B细胞,体液免疫,抗体PPT演示课件

IMMUNOGLOBULINANTIBODY,免疫球蛋白和抗体,.,概念免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白分子的抗原性五类 Ig 的特性与功能单克隆抗体,.,一、概念, 抗体（antibody Ab）：是由 B 细胞识别抗原后，增殖分化为浆细胞所产生的能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。,.,二、免疫球蛋白的结构,.,Ig的基本结构, 四肽链结构 两条轻链（ L链 ）: 214 个氨基酸 分 和 两型 两条重链（ H链 ）: 450 550 个氨基酸 分、五类,., 可变区和恒定区 可变区：VH、VL 高变区（ hypervariable region，HVR ） 互补性决定区（complementarity determining region，CDR ） 骨架区（ framework region，FR ） 恒定区：CH、CL CH1、CH2、CH3,.,.,.,Ig的功能区, VL VH：与抗原特异性结合的部位 CL CH1：具有同种异型的遗传标志 CH2：是结合补体及穿过胎盘的部位 Ig G CH3：结合细胞（单核吞噬细胞、B细胞、 NK细胞） Ig G 结合补体 Ig M 结合细胞（肥大细胞、嗜碱性粒细胞） Ig E 铰链区：与 Ig 的构型变化有关,.,.,.,.,Ig的酶解片段, 木瓜蛋白酶（papain）： 形成 2 Fab + Fc 胃蛋白酶（pepsin）： 形成 F( ab )2 + pFc,.,.,J链和分泌片, J 链（joning chain）：通过二硫键连接在 链和 链羧基端的半胱氨酸上，形成二 聚体和五聚体 分泌片（secretory piece，SP）：由黏膜上皮细胞合成，以非共价形式结合在 Ig 上， 具有抵抗蛋白水解酶的作用，并介导IgA的 转运。,.,.,.,三、免疫球蛋白的生物学功能,., 与抗原特异性结合 特异性 可逆性 交叉反应性 活化补体 结合Fc受体 调理作用 ADCC（antibody dependent cell- mediated cytotoxicity) 穿过胎盘和黏膜,.,.,C1q与IgG、IgM结合的特点,.,调理作用：抗体（IgG）的 Fc 段与中性粒细胞、巨噬细胞 上的 FcR 结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用,.,.,.,四、免疫球蛋白分子的抗原性,., 同种型（isotype）： 指同一种属不同个体Ig 分子共有的抗原特异性, 同种异型（allotype）：指同一种属不同 个体之间 Ig 分子抗原特异性的差异 独特型（idiotype，Id）：由不同 B 细胞 克隆所产生的 Ig 分子 V 区所具有的抗原 特异性。又称独特位（idiotopy）或独特 型抗原决定簇,.,五、五类 Ig 的特性与功能,.,Ig G, 血清中含量最高，占血 Ig 总量的 75 主要由脾脏及淋巴结中的浆细胞合成，出生后 3 个月开始, 3 5 岁达成人水平 半衰期最长，为 20 23 天 由经典途径活化补体 是唯一可以穿过胎盘的抗体 是再次体液免疫应答产生的主要抗体 参与 ADCC 及 SPA 协同凝集作用 参与某些自身免疫病及超敏反应,.,Ig A, 主要由黏膜相关淋巴样组织产生，4 6 个月开始合成，4 12 岁达成人水平 Ig分为 Ig A1 和 Ig A2 两个亚类 Ig A1 （血清型IgA）主要存在于血清中，占血清 Ig 总量的 10% 左右，占 Ig A 的 85% Ig A2 （分泌型IgA）主要存在于外分泌液中，少数存在于血清中，为双体结构，是黏膜局部重要的抗体 SIg A为双体结构，是黏膜局部重要的保护性抗体,.,Ig M, Ig M 由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生，占 Ig 总量 的 5 10 Ig M 在个体发生及初次免疫应答中产生最早 Ig M 分子量最大，为五聚体 天然血型抗体为 Ig M 类抗体 