抗体临床教学专家讲座

抗体许江南抗体临床教学第1页人血清蛋白电泳分离图22026/9/10抗体临床教学第2页

抗体概念抗体(antibody,Ab)是机体免疫系统在抗原刺激下诱导B细胞活化,使之增殖分化为浆细胞后产生一类能与对应抗原特异性结合,而产生免疫效应球蛋白。主要分布于血清和体液中,是介导体液免疫主要效应分子。将含有抗体活性或化学结构与抗体相同球蛋白统一命名为免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。32026/9/10抗体临床教学第3页分泌型与膜型免疫球蛋白分泌型Ig(secretedIg,sIg)存在于血清和体液中抗体;能与对应抗原特异性结合，在其它固有免疫细胞和免疫分子帮助下产生免疫效应。膜型Ig(membraneIg,mIg)表示于B细胞膜表面Ig单体，胞外区结构与血清中Ig基本相同;mIgM/mIgD含有特异性识别结合对应抗原表位功效，组成B细胞膜上抗原受体(BCR)。42026/9/10抗体临床教学第4页sIgG

vs

mIgG52026/9/10抗体临床教学第5页提要抗体结构抗体免疫原性抗体功效各类抗体特征与功效Ig基因结构及其重排与表示人工制备抗体

Ig超家族62026/9/10抗体临床教学第6页I.

抗体结构抗体基本结构重链和轻链、可变区和恒定区、超变区/互补决定区、骨架区、铰链区、功效区/结构域抗体辅助成份

J链和分泌片抗体分子水解片段木瓜蛋白酶水解片段和胃蛋白酶水解片段72026/9/10抗体临床教学第7页1.

抗体基本结构重链和轻链可变区和恒定区超变区/互补决定区骨架区铰链区功效区/结构域82026/9/10二硫键连接组成一个对称Y形四肽链分子抗体临床教学第8页重链和轻链重链(heavychain,H链)依据结构组成不一样，分为5种：γ、μ、α、δ、ε链分别对应5类抗体：IgG、IgM、IgA、IgD.IgE轻链(lightchain,L链)依据结构组成不一样分为：κ链和λ链分别对应：κ型Ig和λ型Ig正常人血清免疫球蛋白κ:λ2:192026/9/10抗体临床教学第9页功效区/结构域(Igdomain)102026/9/10抗体临床教学第10页超变区/互补决定区(HVR/CDR)112026/9/10抗体临床教学第11页抗原结合部位VH3个HVR/CDR+VL3个HVR/CDR↓Ig抗原结合部位(antigen-bindingsite)一个抗体分子最少有2个抗原结合部位抗体临床教学第12页铰链区(hingeregion)2026/9/1013抗体临床教学第13页

Ig各功效区/结构域作用可变区VH和VL(HVR/CDR)–特异性结合抗原;恒定区CH和CL–含有Ig同种异型遗传标志;IgGCH2和IgMCH3–含有补体C1q结合位点，开启补体活化经典路径;IgGCH2–介导IgG经过胎盘;IgGCH3–结合吞噬细胞和NK细胞表面IgGFc受体，介导调理作用和ADCC;IgECH2和CH3–结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面IgEFc受体，介导I型超敏反应和抵抗寄生虫感染。142026/9/10抗体临床教学第14页2.

抗体辅助成份152026/9/10分泌片抗体临床教学第15页sIgA经上皮细胞分泌到粘膜表面162026/9/10抗体临床教学第16页3.

