医学免疫学教学课件：第4章 抗体antibody,Ab

第四章抗体（antibody,Ab)）基本慨念1.抗体（antibody,Ab)

由B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原特异性结合，具有免疫功能的球蛋白。2.免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig)

具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。分泌型：存在于体液中，具有抗体的各种功能膜型：B细胞膜上的抗原受体

Ab是功能描述，Ig是化学结构描述；3.丙种（γ

）球蛋白一.抗体的结构(一)抗体的基本结构：四肽链结构所有Ab的基本单位都是四条肽链的对称结构。两条重链（H）和两条轻链（L）。每条重链和轻链分为氨基端和羧基端。CH1VLCLVHCH2CH3HingeRegionCarbohydrateDisulfidebond重链和轻链1)重链(heavychain,H链)

重链由450-550个氨基酸残基组成。根据重链恒定区免疫原性的不同，将重链分类：γ、α、μ、δ、ε。由它们组成的Ig分别为：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。

同一类IgG其铰链区氨基酸组成以及重链二硫健数目、位置不同，由此可将同一类Ig分为不同的亚类。如IgG：2)轻链(Lightchain,L链)由214个氨基酸残基构成。根据其结构和恒定区免疫原性不同可分为两型：κ、λ型3.可变区和恒定区1)可变区(variableregion,V区)VHVL

此区的氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而有所变化,由高变区和骨架区构成.

FR1FR2FR3FR4HVR1HVR2HVR3VariabilityIndex2575010氨基酸残基151050

高变区(hypervariableregion,HVR)

在V区内，某些区域氨基酸残基的组成和排列顺序比V区内其他区域更易变化，这些区域称为高变区。DifferencesbetweenantibodiesareconcentratedinhypervariableloopregionsofVregions互补性决定区

(complementarity-determiningregion,CDR)

CDRs：CDR1、CDR2、CDR3

HVR中氨基酸的变化

CDRs构型的改变抗体特异性变化

AgCDRsAbCDRepitopeAbAg2)恒定区(constantregion,C区)CH、CL

其氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定。3.铰链区：CH1与CH2之间，IgM、IgE无。

位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。Antibodyflexibility4、结构域（domain）

Ig的四条肽链均可折叠形成多个球形结构域（约110个氨基酸）轻链：VLCL

重链：VHCH1CH2CH3

（CH4）每个结构域结构相似、功能各异（功能区）

几股多肽链折叠形成两个反向平行的β片层，两个β片层由链内二硫健垂直连接,构成一个“β桶状”结构。

具有上述独特折叠结构的分子被称为Ig超家族。TheImmunoglobulinFoldThecharacteristicstructuralmotifofallIgdomainsBarrelunderconstructionAbarrelmadeofmanystavesarrangedinafoldedoversheet

SingleVLdomainAbbarrelof7(CL)or8(VL)polypeptidestrandsconnectedbyloopsandarrangedtoencloseahydrophobicinteriorIgsuperfamily（二）抗体的辅助成分

J链--以二硫键的形式共价结合到Ig的重链上分泌片--保护IgA，使之不受环境中酶的破坏，并介导IgA的转运(三)抗体分子的水解片段

木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶

IgG2Fab+Fc(1)抗原结合片段（fragmentantigenbinding,Fab)

组成：VL、CL、VH、CH1

意义：结合抗原（单价）(2)可结晶片段（fragmentcrystallizable,Fc)

组成：CH2、CH3

意义：激活补体，通过胎盘，结合细胞，决定Ig的免疫原性。2.胃蛋白酶水解片段

胃蛋白酶

IgGF（ab'）2+

pFc'

AgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptors三.抗体的的功能（一）识别并特异性结合抗原1、中和外毒素的毒性

2、阻止病原体侵袭阻断病毒吸附阻止细菌黏附3、B细胞表面的IgM、IgD-V区特异性识别、结合抗原Ｂ表位４、在体外发生抗原抗体结合反应，做免疫学诊断。（二）激活补体：IgM--CH3

IgG1、IgG2、IgG3－CH2补体结合位点（三）结合Fc受体1、调理作用（opsonization）

Fc调理：IgGC3b调理：IgGIgM2、抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用

(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)

3、介导Ⅰ型超敏反应：IgE（四）穿过胎盘和粘膜

分泌型IgAIgG四.五类Ig的特性和功能

IgG“主力军”单体，IgG1-IgG4四个亚类。IgG于出生后3个月开始合成，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量的75%～80%。特性：(1)唯一能通过胎盘的Ig(2)中和作用（3）激活补体（CH2）（4）调理促吞噬作用(Fc、C3b调理）

（5）ADCC

抗感染的主要抗体

2.IgM“先头部队”

五聚体，分子量最大。有CH4区、无铰链区。CH4JChainIgM

J链IgM抗体结构分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgbIgaIgbIgM的特性：

(1)产生早：个体发育过程中最早合成和分泌；抗原刺激后最早产生。

产量低，在体内维持的时间较短，消失快

(2)激活补体(CH3)。

(3)调理作用(C3b调理)。

(4)天然血型抗体。

(5)B细胞抗原受体的主要成分。

(6)早期抗感染的主要抗体3、IgA

血清型IgA（IgA1、IgA2）主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。分泌型IgA“边防军”

由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固

有层中浆细胞产生。主要存在于初乳、唾液、泪液以及

呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。

分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜分泌型IgA的结构和特性：

结构：双体+J链+分泌片

特性：

(1)

经初乳传递，给新生儿胃肠道提供保护。

(2)粘膜局部抗感染的主要抗体。JChainSecretoryPieceSIgA的合成

SIgA的作用4.IgD单体，特性：B细胞膜表面的Ig(membraneIgD，mIgD)B细胞分化发育成熟的标志。TailPieceIgE单体，有CH4区,无铰链区。正常人血清IgE含量最低。特性：（1）亲细胞抗体(CH2、CH3),参与I型超敏反应。（2）参与抗寄生虫感染。

CH4五.单克隆抗体

（monoclonalantibody,mAb）

1975年Kohler和Milstein首先运用细胞杂交技术将经绵羊红细胞（SRBC）免疫的小鼠脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，建立第一个B细胞杂交瘤细胞株，并成功制得抗SRBC的单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb)。迄今数以千计的单克隆抗相继问世。Köhler&Milstein:MonoclonalAbsNobelPrize1984概念:

由识别一种抗原表位的B细胞克隆产生的同源抗体.2.制备的基本过程

杂交瘤技术的基本原理:在融合剂的作用下，通过融合两种细胞（经抗原免疫的小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞），使之形成杂交瘤细胞，此细胞同时保持着脾细胞和瘤细胞的主要特征。

脾细胞的特征：能分泌抗体但不能在体外连续培养。骨髓瘤细胞的特征：在体外培养条件下能无限分裂、增殖，长期培养，即永生性。3.特点：

(1)高度均一性（类、亚类、型都相同）

(2)高度特异性，无交叉反应。

(3)高效价、高产量。

4.单克隆体抗在医学中的应用

*诊断各类病原体如乙肝病毒、EB病毒等。*肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原的检测,如AFP、CEA等,*检测淋巴细胞的表面标志如CD3、4、8等*“生物导弹”:以McAb作为载体携带某些药物或毒素，将其携带至靶器官，从而有效地发挥药物作用，直接杀伤靶细胞。Toxinsandtheirusetoprepareimmunotoxins

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