Ig M 调理作用最强，在体内有重要的免疫保护作用 Ig M 不能通过胎盘，如在新生儿体内检出，则表明 有垂直感染 SmIg M 为 B 细胞表面主要的抗原识别受体,.,Ig D, 主要由脾脏及扁桃体中浆细胞产生，占 Ig 的 1左右 SmIg D 是 B 细胞表面主要受体，B 细胞表达 SmIg D 时是 B 细胞成熟的标志 Ig D的功能不清,.,mIg的结构,.,Ig E, 由扁桃体、支气管、胃肠道黏膜固有层浆细胞 产生 Ig E 在体内含量最少，仅占 Ig 的 0.002% 左右 抗寄生虫感染Ig E 主要参与机体的 I 型超敏反应,.,六、多克隆抗体与单克隆抗体,.,多克隆抗体（polyclonal antibody)具有多个抗原决定基的抗原刺激多个B细胞克隆所产生的抗体的混合体,.,多价抗原,.,单克隆抗体（ monoclonal antibody ） 由一个识别一种抗原表位的 B 细胞克隆产生的同源性抗体，称为单克隆抗体 ( monoclonal antibody, mAb ),.,.,适应性免疫应答细胞B淋巴细胞,.,B细胞的来源与分布 人类B细胞来自骨髓的造血干细胞，并 在骨髓中发育成熟 人B细胞占外周血淋巴细胞的5% 25% 在淋巴结中占淋巴细胞的25% 在脾脏中为淋巴细胞的50% 骨髓中淋巴细胞主要为B细胞 胸腺中B淋巴细胞含量较少（1%）,.,B细胞表面分子标记B淋巴细胞的功能,.,B淋巴细胞表面的分子,., B细胞抗原受体BCR复合物 BCR复合物- 由识别和结合抗原的胞膜免疫球蛋白和传递抗原刺激信号的Ig和Ig异源二聚体组成。 CD19-CD21-CD81:BCR辅助受体，对B细胞活化第一信号的产生起促进和增强作用。 CD40:组成性表达于成熟B细胞，其配体为活化的T细胞表达的CD40L，是重要的协同刺激分子 CD80/CD86:配体为T细胞表面CD28，是重要的协同刺激分子 其他：CR1(CD35)、CR2(CD21)、CD20、CD22、CD32,.,BCR复合物,.,.,产生抗体：中和病毒、调理吞噬、激活补体 呈递抗原：向T细胞呈递可溶性抗原免疫调节,B淋巴细胞的功能,.,B细胞的分化过程可分为两个阶段 抗原非依赖期：在中枢免疫器官中进行，与抗原 刺激无关 抗原依赖期：在外周免疫器官中进行，依赖抗原 刺激 抗原非依赖期 抗原依赖期 多能 祖B 前B 不成熟 成熟 浆 干细胞 细胞 细胞 B细胞 B细胞 细胞 链 mIgM mIgM mIgD,B细胞的发育成熟,.,.,BCR基因结构,.,BCR的基因结构： H链基因：位于第14号染色体长臂上，由V、 D、J、C四种基因片段组成 链基因：位于第2号染色体的短臂上，由V、 J、C三种基因片段组成 链基因：位于第22号染色体上长臂上，由V、 J、C三种基因片段组成 人BCR的功能性基因片段数,.,.,Ig H基因：V、D、J、C基因片段 VH基因：以鉴定出119个，其中有65个功能性基因片段。 编码VH N端 96 101个氨基酸（包括：CDR1、CDR2 和 三个骨架区） DH基因：人类有30个功能性D基因片段，可编码5 9个 氨基酸，构成VH功能区的CDR3 JH基因：人类有 9 个基因片段，其中有 6 个功能性基因， 编码15 17个氨基酸，构成VH功能区的部分 CDR3 和第 四个骨架区 C基因：人类有 9 个基因片段，从 5 起分别为 C、C、 C3、C1、 C1、C2、C4、C、C，除外，其他8个 片段的5 端各有一个无编码功能的转换区（S区）,.,Ig基因：V、J、C基因片段 V基因：人类约有 85 个基因片段，其中有 50个功能 性基因片段 J基因：人类有 5 个基因片段， V 与 J 基因片段重 组后，编码 链 V 区的 CDR1 和 CDR2 区，V 与 J 基因片段的连接处编码 CDR3 区 C基因：只有一个基因片段，编码 链的 C 区Ig 基因：V、J、C基因片段 V基因：含 50 100 个基因片段，其中有 40 个功能 性基因片段 J和C基因：有7个J-C基因位点，其中有4个功能 性基因组。V和J重组后编码CDR1、CDR2、CDR3,.,抗原识别受体多样性产生的机制,.,组合造成的多样性连接造成的多样性：在重排过程中，V、D、J基因片段的连接处可以丢失或加入数个核苷酸，从而增加了BCR和TCR的多样性。