抗体分子(IgG)水解片段17抗体临床教学第17页木瓜蛋白酶(papain)水解IgG2Fab(fragment,antigenbinding)完整轻链(VL+CL)和部分重链(VH+CH1)组成;只能与一个对应抗原表位结合;不能形成大分子免疫复合物。Fc(fragment,crystallizable)两条重链CH2和CH3结构域;无抗原结合活性;是Ig与补体或效应细胞(Fc受体)结合并相互作用部位;Ig同种型抗原表位主要存在于此。18抗体临床教学第18页胃蛋白酶(pepsin)水解IgGF(ab’)22个Fab及铰链区组成;可同时结合2个抗原表位;可形成大分子免疫复合物。pFc’无生物学活性。白喉/破伤风抗毒素等动物血清制品，经胃蛋白酶水解后取得F(ab’)2保留了结合对应抗原生物学活性，同时去除了Fc段可降低超敏反应发生。19抗体临床教学第19页20抗原-抗体反应等价区(肉眼可见免疫复合物沉淀)抗原过剩区存在游离抗原(肉眼不可见沉淀)抗体过剩区存在游离抗体(肉眼不可见沉淀)大分子免疫复合物抗体临床教学第20页II.抗体免疫原性抗体既可与对应抗原发生特异性结合，其本身又可激发机体产生特异性免疫应答。其结构和功效基础是在抗体分子中包含有各种不一样抗原表位，展现出不一样免疫原性。抗体分子上有三类不一样抗原表位，分别为:同种型同种异型独特型212026/9/10抗体临床教学第21页1.抗体同种型抗原表位同一个属全部个体抗体分子共有抗原特异性标志，存在于抗体C区，为种属型标志。不一样种属起源抗体分子对异种动物含有免疫原性，可刺激机体产生针对该异种抗体免疫应答。临床表现举例：大量注射异种动物抗体(破伤风抗毒素)后可能引发"血清病”，主要临床症状为发烧、皮疹、淋巴结肿大、关节肿痛和一过性蛋白尿等。222026/9/10抗体临床教学第22页抗体类型依据重链C区肽链氨基酸组成不一样分类5类(class)：IgG、IgM、IgA、IgD.IgE亚类(subclass)：IgG1~IgG4；IgA1、IgA2IgM、IgD.IgE还未发觉存在亚类依据轻链C区肽链氨基酸组成不一样分型2型(type)：κ型和λ型亚型(subtype)：λ1、λ2、λ3、λ4232026/9/10抗体临床教学第23页2.

抗体同种异型抗原表位同一个属不一样个体间抗体分子所含有不一样抗原特异性标志,存在于抗体C区,由一个或数个氨基酸残基出现差异所致,为个体型标志。同一个属但不一样个体起源抗体分子也含有免疫原性,也可刺激机体产生特异性免疫应答。当前仅在IgG、IgA重链C区和κ型轻链C区中发觉有同种异型抗原标志,表达了重链和轻链C区编码基因遗传多样性。242026/9/10抗体临床教学第24页3.

抗体独特型抗原表位每个抗体分子所独有抗原特异性标志,存在于抗体V区,为细胞型标志。独特型表位又称为独特位(idiotope),在异种、同种异体甚至同一个体内均可能刺激机体产生对应抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotypicantibody)。本身体内产生抗独特型抗体可参加体液免疫应答调控。

252026/9/10抗体临床教学第25页III.

抗体功效激活补体结合Fc受体V区作用C区作用识别结合抗原抗体临床教学第26页抗体功效V区作用识别结合抗原–中和毒素并阻断病原体入侵C区作用激活补体结合Fc受体–调理作用、ADCC.介导I型超敏反应穿过胎盘和黏膜272026/9/10抗体临床教学第27页中和毒素282026/9/10抗体临床教学第28页阻断病原体入侵292026/9/10抗体临床教学第29页阻断感染扩散302026/9/10抗体临床教学第30页激活补体系统抗体临床教学第31页

Fc受体IgG、IgE、IgA抗体，可经过其Fc段与表面含有对应Fc受体(FcR)细胞结合，产生不一样生物学作用。IgG、IgE、IgAFc受体分别为:FcγR、FcεR、FcαR322026/9/10抗体临床教学第32页抗体介导调理作用332026/9/10抗体临床教学第33页抗体依赖细胞介导细胞毒作用

antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity342026/9/10ADCC抗体临床教学第34页介导I型超敏反应35表面结合IgE致敏肥大细胞被变应原激发肥大细胞多价变应原使几个IgE/FcεRI"交联”组胺,脂类介质细胞因子2026/9/10抗体临床教学第35页穿过胎盘(IgG)和黏膜(sIgA)362026/9/10FcRn介导IgG穿过胎盘pIgR介导sIgA穿过黏膜抗体临床教学第36页抗体主要生物学功效抗体临床教学第37页IV.各类抗体特征与功效抗体临床教学第38页1.IgG血清含量最高(75~80%)，半衰期最长(~23天)，单体，4个亚类(IgG1~IgG4)，出生后3个月开始合成。激活补体–主要是经典路径；经过结合FcγR，发挥调理作用、ADCC；唯一能穿过胎盘抗体–新生儿抗感染免疫；结合抗原亲和力高，是机体抗感染“主力军”，也是再次体液免疫应答时产生主要抗体；参加II、III型超敏反应，一些本身抗体属于IgG；可利用其Fc段与葡萄球菌蛋白A(SPA)可逆性结合，纯化IgG，用于免疫诊疗。392026/9/10抗体临床教学第39页2.IgM占血清抗体总量5~10%，半衰期较短(10天)，膜结合型为单体，血清型为五聚体(分子量最大抗体)，个体发育过程中最早合成和分泌抗体(胚胎晚期即可产生)。激活补体–经典路径，比IgG更高效；脐带血IgM含量升高，提醒胎儿宫内感染；首次体液免疫应答中最早出现抗体，是机体抗感染“先头部队”；血清中检出IgM，提醒新近发生感染，有利于早期诊疗；天然血型抗体、类风湿因子属于IgM；mIgM是BCR主要成份。402026/9/10抗体临床教学第40页首次应答再次应答41抗体临床教学第41页体液免疫首次应答和再次应答特点首次应答再次应答应答速度慢（初始B细胞）快（记忆性B细胞）应答强度/

抗体含量低高连续时间短长抗体类别通常IgM

>IgGIgG为主，特定情况下为IgA或IgE抗体亲和力平均亲和力低平均亲和力高（亲和力成熟）42抗体临床教学第42页3.IgA占血清抗体总量10~15%，半衰期短(6天)，血清型为单体，分泌型为二聚体，出生后4~6个月开始合成。sIgA(人体产生抗体总量2/3)是外分泌液中主要抗体类别，存在于胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道分泌液，以及唾液、泪液、乳汁中，在黏膜局部抗感染免疫中发挥主要作用。新生儿易患呼吸道、胃肠道感染，可能与sIgA合成不足相关，婴儿可从母乳中取得sIgA，是一个主要自然被动免疫。432026/9/10抗体临床教学第43页4.IgD血清含量很低，半衰期很短(3天)，血清型和膜结合型均为单体，个体发育任何时间均可产生。血清型IgD生物学功效尚不清楚;mIgD是组成BCR成份，是B细胞发育成熟标志：未成熟B细胞仅表示mIgM，成熟B细胞可同时表示mIgM和mIgD，又称为初始B细胞;B细胞活化后，其表面mIgD逐步消失。442026/9/10抗体临床教学第44页B细胞发育分化过程中Ig表示抗体临床教学第45页5.IgE血清含量最低，半衰期很短(2.5天)，单体。过敏或寄生虫感染时，特异性IgE含量显著升高。亲细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面FcεRI结合，使上述细胞致敏;当机体再次接触相同过敏原后，可引发I型超敏反应。与机体抗寄生虫感染相关。

462026/9/10抗体临床教学第46页各类抗体主要功效AntibodyIsotypeIsotype-SpecificEffectorFunctionsIgG1.Activationoftheclassicalpathwayofcomplement2.Opsonizationofantigensforphagocytosisbymacrophagesandneutrophils3.Antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicitymediatedbynaturalkillercells4.Neonatalimmunity:transferofmaternalantibodyacrosstheplacentaandgutIgM1.Activationoftheclassicalpathwayofcomplement2.AntigenreceptorofnaiveBlymphocytes*IgAMucosalimmunity:secretionofIgAintothelumensofthegastrointestinalandrespiratorytractsIgDAntigenreceptorofnaiveBlymphocytes*IgEMastcelldegranulation(immediatehypersensitivityreactions)抗体临床教学第47页V.

Ig基因结构及其重排与表示Ig胚系基因结构和定位Ig基因重排与表示Ig类别转换/同种型转换482026/9/10抗体临床教学第48页1.人Ig胚系基因结构和定位抗体临床教学第49页2.Ig基因重排和表示Ig胚系基