四川大学医学免疫学知识梳理

四川大学医学免疫学知识梳理内容提要概述免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的生物学特性各类免疫球蛋白的特性与功能人工制备抗体EmilvonBehring(1845-1917)抗体的历史四川大学医学免疫学知识梳理概念抗体（antibody,Ab），是介导体液免疫的重要效应分子,是B细胞接受抗原刺激活化增殖分化为浆细胞所产生，能特异性识别,结合和清除相应抗原的,具有免疫功能的球蛋白.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（immunoglobulin，Ig）.四川大学医学免疫学知识梳理免疫球蛋白的类型分泌型（secretedIg，sIg）膜型（membraneIg，mIg）:BCR四川大学医学免疫学知识梳理Tiselius,1937电泳分离四川大学医学免疫学知识梳理与抗体有关的诺贝尔奖获得者1901vonBering血清治疗1908Ehrlich&Metchnikoff抗体生成、吞噬1972Edelman&Porter抗体分子结构1977Yalow放射免疫测定1984Koler,Milstein&Jerne单克隆抗体1987TonegawaIg基因结构四川大学医学免疫学知识梳理RodneyPorter1917-1985NobelPrizein1972GeraldEdelman1929--NobelPrizein1972四川大学医学免疫学知识梳理SusumuTonegamaNobelPrize1987四川大学医学免疫学知识梳理第一节免疫球蛋白的结构四川大学医学免疫学知识梳理（一）Ig的基本结构(单体)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。四川大学医学免疫学知识梳理(一)四肽链的基本结构重链约450个氨基酸，根据其结构和免疫原性的差异而分为五类：γ、α、μ、δ、ε,相应Ig：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE轻链约210个氨基酸，根据轻链恒定区抗原性不同，分为和两型。一个天然Ig分子两条轻链的型别是相同的。在不同种属的动物与链的比例不同人：2：1，小鼠：20：1四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理(二)可变区和恒定区可变区（variableregion，v）重链和轻链近N端约110个氨基酸序列的变化很大，其组成和排列有较大差异。占重链和轻链的1/4和1/2.高变区（hypervariableregion，HVR），在V区中，某些特定位置的氨基酸残基的组成和排列顺序高度可变，此为HVR/CDR,共3个，CDR3具有更高的高变程度。决定抗体的特异性,并负责识别和结合抗原;HVR还是Ig分子独特型决定基主要存在的部位。

四川大学医学免疫学知识梳理骨架区（frameworkregion，FR）V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR,共4个。四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理恒定区（constantregion，C）恒定区，近C端的其余序列，在同一种属中其氨基酸的组成或排列比较恒定。占重链和轻链的3/4和1/2.四川大学医学免疫学知识梳理结构域（domain）\功能区免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球状形结构。每个球状形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能,又叫功能区。许多膜型和分泌型分子均含有这种独特的结构,归于免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IgSF)四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理结构域的二级结构是由两个反向平行的β片层组成。每个β片层由3~5股多肽链折叠而成，两个β片层通过一个链内二硫建连接，形成一个“β桶状”或“β三明治”结构，这种结构称为免疫球蛋白折叠。轻链：VL、CL重链：VH，CH1、CH2、CH3(IgG、A、D)VH，CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、E)四川大学医学免疫学知识梳理(三)铰链区（hingeregion）位于CH1和CH2之间可转动的区，含丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，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。

