第3讲 免疫球蛋白(第4章)

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50-75kD。H链：,,,,.(Ig)IgA,IgG,IgM,IgD,IgEIg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。①1个Ig分子两条轻链的型别总是相同的。②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variableregionconstantregion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)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、CLH链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、IgE)分区二级结构---β片层Ig是由几股多肽链折叠而成的两个反向平行的β片层，两个β片层由一个链内二硫键垂直连接，形成“三明治”状的“β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VH+VL一个抗原结合位点——结合抗原CH+CL种属型标志——Ig的免疫原性(IgG)CH2(IgM)CH3(IgG)CH2C1q的结合位点——结合补体结合胎盘ＦcRn——介导IgG通过胎盘(IgG)CH3结合FcR——调理作用(MC,M,B,NK)ADCC(IgE)CH2+CH3结合FcR——I型超敏反应(肥大细胞，嗜碱性粒细胞)(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。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IgG2FabFc木瓜蛋白酶十fragmentofantigenbinding①中文：抗原结合片段(1)Fab②组成：一条完整的L链和一条H链N端1/2L+(VH+CH1)③功能：结合抗原即具有抗体活性，抗原结合价=1crystallizablefragment①中文：可结晶片段。(2)Fc②组成：二条H链C端1/2(即CH2+CH3，包括铰链区)。③功能：Fc段无抗原结合活性，是Ig与效应分子(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IgGF(ab’)2pFc’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IgGFc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。ADCCADCC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①单体Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)③半衰期最长①调理作用②ADCC③激活补体(IgG1、2、3)④通过胎盘(IgG1、2、3)⑤中和作用②血清中含量最多④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Ig①五聚体②分子量最大③有CH4，无铰链区(3)IgM占血清免疫球蛋白总量5~10%，在体内维持的时间较短，消失快①个体发育中——最早产生②初次免疫应答中——最早产生IgM(4)免疫效应作用①激活补体②发挥早期抗感染作用③血清中检出IgM，提示新近发生感染，用于感染的早期诊断④人类ABO血型天然抗体为IgM⑤B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①血清型IgA：为单体分子①黏膜局部抗感染作用②自然被动免疫作用，即婴儿从母乳中获得sIgA②分泌型IgAIgD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mIgM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Ig①与I型变态反应有关有CH4、无铰链区(3)意义②参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。(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，抗体导向酶等(三)基因工程抗体(geneticengineerantibody）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。