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L/O/G/OF抗体(Antibody)contentsF1基本结构F2抗体类别F3多样性的产生F4同种异型和独特型F5功能F6单克隆抗体抗体的发现•19世纪末20世纪初，科学家们在实验中发现，用细菌或其外毒素给动物注射，过一段时间后，该动物的血清中出现一些有防御作用的保护性成分。•在20世纪30年代，科学家用电泳法鉴定，证明抗体是一种球蛋白。•1959年科学家对抗体的结构进行了研究，证明它是由四条链组成，借二硫键连接在一起，形成一个“Y”型的四链分子。F1基本结构抗体（antibody）指机体的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、可以高特异性和亲和力与相应抗原结合的糖蛋白。其主要分布在血清中，也分布于组织液及外分泌液中。它是在血清中最早被鉴定的分子，也被称为“免疫球蛋白”。免疫球蛋白指具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的球蛋白。是一类重要的免疫效应分子，在体内以两种形式存在：可溶性免疫球蛋白存在于体液中，具抗体活性，参与体液免疫；膜型免疫球蛋白是B细胞抗原受体。抗体基本单位两对完全相同的重链和轻链一条重链与一条轻链之间以二硫键和非共价相互作用相结合两条重链之间以共价二硫键以及非共价的亲水疏水相互作用结合Fab（fragmentofantigenbinding）段：木瓜蛋白酶使Ig在铰链区重链间二硫键近N端处切断，形成两个相同的单价抗原结合片段简称Fab段，一个可结晶的片段简称Fc(fragmentcrystallizable)段。一个Fab片段为单价，可与抗原结合但不发生凝集反应或沉淀反应。Fc片段无抗原结合活性，是Ig与效应分子或细胞相互作用的部位。重链（H链）：μγαδε决定抗体的种类（IgMIgGIgAIgDIgE）轻链（L链）：κλ每一抗体单位仅能有κ或λ轻链，但同一个体内可存在分别带有κ或λ链的抗体分子。重链和轻链每隔90个氨基酸残基有链内二硫键，这样就造成了110个氨基酸的多肽环，即功能区.这些区被称为VL、VH、CH1、CH2等，具有特殊的功能性质（如VH和VL一起形成抗原的结合部位）。•亲和力（Affinity）：在与特定抗原决定簇应答时产生的不同抗体分子，它们与决定簇结合的牢固性，就是他们对抗原决定簇的亲和力。不同的抗体分子与决定簇结合的牢固程度是不同的，结合越牢固，抗体与抗原分离的可能性越小。抗原注入不久形成的抗体与抗原有较低的亲和力，而后形成的抗体则有显著高的亲和力。•效价（valence）：抗体能与之反应的抗原决定簇的最大数量。比如IgG有两个Fab区，能结合两个抗原分子或在同一粒子上的两个同样的部位，因此有二价。效价对结合的亲和力很重要，当抗体上对一个抗原有两个或更多的结合部位时，能显著提高抗体与抗原的亲和力。IgMFabIgGF2抗体类别•抗体的功能多样性不同的抗原，特别是微生物，有不同的生物学性质，并能通过不同途径（皮肤、胃肠道、呼吸道或者泌尿生殖道）进入机体。可能五类不同抗体和它们的亚类至少部分地已进化成易于保护机体以对抗在不同部位进入的和有不同性质的微生物。它们的功能和它们产生的部位有某些重叠，但一般认为不同类别抗体有分工。例如，IgA是黏膜分泌物中最普通的抗体，而IgM主要是在血浆中发现的，并且二者在那些位置都是最有效的。抗体分类•1、Ig的类和亚类（classesandsubclasses）（1）类：决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区（CH）。根据CH抗原性的差异，即氨基酸组成、排列、空间构型、二硫键数目等的不同，将H链分为μ、γ、α、δ和ε链五类，与L链组成完整的Ig分子，分别为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。（2）亚类：同一类Ig中，H链结构并非完全相同，其氨基酸的组成和序列的差异也必然反映出其抗原性的不同；亚类主要决定于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异。