第3讲 免疫球蛋白(第4章)

1、一、基本概念,1、抗体（antibody，Ab）,指B细胞受抗原刺激后增殖、分化成浆细胞所产生的能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。,这个概念主要是从生物学功能上讲,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(化学结构)。,免疫球蛋白是从化学结构上讲的,抗体都是Ig，而Ig不一定都是抗体,抗体球蛋白主要分布在区,二、免疫球蛋白的结构（抗体的结构）,(一)基本结构（单体分子）,1、分子组成与构型,单体Ig由两对相同的多肽链借链间二硫键相连而成，形似英文大写“Y”,Ig=2重链+2轻链,2、重链（H链）,由450-550个氨基酸残基组成，分子量约

2、50-75kD。,H链：,.(Ig)IgA,IgG,IgM,IgD,IgE,Ig的类,重链的免疫原性因其恒定区的氨基酸组成和排列顺序不同而异。,Ig亚类,就同一类Ig，据其重链铰链区的氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差异，又可分为不同的亚类。,IgG可分为IgG1-IgG4；,IgA可分为IgA1和IgA2。,3、轻链(L链),每肽链大约由214个氨基酸残基组成，分子量约25kD。据其免疫原性不同分为、两个型。,1个Ig分子两条轻链的型别总是相同的。,同一个体内可存在分别带有、或链的Ab分子。,(二)Ig肽链的分区,1.可变区(V区),2.恒定区(C区),N端,C端,variablereg

3、ion,constantregion,高变区(hypervariableregions，HVR)P36桔色部分,在L链、H链的V区中还各有三个高变区，两条肽链的6个高变区共同构成一个与相应抗原表位特异性结合部位，即形成一个与相应抗原表位互补的表面，称为互补决定区(complementaritydeterminingregion,CDR)，决定了抗体的特异性。,可变区(V区),N-末端1/2L+1/4(1/5)H,因其氨基酸的种类和排列顺序易发生变化,HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3变化程度最高。,骨架区（FR)维持高变区的空间构型,恒定区(C区

4、),C-末端1/2L+3/4(4/5)H,该肽段的氨基酸种类和排列顺序相对比较恒定,3、铰链区,位于重链的CH1与CH2之间，包括H链间的二硫键；,富含脯氨酸,易伸展弯曲；,有利于Ab与Ag的结合；,对蛋白酶敏感；,IgM和IgE无铰链区，含CH4功能区。,4、结构域(功能区),指Ig的H、L链中大约由110个氨基酸构成的多肽段，因具有某种生物学功能，就称为功能区。,是一种由链内二硫键连接的球形结构(domain)。,是Ig发挥各种功能的基本单位。,IgG分子由两条H链和两条L链共价结合而成。轻链包括VL和CL两个结构域，重链含有1个VH和3个CH结构域。,L链：VL、CL,H链：VH、CH1

5、、CH2、CH3、CH4(IgM、IgE),分区,二级结构-片层,Ig是由几股多肽链折叠而成的两个反向平行的片层，两个片层由一个链内二硫键垂直连接，形成“三明治”状的“桶状结构”。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠，具有这类独特折叠结构的分子不仅有Ig，其他许多膜型和分泌型分子也含有该类结构，因此这类分子被统称为免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IgSF)。,Ig功能区的生物学功能,(三)免疫球蛋白的辅助成分,1、J链(joiningchain),由浆细胞合成的一富含半胱氨酸的多肽链；功能:将单体Ig分子连接成为多聚体，即参与IgA二聚体和IgM五聚体的连接。,

6、2、分泌片(secretorypiece,SP),保护SIgA的铰链区免受蛋白水解酶降解；介导IgA从粘膜下转运到粘膜表面。,是SIgA分子上的一个辅助成分。,1、IgG的木瓜蛋白酶水解片段,IgG,2Fab,Fc,木瓜蛋白酶,十,fragmentofantigenbinding,中文：抗原结合片段,Fab,组成：一条完整的L链和一条H链N端1/2L+(VH+CH1),功能：结合抗原即具有抗体活性，抗原结合价=1,crystallizablefragment,中文：可结晶片段。,(2)Fc,组成：二条H链C端1/2(即CH2+CH3，包括铰链区)。,功能：Fc段无抗原结合活性，是Ig与效应分子

