大二上各种学习免疫

2024/2/4抗体

(antibody,Ab)2024/2/4一、概述二、抗体的结构三、抗体的多样性和免疫原性四、抗体的功能五、各类抗体的特性与功能六、人工制备抗体主要内容2024/2/4与抗体有关的诺贝尔奖获得者一、概述1901年获得诺贝尔生理学奖VonBehring(1845-1917)抗毒素免疫动物血清白喉毒素沉淀抗原白喉患者痊愈1901年获得诺贝尔生理学奖VonBehring(1845-1917)丙种球蛋白（－）（+）Electrophoresisofimmuneserum(Tiselius&Kabat,1939)抗体(antibody,Ab)：功能性概念免疫系统在抗原刺激下，由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，主要分布在血清中及组织液、外分泌液。一、基本概念: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但不具抗体活性的球蛋白。所有抗体都是免疫球蛋白，

但免疫球蛋白不都是抗体存在形式膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）－BCR（B细胞受体)

分泌型（secretedimmunoglobulin,sIg）－抗体

－多发性骨髓瘤M蛋白

二、抗体的结构立体结构基本结构（一）抗体的基本结构（以IgG为例）抗体分子是由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连接而成，这种四链结构为Ig分子的单体(H2L2)，是构成抗体分子的基本单位。重链和轻链可变区和恒定区结构域铰链区NH3+COOˉ重链轻链二硫键Edelman(USA)SHHSSHHSHSSHTreatmentwithmercaptoethanol=4chains:2chains=53,000daltons2chains=22,000daltonsAllimmunoglobulinsbasicunitconsistingof4polypeptidesi.e.2H,2L1.重链（Heavychains,H）由450~550a.a.组成，

MW:50~75kD

两条重链之间以二硫键相连分为可变区（V区）和恒定区（C区）有五种重链：、、、、ε

对应五类Ig：

IgG、IgA、IgM、IgD、IgEIgG和IgA又可分为若干亚类2.轻链（Lightchains，L）由214a.a组成，MW:25kD

分为V区和C区

C末端以二硫键与相对重链相连两种型：、3.功能区或结构域（domains）抗体分子的H链和L链中每约110个氨基酸残基通过折叠

形成的“

桶状”

结构；是Ab分子的结构和功能单位；L链有2个结构域，H链有4或5个结构域。ImmunoglobinFoldTheIgsuperfamily-1TheIgsuperfamily-2恒定区（Constantregions,C）位于重链或轻链的C端，占轻链的

1/2，重链的3/4

氨基酸组成和排列顺序相对恒定重链和轻链的恒定区分别称为CH和CL

不同类IgCH

的长度不同如IgG、IgD和IgA具有3个CH，而IgE、IgM有4个CH

是Ig分类和分型的依据，也是制备第

二抗体的抗原基础位于重链或轻链的N端，占轻

链的1/2，重链的1/4

氨基酸组成和排列顺序随抗

体特异性而异重链和轻链的可变区分别称

为VH和VL又分为超变区(HVR)和骨架区(FR)

与抗原表位结合的部位，决定抗体特异性可变区（

Variableregions,V）VH和VL各有3个氨基酸组成和顺序变异很高的超变区这6个区域组合的构象与抗原决定簇构象互补

互补决定区（complementarity-determiningregions,CDR）抗原结合部位（antigen-bindingsites,ABS）抗原-抗体特异结合的关键部位超变区（Hypervariableregions,HVR）抗原CDR表位铰链区（hingeregion）位于CH1和CH2之间含有链间二硫键

IgE和IgM无铰链区

铰链区富含脯氨酸，有弹性，使Ig伸展自如，同时使铰链区易被酶接近而消化免疫分子1.J链

(joiningchain)

J链是浆细胞分泌的一条多肽链，分子量为15kD，富有半胱氨酸。参与IgA二聚体和IgM五聚体的连接。2.分泌片(secretorypiece,SP)

分泌片又称分泌成分（secretorycomponent,SC）是分泌型IgA分子上的一个辅助成分，由黏膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链，结合于IgA二聚体上，具有保护分泌型IgA免遭水解酶降解的作用，并介导IgA的转运。J链分泌片（二）抗体的辅助成分（三）抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶：

