第三章 免疫球蛋白与抗体

一.抗原的概念:凡能刺激机体的免疫系统产生免疫应答，并能与相应的免疫应答产物（抗体或效应淋巴细胞）在体内或体外作特异性结合的物质。第一节抗原的概念与特性抗原TBT浆细胞效应淋巴细胞抗体2免疫球蛋白与抗体（Ig,Ab）3•掌握免疫球蛋白与抗体的概念及五类免疫球蛋白的特性。•熟悉免疫球蛋白的结构、水解片段与功能；•了解人工制备抗体的类型及临床应用。本章学习要求4第一节概述抗体：受抗原刺激后，由B淋巴细胞分化成的浆细胞产生的能与相应抗原特异结合的免疫球蛋白。抗体主要存在于血清中，也见于其他体液和外分泌液中，故将抗体介导的免疫称为体液免疫。一、抗体抗原B浆细胞抗体TT效应淋巴细胞51、Ab的发现：1890年，Behring和北里在德国Koch实验室使用白喉脱毒外毒素注射马，在马血清中发现了一种能中和白喉外毒素的物质，称为“抗毒素”，并挽救了成千上万的白喉患儿。60%死亡率降到26%。医学史上的一个重要里程碑，人类防治传染病的重要方法———血清疗法诞生了。获1901年的第一届诺贝尔奖2、证明是球蛋白证明：抗体是γ球蛋白；但γ球蛋白并非都具有抗体活性8免疫球蛋白存在形式分泌型（secretedimmunoglobulin,sIg）－抗体膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）－BCR(B细胞受体)B9第二节免疫球蛋白的分子结构一、基本结构“Y”字型四肽链2条重链(heavychain,H)2条轻链(lightchain,L)二硫键连接抗体的基本功能单位10轻链（L)：约210个AA残基，分子量约为25kD；可分为和两型—IgG（IgG和IgG）—IgM（IgM和IgM）—IgA（IgA和IgA）—IgE（IgE和IgE）—IgD（IgD和IgD）-S-S-S-SS-SNCLHHLN重链(H)：约450-550个氨基酸残基，分子量约50-75kD重链分γ、α、μ、δ和ε链11二、可变区和恒定区可变区（variableregion,V区）：轻链和重链靠近N端的约110个氨基酸变化很大，称为可变区，用VH和VL表示。恒定区（constantregion,C区）：免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸序列较保守的区域。H链有一个VH及3~4个CH区。（其中IgM,IgE有CH4区）L链具有VL，CL两个功能区。铰链区：位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。12超变区：重链和轻链V区各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为超变区（hypervariableregion,HVR）或决定簇互补决定区（complementarydeterminingregion,CDR），分别为CDR1、CDR2和CDR3。6个CDR组成一个抗原结合部位。骨架区：V区中，CDR以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区（frameworkregion,FR）。可变区可变区：13超变区决定与抗原决定簇结合。骨架区主要稳定超变区的空间构型。14三、免疫球蛋白的结构域功能区：由重链和轻链经链内二硫键连接而成的球状结构，不连续，每个结构域具有各自的功能。AgBinding抗原结合位点ComplementBindingSite补体结合位点，活化补体PlacentalTransferIgG胎盘转移BindingtoFcReceptorsFC段受体，亲细胞活性同种异型抗原决定簇存在部位，遗传标志促进可变区与抗原表位结合；暴露补体结合位点，活化补体15四、免疫球蛋白的其它成分1、连接链（JoinChain,J链)连接多聚体Ig的蛋白质，存在于SIgA和IgM。J链SIgA（分泌型IgA)J链IgM162、分泌片（Secretorypiece,SP）只存在于粘膜分泌型IgA中，由上皮细胞合成，防止蛋白酶对IgA的水解。SIgASP17五、免疫球蛋白的水解片段18水解酶作用位点水解片段及其功能木瓜蛋白酶铰链区重链间二硫键近N端（1）两个相同的Fab段：可与抗原结合（2）一个Fc段：激活补体、结合细胞、通过胎盘胃蛋白酶铰链区重链间二硫键近C端（1）一个具有双价活性的F(ab’)2段：可同时结合两个抗原表位（2）若干个小分子多肽碎片(pFc’)：无生物学作用IgG酶解后的比较19第三节抗体的生物学功能20（一）V区-----识别并特异性结合抗原病毒毒素二聚体（SIgA）----4价单体分子（IgG，IgE）----2价五聚体（IgM）----5价意义：（1）中和效应-----中和毒素和病毒21FabFc固定补体与Fc受体结合BFc受体Ig（2）与抗原结合----C区变构，激活补体，与Fc受体结合，起多种效应。22(二）激活补体----发挥溶解细胞等多种活性Ab（IgM、IgG）+Ag→C1q→补体经典途径IgG4、IgA和IgE的凝聚物→补体旁路途径23发挥杀伤作用称ADCC激活NK细胞促进吞噬称调理作用结合吞噬细胞3.