IgG1,IgG2,IgG4和IgA的铰链区较短，而IgG3和IgD的铰链区较长；IgM和IgE无铰链区。四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理（二）其他结构与有关功能J链是富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理分泌片含糖肽链，是多聚免疫球蛋白受体的胞外段，由黏膜上皮细胞合成和分泌。功能保护sIgA铰链区不被蛋白水解酶降解。介导sIgA从黏膜下通过黏膜细胞转运到黏膜表面。四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理三Ig水解片段木瓜蛋白酶(papain)胃蛋白酶(pepsin)四川大学医学免疫学知识梳理木瓜蛋白酶水解水解部位在重链链间二硫键的近N端。水解为2个抗原结合片段（fragmentofantigenbinding，Fab，单价）和1个可结晶片段（fragmentcrystallizable，Fc）。四川大学医学免疫学知识梳理Fab单价结合表位,不能形成凝集反应或沉淀反应Fc与补体,FcR结合,发挥相应作用四川大学医学免疫学知识梳理胃蛋白酶水解部位在重链链间二硫键的近C端。水解为1个具有双价活性的抗原结合片段F(ab’)2(双价结合表位,可发生凝集反应或沉淀反应)和多个没有功能的片段（pFc’）。四川大学医学免疫学知识梳理第二节免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白具有同为抗体和抗原的两重特性.作为抗体,特异性结合抗原.作为抗原,可刺激不同个体甚至同一个体的B细胞分泌抗Ig的抗体.四川大学医学免疫学知识梳理同种型指同一种属所有个体Ig分子共有抗原特异性标志，为种属型标志，位于IgC区。同种异型指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性标志，为个体型标志，位于IgC区。独特型指每个Ig分子所特有的抗原特异性标志，其表位又称为独特位，存在于IgV区。四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理Ig与抗原结合的CDR及Ig的独特型表位指的是IgV区的同一个结构.分别按照功能,该区的免疫原性,结构特点阐述。四川大学医学免疫学知识梳理第三节免疫球蛋白的生物学特性四川大学医学免疫学知识梳理V区的功能特异性识别和结合抗原:中和毒素,阻断病原体入侵;成熟B细胞表面的IgM和IgD与相应抗原结合，诱导免疫应答。四川大学医学免疫学知识梳理中和毒素四川大学医学免疫学知识梳理中和病毒四川大学医学免疫学知识梳理中和细菌四川大学医学免疫学知识梳理C区的功能1.激活补体IgM和IgG经典途径四川大学医学免疫学知识梳理2.调理作用：IgG，促N,MΦ吞噬颗粒性抗原四川大学医学免疫学知识梳理3.ADCC:IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的IgGFcR与靶细胞表面IgG的Fc段结合，从而杀伤靶细胞四川大学医学免疫学知识梳理动画演示ADCC作用四川大学医学免疫学知识梳理4.介导Ⅰ型超敏反应四川大学医学免疫学知识梳理5.穿过胎盘:IgG选择性与FcRn(特异性IgG输送蛋白)结合,转移到滋养层细胞内,进入胎儿血液.6.参与黏膜免疫:sIgA四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理第四节各类免疫球蛋白的特性和功能四川大学医学免疫学知识梳理IgG血清中的主要抗体成分（75-80%）；半衰期长（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（IgG3>IgG1>IgG2）；具有调理作用、ADCC作用和结合SPA等；参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG。四川大学医学免疫学知识梳理IgM为五聚体，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细胞表达mIgM。四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理IgA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、中和毒素四川大学医学免疫学知识梳理IgD血清中含量低（0.2%），血清型IgD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细胞四川大学医学免疫学知识梳理IgE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亲细胞型抗体，可与肥大细胞、嗜碱粒细胞表面FcεRI结合，介导I型超敏反应。四川大学医学免疫学知识梳理

IgE与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的FcεRI结合,导致活性介质释放四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理第五节人工制备抗体四川大学医学免疫学知识梳理多克隆抗体（polyclonalantibody）大多数天然抗原含有多个不同抗原表位，导致体内多个B细胞克隆被激活并产生针对多种不同抗原表位的抗体，即多克隆抗体。来源广泛,制备容易表位特异性不高,易发生交叉反应,也不易大规模制备,动物源性引起超敏反应.四川大学医学免疫学知识梳理带有多个表位抗原针对不同表位的B细胞克隆增殖多种抗体的混合物（多克隆抗体）刺激小鼠四川大学医学免疫学知识梳理单克隆抗体

(monoclonalantibody,mAb)是指由一个只能识别一种抗原表位的B细胞克隆所产生,仅能特异性识别和结合该种抗原表位的同源,均一性抗体.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（仅针对特定抗原表位）的抗体。纯度高、特异性强、可大量生产。动物源性四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理四川大学医学免疫学知识梳理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、