体细胞高频突变造成的多样性：发生在抗原刺激后外周淋巴器官生发中心的B细胞。常发生在V区的3个CDR区。突变后有些抗体分子结合抗原的亲和力随之升高。,.,适应性免疫应答：B淋巴细胞对抗原的识别和应答,.,绝大多数蛋白质类的抗原为 TD-Ag，该抗原诱导 B 细胞产生抗体时必须有 TH 细胞辅助抗体产生需要三种细胞共同参与，即单核巨噬细胞（APC细胞）、T 细胞（调节细胞）和 B细胞（效应细胞）,.,第一节：B细胞对TD抗原的免疫应答,一 B细胞对TD抗原的识别二 Th细胞在B细胞免疫应答中的作用三 B细胞的激活、增殖、和终末分化四 B细胞在生发中心的成熟,第二节：B细胞对TI抗原的免疫应答,第三节：体液免疫应答的一般规律,.,一） B细胞经由BCR识别抗原,一 B细胞对TD抗原的识别,BCR在B细胞激活中的作用： 抗原与mIg可变区特异结合，产生第一活化信号 内化与其结合的抗原，并进行加工处理，提呈给T细胞,B细胞识别抗原的特点： BCR不仅能识别蛋白质类抗原，也可识别多肽、核酸、多聚糖及小分子化合物 BCR可识别天然蛋白质构象决定基，故无需APC参与，也无MHC限制性,.,一） B细胞经由BCR识别抗原,一 B细胞对TD抗原的识别,参与B细胞识别和活化的分子 BCR：是特异性识别抗原的受体 Ig、Ig：是B细胞活化信号的转导分子 CD40：配体CD40L主要表达在活化的T细胞表面， 是重要的协同刺激分子 CD21：为II型补体受体，配体是C3d。可促进B细 胞的增殖，并参与记忆细胞的形成 CD19：是酪氨酸激酶的底物，在B细胞信号转导 中起极为重要的作用 CD81：功能不清,.,二）第一活化信号经由Ig、Ig传导入胞内,三）B细胞活化辅助受体的作用,四）BCR交联介导的信号转导途径,Ig/Ig胞浆区含有ITAM基序，BCR被多价抗原交联，启动信号的转导。信号转导后，结合抗原的BCR被内化。,CD19/CD21/CD81/CD225：CD19募集含有SH2的信号分子。炎症或补体激活下，补体成分C3d把辅助受体复合物与BCR复合物交联，CD19传递信号加强了BCR传递的信号。B细胞对抗原的敏感性增加100-1000倍。,BCR识别抗原 Ig/Ig传递信号 转录因子活化 启动特异基因转录 细胞增殖分化，赋予特定功能。,一 B细胞对TD抗原的识别,.,二 Th细胞在B细胞免疫应答中的作用,一）Th细胞对B细胞的辅助,1 APC与Th细胞之间的相互作用2 T细胞提供B细胞活化的协同刺激分子；3 B细胞活化的信号4 活化的Th细胞分泌细胞因子，对B细胞起辅助作用。5 这是两个相互独立的过程，不是同时发生的。活化的B才具有抗原提呈功能。,.,二 Th细胞在B细胞免疫应答中的作用,二）T细胞的辅助作用发生于T细胞区和生发中心,抗原特异性T细胞如何辅助抗原特异B细胞？,.,三 B细胞的激活、增殖和终末分化,.,四 B细胞在生发中心的分化成熟,一）抗原受体的修正,体内识别自身抗原的B细胞发生VDJ基因重排，使其编辑成为针对非自身抗原,二）体细胞性高频突变和Ig亲和力成熟,Ig V区基因突变率为1/103，体细胞高频突变和Ig基因重排导致了BCR多样性的产生。表达高亲和力BCR的B细胞摄取提呈抗原，激活Th细胞，并被Th细胞辅助下增殖，产生高亲和力抗体。此为抗体亲和力成熟。,.,四 B细胞在生发中心的分化成熟,三）Ig 同种型转换,四）记忆B细胞的产生,每个B细胞开始时一般均表达IgM，但随后即可表达和产生IgG、 IgA或 IgE，这个变化即为Ig 同种型转换。是指抗体可变区不变，而恒定区改变的现象Ig 同种型转换在抗原诱导下发生，并接受T细胞分泌的细胞因子的调节。,记忆细胞不产生Ig，但再次与同一抗原相遇时可迅速活化，产生大量抗原特异Ig。,.,二 B细胞对TI抗原的免疫应答,TI-1抗原又称B细胞丝裂原，如脂多糖 高浓度的TI-1抗原可非特异性激活多克隆B细胞，丝裂原受体参与。 低浓度的TI-1抗原可特异性活化B细胞克隆，BCR参与。 无需Th细胞预先致敏和克隆扩增，比TD抗原应答早。,TI-2抗原仅含有多个重复的B细胞表位，仅使成