人类IgG有4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4；IgA也有2个亚类：IgA1和IgA2。•2、免疫球蛋白的型和亚型（typesandsubtypes）（1）型：决定Ig型的抗原性差异决定于L链的恒定区（CL）的氨基酸组成、排列和空间构型的不同，分为κ和λ两型。（2）亚型：按λ轻链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可分为λ1,2,3,4四个亚型。IgG•有四种不同的亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4（重链顺序上略有不同，功能活性上有相应差异）•在血管及血管外区以及分泌物中存在•是血液中最丰富的免疫球蛋白，对血液中大多数传染性介质具有较强的免疫性，并且是唯一一种通过胎盘对婴儿提供体液免疫的抗体IgAJ链分泌片在血清中存在，是外在分泌物如初乳、乳汁和唾液中存在的主要的免疫球蛋白。在血清中为单体，在分泌物中为二聚体。分泌性的IgA含有两个其他多肽链，即分泌成分（SC）和J链（连接链）。SC是分泌性的IgA跨上皮运输的分子的组成部分，并稳定IgA抗蛋白水解酶降解。分泌性的IgA的四条链单位是借助J链通过二硫键合为一体的。大部分IgA由分布在乳腺、唾液腺、呼吸道以及胃肠道中的浆细胞内合成，然后通过上皮细胞转运到黏膜腔。此抗体是防御黏膜表面微生物侵入者的第一道防线。IgM•由B细胞产生并在其表面表达的第一个抗体，为免疫应答时产生的第一个抗体•在B细胞表面，起B细胞抗原受体的作用，以单体形式存在•在血液中为可溶性分子，并且五个四链单位通过在m链的羧基末端形成二硫键而合成一体（带有十个抗原结合部位）•在去除微生物时非常有效（十个抗原结合部位的协同作用）IgD•主要功能是B淋巴细胞上的抗原受体，细胞表面最初表达IgM，接着表达IgD。二者对同一抗原都是特异的。•在循环中的量比较低•与抗原相互作用时，抗原被内在化，被加工和呈递给引发B细胞增殖和分化成浆细胞的Th，从而启动体液免疫应答的发展。IgE•血清中含量最低，但在增强急性炎症，保护避免被蠕虫感染和变态反应方面有重要作用•介导变态反应的抗体主要与IgE有关。产生IgE的浆细胞受抗原刺激后，产生的IgE与肥大细胞上对Fc区特异的受体结合。当抗原再次进入机体时，它与肥大细胞上的IgE分子的抗原结合部位结合，使肥大细胞释放药理学活性介质，如组胺。因此IgE抗体是速发型超敏反应综合症如枯草热和哮喘的重要成分F3多样性的产生抗体基因•在人类三条染色体中分别发现编码免疫球蛋白的基因：一组编码κ轻链（2号染色体），一组编码λ轻链（22号染色体），一组编码重链（14号染色体）。•在成熟的B细胞或浆细胞中，编码重链V区的DNA是由连续的核苷酸组成的，而在胚细胞或非B细胞中，此V区的DNA是由不连续的核苷酸序列组成，即外显子被非编码DNA隔开。•编码重链V区的外显子是：V节段（大约开始的102个aa）、D节段（2—4个aa）、J节段(其他的14个左右aa)。•编码轻链V区的外显子是：V节段（大约开始的95个aa）、J节段（其他的13个左右aa）。•编码重链C区的基因有9个，各自编码μ、δ、γ1、γ2、γ3、γ4、ε、α1、α2。•编码轻链基因中，有1个编码κ轻链C区的基因节段，有4个编码λ轻链C区的基因节段。基因重排•在B细胞发育期间，单个的B细胞随机选择一个V，一个D与一个J（为重链）和一个V与一个J（为轻链）用于可变区基因重排。•重链基因第一个重排，先是D与J重排形成DJ联合，再与V进行重排形成VDJ，编码重链V区。重链基因的重排和表达•在Ig重链基因重排后，轻链的可变区基因片段随之发生重排，V与J基因片段并列在一起。κ轻链基因先发生重排，如果κ基因重排无效，随即发生λ基因的重排即两条轻链κ链和λ链中仅有一条重排。κ链重排:λ链重排:V-Jjoining等位基因的排斥•成功的重排抗体DNA节段后，细胞表达其重链一个特殊的V区和其轻链的一个特殊的V区，并排斥其它重链和轻链V区重排。