgM、IgG1~3

激活补体经典途径

IgA、IgE或IgG4

激活补体旁路途径与细胞表面FcR结合

1）调理作用：IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合促吞噬；

2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)3)介导I型超敏反应穿过胎盘和粘膜：IgG通过胎盘；sIgA穿过粘膜的功能参与免疫应答的调节介导I型超敏反应(IgE)hypersensitivityAg五、Ig的特性和功能IgGIgMIgAIgDIgEIgG的特性和功能出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人水平；血清中的主要抗体成分（75-80%）；半衰期长；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（IgG3>IgG1>IgG2）；具有调理作用、ADCC作用和结合SPA(葡萄球菌蛋白A)等；参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG多IgM的特性和功能分子量最大，为五聚体，称为巨球蛋白；发育早，个体发育最先出现，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；未成熟B细胞仅表达mIgM，记忆B细胞mIgM消失。替代轻链VHDHJHDHJHVLJLIgMIgDIgMB220不成熟B细胞前B细胞B祖细胞成熟B细胞轻链基因重链基因RAG-1/2轻链膜型重链VHDHJHDHJHVHDHJHVHDHJHVLJLVLJL++--mmm+dkorlkorl替代轻链Vpre-B+l5胚系k+lVpre-B+l5胚系k+l

B细胞发育过程--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。调理吞噬、中和毒素初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用IgD的特性和功能血清中含量低（0.2%），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mIgDmIgMmIgD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FcεR结合，介导I型超敏反应。与抗寄生虫免疫有关。六、人工制备抗体

1.多克隆抗体(polyclonalantibody,PAb)：

一种天然抗原通常具有多个表位，可刺激多个B细胞克隆发生免疫应答，产生的抗体为针对多个表位的多克隆抗体。

2.单克隆抗体(monoclonalantibody,McAb)：

由一个克隆B细胞产生，只作用于某一抗原决定簇的均一抗体。多克隆抗体单克隆抗体抗原表位分离血清分离脾细胞杂交选择浆细胞骨髓瘤细胞杂交瘤克隆单克隆和多克隆抗体的比较和用途特异性敏感性均一性McAbPcAb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，了解细胞分化等4、制备生物导弹用于肿瘤的定位诊断和临床治疗。5、抗T细胞、抗IL－2McAb防治器官