超敏反应：结合肥大细胞及嗜碱性粒细胞。（三）与Fc受体（FcR)结合----介导免疫细胞活性体内多种细胞具有Fc受体，如吞噬细胞、NK细胞、单核细胞、肥大细胞、粒细胞。1.ADCC(抗体依赖细胞介导的细胞毒)作用2.调理作用：促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原。2425264、通过胎盘(IgG)和粘膜(IgA)IgG是唯一可通过胎盘的抗体，在新生儿抗感染中有重要作用。SIgA可通过分泌片介导穿越粘膜上皮细胞，在粘膜表面抗感染中起作用重要。2728与抗原作特异性结合激活补体结合细胞激活吞噬细胞：调理作用激活NK细胞：ADCC作用激活肥大细胞：超敏反应穿过胎盘和粘膜V区活性C区活性抗体生物学活性总结与具有Fc受体的细胞结合29第四节五类免疫球蛋白的特性与功能30311、IgGIgG1,IgG2andIgG4IgG3IgG1,IgG2andIgG4IgG1,IgG2andIgG4IgG3IgG31、单体分子；2、四个亚类；3、血清中含量最高(75%Ig)；4、半衰期最长(21～23天)；325、抗感染的主要抗体，具有抗菌、抗病毒、中和毒素急免疫调节作用，能激活补体。6、再次应答的主要抗体。7、唯一能通过胎盘的抗体（在新生儿抗感染中起重要作用）；332、IgM3、在免疫应答中产生最早。功能：理论上十价，但由于空间位阻，结合价为五价，但仍具最强的溶菌、激活补体、免疫调理作用。2、在个体发育中最早合成。4、占血清Ig含量的5～10%；1、五聚体，分子量最大(900kd)，又称巨球蛋白）5、半衰期5天343、IgA分两型血清型：IgA1,单体。占血清Ig10-20%分泌型（SIgA）：IgA2，二聚体；功能JChainSecretoryPieceJChainSecretoryPiece粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物黏附；聚合IgA激活补体替代途径。粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；35sIgA的合成和主要作用部位在黏膜364、IgD2、血清中含量极少,约占血清Ig的1%。4、B细胞成熟的表面标志。3.存在形式：分泌型—血清中，功能不清1、单体分子膜结合型—B细胞表面。意义：B细胞成熟的标志。抗原受体，对B细胞活化、增殖和分化起调节作用；成熟B细胞可同时表达SmIgD和SmIgM。不成熟B细胞只表达SmIgM。37未成熟B细胞成熟B细胞活化或记忆B细胞mIgMmIgD385、IgE1、单体分子4、具亲细胞性（亲细胞抗体）功能：介导I型超敏反应2、血清中含量极微；3、呼吸道和消化道粘膜浆细胞产生。39IgGIgMIgA/SIgAIgDIgE存在形式单体五聚体单体/二聚体单体单体相对分子质量(×1000)146970160/385184188血清中总Ig百分含量70~755~1015~20＜10.002半衰期235633出现时间出生后三个月出生前出生后四个月晚晚五大类免疫球蛋白特性比较（1）40IgGIgMIgAIgDIgE与补体结合能力√√中和作用√√√调理作用√ADCC√参与粘膜防御√能穿透胎盘√与细胞结合√√参与超敏反应√√√五大类免疫球蛋白特性比较（2）41第五节人工制备抗体•多克隆抗体（polyclonalantibody，PcAb）•单克隆抗体（monoclonalantibody，McAb）•基因工程抗体（engineeringantibody）42利用抗原免疫动物后从血清中获得的抗体，含有由不同B细胞克隆产生的针对不同抗原决定簇的多种类型抗体。（1）预防、治疗感染性疾病（特异性差，可发生超敏反应）一、多克隆抗体（polyclonalantibody）（2）临床诊断Ag43抗血清（多克隆抗体）的制备441975年建立的技术，通过杂交瘤技术获得的针对单一抗原决定簇的高特异性抗体。二、单克隆抗体（monoclonalantibody）概念：由单一克隆B细胞产生的,只针对某一特定抗原决定簇的抗体。4546多克隆抗体单克隆抗体来源动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群多为鼠源性特点来源广泛、制备容易纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应、制备成本低组成针对不同抗原表位的抗体的混合物针对单一表位，结构和组成高度均一，抗原特异性及同种型一致应用疾病的被动免疫治疗广泛用于疾病诊断、特异性抗原或蛋白的检测和鉴定、疾病的被动免疫治疗和生物导向药物制备缺点特异性不高、易发生交叉反应，不易大量制备人体应用后可导致人鼠抗体反应多克隆抗体与单克隆抗体的比较4748三、基因工程抗体（Geneticallyengneeringantibody）利用基因重组技术在工程细胞（如大肠杆菌、酵母菌、哺乳动物细胞等）生产的高特异性抗体。49