这一过程就叫做等位基因排斥。•因此，每个B细胞制造含有相同的VDJ序列编码的重链V区和相同VJ编码的轻链V区。每个B细胞将在其表面表达全部相同特异性的抗体。此细胞及其子细胞均表达和产生带有这些V区的抗体。重链和轻链的合成与装配•成功重排重链和轻链的DNA后，重链和轻链mRNA被翻译成多肽链。重链和轻链在内质网中结合，形成一个抗体分子，即该B细胞的抗原特异性受体。转运到浆膜中。•由于编码重链的基因中含有跨膜结构域的编码序列，因此产生的重链含有一个将抗体锚定在浆膜中的羧基段氨基酸序列。浆细胞中，该跨膜结构域的mRNA部分（该部分对B细胞上的膜表达至关重要）被剪接，因此由浆细胞产生的抗体不与浆膜结合，反而被分泌。差别剪接和类别转换差别剪接成熟的B细胞表达有同样特异性的IgM和IgD。这是由初级转录物的差别剪切和拼接的结果。包含自VDJ区到Cδ区的信息的初级转录物被差别剪接产生两个mRNA：一个用于IgM重链，而另一个用于IgD重链。成熟B细胞中，两者与轻链一起被翻译和表达在B细胞表面。类别转换经过T细胞和细胞因子的刺激，表面上表达IgM和IgD的B细胞能转换成其它的重链类别。这些刺激诱导VDJ易位及其将5'端插入另一个恒定区基因，导致新的初级转录物形成，并在VDJ编码区和新重链羧基端编码区之间的RNA被剪掉，得到新重链的mRNA,从而得到具有不同重链类别的抗体。造成多样性的途径•不依赖抗原的事件在DNA水平上，有多胚系V、D与J，V与J基因在DNA水平，V、D与J节段，或V与J节段随机组合在DNA水平，V、D与J节段不精确连接在蛋白质水平上，不同B细胞中轻链和重链V区不同组合的随机选择与配对•依赖抗原的事件在DNA水平，V区中体细胞突变，可以造成更高亲和力抗体结合部位当B细胞受抗原刺激后，其轻链和重链V区的DNA变得对体细胞突变特别敏感。这引起DNA核苷酸中的改变，因此引起由B细胞表达的抗体V区的氨基酸顺序的相应改变。结果，B细胞可能有不同的特异性，且不与原先的抗原结合或者不受原先抗原的刺激。然而，时常发生的是至少某些突变引起的氨基酸的改变，这些改变使B细胞上的抗体与其抗原的结合牢固性增加。这些B细胞将比原先的B细胞更有效地竞争抗原，并将分化成产生更高亲和性抗体（亲和力成熟）的浆细胞。受刺激的B细胞的抗原选择•在抗体对抗原应答期间产生抗体的总亲和力随时间而增加。在免疫应答期间，B细胞数量增多，抗原变得有限，导致在B细胞中存在着对抗原的竞争。而表达高亲和力抗体的B细胞能更成功竞争抗原，并且能克隆地扩增，从而对抗体库有更高的贡献。这也是在二次免疫应答中产生的抗体的亲和力比在初次应答中更高的原因。活化的B细胞的V区基因突变，产生更高亲和力抗体（亲和力成熟），这些B细胞有效地为循环着的抗体库做贡献。？F4同种异型和独特型•同种异型指Ig在同物种内不同个体之间呈现出的遗传标志。这些标志在个体中是不同的，因此，当注射给其Ig缺乏此同种异型的个体时，将引发针对该同种异型的免疫应答。通常是在Ig轻链或重链中少量氨基酸有差异的结果。例如，Km标志是人类κ链的一个同种异型，是在第191位亮氨酸与缬氨酸差异的结果，Gm标志是与IgG重链有关的同种异型。同种异型以严格的孟德尔方式进行遗传，通常对抗体分子的功能无意义。•独特型与抗体分子的结合部位有关的抗原决定簇被称为独特型，并且对由B细胞的同一克隆产生的全部抗体都是独特的。即，虽然所有抗体都有独特型决定簇，但是这些决定簇对不是由B细胞的统一克隆得到的抗体而言是不同的。事实上，人们自身的独特型可以被人们自身的免疫系统所识别。即，与一个抗体（独特型，D）的结合部位有关的氨基酸序列，甚至在产生它的个体中也是免疫原性的。英国免疫学家Jerne描述了网络学说，提出一系列独特型--抗独特型反应部分地担负免疫应答的调节，并因此与他人共同获得了1984年诺贝尔生理学奖。•抗原X启动生产对X反应的抗体（D）。这一新的抗原D被识别为外源的，并产生针对它的免疫应答（IR）（即IRtoD）。IRtoD抑制D的产生。IRtoD有它自身的独特型（E），E可看成外源的，并对它产生IR。如此IRtoE能抑制E的产生。在E缺乏时，D将不受抑制。因此I