7、(如补体)或细胞(如巨噬细胞、肥大细胞等)相互作用的部位:通过胎盘，激活补体，结合细胞，具有Ig的免疫原性。,2、IgG胃蛋白酶水解片段,IgG,F(ab)2,pFc,胃蛋白酶,十,由两个Fab片段加铰链区组成，抗原结合价=2。,F(ab)2,三、免疫球蛋白的功能,V区:识别并特异性结合抗原结合抗原(凝集细菌、阻止黏附)中和作用(病毒、毒素),C区1.固定并激活补体2.结合组织细胞(Fc段)介导调理作用介导ADCC介导I型超敏反应3.穿越胎盘(IgG)4.穿过黏膜(sIgA),调理作用(opsonization),含义:指IgG抗体(IgG1和IgG3)的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG

8、Fc受体(FcR)结合，从而增强吞噬细胞的吞噬功能的作用，称为Fc调理。,Fc调理-抗原+IgGFc+吞噬细胞表面IgGFc受体-促吞噬,antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用,表达Fc受体的组织细胞(NK、M、中性粒细胞)，通过识别抗体的Fc段直接杀伤靶细胞。,ADCC,ADCC作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC),中文：抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。,ADCC-靶细胞+IgGFc+效应细胞表面IgGFc受体-促杀伤靶细胞,含义：指具有杀伤活性的

9、细胞(如NK细胞、单核巨噬细胞及中性粒细胞等)通过其表面表达的Fc受体(FcR)结合包被于靶细胞(如细菌或肿瘤细胞)上的抗体的IgG的Fc段，直接杀伤靶细胞。,IgG,(1)一般特性,(2)免疫效应作用,单体Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4),半衰期最长,调理作用,ADCC,激活补体(IgG1、2、3),通过胎盘(IgG1、2、3),中和作用,血清中含量最多,是体内抗感染的主要抗体,IgM,(1)分子组成,(2)合成时间：是体内最早合成的Ig,五聚体,分子量最大,有CH4，无铰链区,(3)IgM占血清免疫球蛋白总量510%，在体内维持的时间较短，消失快,个体发育中最早产生,初次

10、免疫应答中最早产生,IgM,(4)免疫效应作用,激活补体,发挥早期抗感染作用,血清中检出IgM，提示新近发生感染，用于感染的早期诊断,人类ABO血型天然抗体为IgM,B细胞抗原识别受体(BCR)部分为IgM(mIgM)。,IgA,(1)分子组成与分布,(2)分泌型IgA的免疫效应作用,血清型IgA：为单体分子,黏膜局部抗感染作用,自然被动免疫作用，即婴儿从母乳中获得sIgA,分泌型IgA,IgD,血清IgD的确切功能尚未清楚,膜结合型IgD(mIgD)是BCR的重要组成成分。,mIgD是B细胞分化成熟的标志,成熟的B细胞表面抗原受体（BCR）为mIgM+mIgD,未成熟的B细胞表面仅表达mIg

11、M,活化B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失,IgE,(1)合成与分布,(2)特性,单体、含量最少的Ig,与I型变态反应有关,有CH4、无铰链区,(3)意义,参与抗寄生虫感染,对肥大细胞、嗜碱性粒细胞有亲嗜性,五、人工制备抗体,多克隆抗体(polyclonalantibody,PcAb),单克隆抗体(monoclonalantibody,mAb),McAb,(一)多克隆抗体(polyclonalantibody,PcAb),多克隆抗体-是由含多种抗原表位的抗原物质，刺激、活化多个B细胞克隆所产生的针对多种不同抗原表位的不同抗体的混合。,来源广泛,但不易大量制备。,特异性不高，常出现交叉反应

12、。,(二)单克隆抗体(monoclonalantibody,mAb),1、概念,单克隆抗体由一个B细胞克隆产生的识别单一抗原表位的同源抗体。,2、制备单抗的总原理,将有抗原特异性、但寿命较短的B细胞与无抗原特异性但长寿，并且可无限分裂的骨髓瘤细胞融合，形成能产生抗体的杂交瘤细胞，经过筛选便得到能产生只识别一种抗原表位的抗体的杂交瘤细胞。,3、单克隆抗体的特点,高度特异性,高度均一性(类、亚类、型都相同),纯度高、高效价,高产量（可连续生产）,4、单克隆体抗体在医学中的应用,诊断各类病原体,肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原的检测,检测淋巴细胞的表面标志,“生物导弹”,人-鼠嵌合抗体(chimericantibody)改型抗体(reshapedhumanizedantibody)小分子抗体:Fab片段Fc片段Fv片段双特异性抗体(bispecificantibody)Ig-融合蛋白，抗