IgG2Fab+Fc

胃蛋白酶：IgG(Fab’)2+pFc’抗体分子的水解片段Fab段（fragment

antigenbinding）结构：L+1/2H

（VH+CH1）单价，结合抗原后

不能形成凝集或

沉淀反应(Fab’)2

双价抗体活性能形成凝集或沉

淀反应生物制品应用Fc段（fragment

crystallizable）结构：CH2+CH3赋予抗体多种生物

学功能（一）特异性（二）多样性（三）免疫原性三、抗体的免疫学特性（一）特异性：抗体与抗原结合的特异性同一B细胞分泌的抗体与其膜表面的抗原受体（BCR）具有相同的特异性。

抗体分子只能与诱发其产生的抗原，而不能与其他抗原结合的特性，如抗甲肝病毒抗体只能与甲肝病毒抗原结合而不能与乙肝病毒抗原结合。这种特异性是由抗体超变区氨基酸组成及空间构型决定的。抗体与抗原结合的高度特异性使抗体成为临床诊断中的重要工具。AbAg（二）多样性胚系基因和基因重排V65D27J61987年获得诺贝尔生理学奖

（三）免疫原性

抗体是大分子量的球蛋白，因此也是一种很好的抗原性物质，具有免疫原性，对异种、同种异体，甚至宿主自身都是良好的抗原。抗体分子的这种异质性反映了抗体形成细胞的遗传性差异，代表抗体分子在不同水平上的遗传变异性；通常可用血清学方法检测出来，并据此将抗体及其肽链（H和L链）分成不同的血清学类型：同种型、同种异型和独特型。1、同种型(isotype)：同种间所有个体的抗体分子共有的抗原特异性标志。种属标志，存在于抗体分子的C区；在同一种属不同个体中不体现个体特异性；可刺激异种动物（或人）产生针对该抗体的免疫应答。人抗小鼠抗体（humananti-mouseantibody，HAMA）反应

2、同种异型（allotype)：同种不同个体间抗体分子结构和抗原性的差异称同种异型。个体标志，存在于抗体分子的C区，“抗体的血型”；同一种属不同个体所产生的同一类型抗体，由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸残基不同而表现出的抗原性差异；可刺激同种异体产生针对该抗体的免疫应答。与同种型的区别在于，同种异型的特异性只存在于同种的某些个体中，而同种型的特异性则普遍存在同一物种的所有个体。3、独特型（idiotype,Id)：同一种属、同一个体来源的抗体分子，其免疫原性也不尽相同，称为独特型。抗体分子特异性，存在于抗体的V区；其表位又称为独特位，可在异种、同种异体甚至自体内诱导产生相应抗体，即抗独特型抗体（AId或Ab2)。四、抗体的功能（一）V区的功能-----识别并特异性结合抗原抗体藉VH和VL的CDR与抗原表位特异性结合

实际意义:a.中和效应---中和毒素和病毒

b.清除病原微生物---促吞噬细胞吞噬c.体外抗原的检测及抗体功能判断注射破伤风抗毒素之前需要先做皮试，为什么？抗毒素可以中和毒素抗毒素是动物血清，对人来说是抗原物质，重复注射会引起超敏反应胃蛋白酶水解片段（pFc´）抗原性消失应用何种酶水解抗毒素可以防止超敏反应，为什么?紧急预防破伤风需要注射破伤风抗毒素，为什么？Antibodiesgenerallydonotkillorremovepathogenssolelybybindingtothem.WhileVregionsbindtoAg,the

CHregion

isresponsibleforavarietyofcollaborativeinteractionswithother

proteins,

cells,and

tissues

thatresultintheeffectorfunctionsoftheAb

responses.WhydoantibodiesneedanFcregion?二.C区的功能

1.激活补体系统Ab(IgM、IgG)+Ag

C1q

补体经典途径

2.结合细胞表面的Fc受体

(1)调理作用（opsonization）：IgG的Fc段与巨噬细胞、中性粒细胞表面的IgGFc受体结合，促进吞噬细胞对免疫复合物的吞噬；

(2)ADCC：表达Fc受体的细胞识别抗体的Fc段，释放介质直接杀伤被抗体结合的靶细胞；

(3)介导I型超敏反应：IgE的Fc段与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面IgEFc受体结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I型超敏反应。

3.穿越胎盘（IgG)和粘膜（sIgA）

在人类，IgG能通过胎盘,IgA可通过呼吸道和消化道粘膜。介导I型超敏反应抗体的主要生物学功能IgG+抗原(颗粒性)

FcγR（单核、巨噬细胞及中性粒细胞）

促吞噬细胞吞噬；

五、各类抗体的特性与功能（一）IgG

为体内主要的抗感染抗体，通过胎盘，激活补体。（二）IgM

也是体内主要的抗感染抗体，感染早期首先出现的抗体是

IgM，激活补体的能力远远大于IgG。IgM无铰链区，也是B细胞表面抗原受体的主要成分。（三）IgA

主要存在于唾液、泪液、乳汁（尤其是初乳）及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜表面，在机体黏膜局部抗感染免疫中发挥重要作用。（四）IgE

IgE与肥大细胞、嗜碱性粒细胞极易结合，主要参与I型超敏反应及抗某些寄生虫感染。（五）IgD

IgD是B细胞表面抗原受体的主要成分，现认为IgD和B细

胞的分化、成熟有关。人体中各类抗体的分布情况5majorclassesofsecretedantibodyIgG:抗感染的“主力军”血清中含量最高、半衰期较长，亲和力高，是再次应答的主要抗体；3~5岁接近成年人水平；大多数抗菌、抗病毒抗体、抗毒素、自身抗体是IgG；可发挥中和作用、调理作用、ADCC、激活补体；通过胎盘，参与新生儿抗感染；与SPA结合：纯化抗体，以及免疫诊断；可分为四种亚类。4subclassesofhumanIgGsizeofthehingeregionno.&positionoftheinterchain-S-S-bond-IgG1>IgG2>IgG3>IgG4inserumconc.90%-95%homologousinDNAsequencesvariedeffectivenessinplacentatransferandCactivationIgM五聚体：抗感染的“先头部队”游离IgM为五聚体，巨球蛋白，膜型为单体；半衰期较短、亲和力低；在个体发育中最早合成和分泌，与宫内感染有关；在初次体液免疫应答中最先产生，与近期感染相关；天然ABO血型抗体、类风湿因子、主要的mIg、抗菌抗体；激活补体能力比IgG强，中和作用弱。主要发挥溶菌、溶血、早期防御作用。IgA二聚体：抗感染的“边防军”分为血清型和分泌型(sIgA)，占血清Ig总量的10%~15%。分泌型sIgA通常以二聚体形式存在，是外分泌液中的主要抗体类别，在黏膜局部抗感染中发挥重要作用；婴儿可从初乳中获得，是自然被动免疫的重要方式。FormationofSecretoryIgATranscytosisIgE由鼻咽部、扁排腺、支气管、胃肠道粘膜固有层的淋巴组织中的浆细胞产生；

血清中浓度极低；-亲细胞抗体，诱导Ⅰ型超敏反应。Allergencross-linkageofreceptor-boundIgEonmastcells-inducesdegranulation,causingreleaseofsubstancesthatmediateallergicmanifestationsIgD0.2%oftotalserumIg-togetherwithIgM,isthemajormembrane-boundIgonmatureBcellsthoughttofunctionintheactivationofBcellsnobiologicaleffectorfunctionhasbeenidentified六、抗体的制备多克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体多克隆抗体（polyclonalantibody,pAb）

一种抗原表位能激活一种B细胞克隆。用一种包含多种表位的抗原免疫动物，可刺激机体多个B细胞克隆产生针对多种抗原表位的不同抗体。所获得的免疫血清实际上是含有多种抗体的混合物，称为多克隆抗体。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。单克隆抗体（monoclonalantibody,mAb）

由单一杂交瘤细胞产生，针对单一抗原表位的特异性抗体，称为单克隆抗体。mAb结构高度均一，具有纯度高、特异性强等