《绪论和抗体》PPT课件.ppt

第一章 绪论 王军阳 副教授 免疫学与病原生物学系,一、免疫（immunity）的概念 传统概念 即免除劳役/瘟疫的意思 现代概念 免疫是指机体识别和排除抗原性异物的特异性生理反应，其作用是维持机体的生理平衡和稳定，其结果通常对机体是有利的，但在一定条件下也可以有害。,免疫学概述,二、免疫的功能 免疫防御 ：免疫缺陷/超敏反应 免疫监视 ： 肿瘤/病毒持续感染 免疫稳定 ：自身免疫耐受和免疫 调节两种机制。神经-内分泌-免疫。 自身免疫病,三、免疫应答的类型及作用 按照获得的方式和作用特点，分为固有免疫（innate immunity）和适应性免疫（adaptive immunity）两类。 （一）固有免疫 固有免疫是人类在种系进化和个体发育过程中逐渐形成的防御功能，是机体抵御病原体侵袭的第一道防线。在个体出生时即具备，又称非特异性免疫（non-specific immunity）。,构成成分 屏障结构（皮肤粘膜屏障、血胎屏障、血脑屏障）；固有免疫细胞 ；固有免疫分子 特点：生来就有 能遗传给后代 具有种的差异 作用无特异性 是特异性免疫的基础,（二）适应性免疫 适应性免疫是个体出生后，在生活过程中接触病原微生物等特定抗原后产生的免疫，仅针对该特定抗原发生反应。又称特异性免疫（specific immunity）。 执行特异性免疫的是抗原特异性淋巴细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞。,特点： 出生后形成，需抗原刺激 特异性 耐受性 记忆性 建立在非特异性免疫的基础上，又 促进非特异性免疫 可被动转移,四、免疫系统 免疫系统包括免疫器官和组织、免疫细胞和免疫分子。 一、免疫器官: 中枢免疫器官: 骨髓(Bone Marrow) 胸腺(Thymus) 外周免疫器官： 脾脏（ spleen ） 淋巴结（ lymphnodes ） 黏膜伴随淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue , MALT）,第二章 抗体和免疫球蛋白 Antibody & Immunoglobulin, Ig,一、基本概念 抗体（antibody, Ab）B细胞接受抗原刺激后演变为浆细胞，由浆细胞合成分泌的，并能与相应的抗原发生特异性结合的球蛋白。 * 免疫球蛋白（Ig） 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的 球蛋白。 抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。,*,二、免疫球蛋白的结构 （一）Ig的基本结构（以单体为例）* 1. 二条相同的L链和二条相同的H链借二硫键 连接呈“Y”字形。 L链约214氨基酸/条，: 2:1。 H链约450550氨基酸/条，根据重链抗原性的差异可将其分为5类： IgM IgG IgA IgD IgE,2. 有氨基端（N端）和羧基端（C端） 3.有可变区（V区）和恒定区（C区） L链的VL (1/2) V区： H链的VH (1/4或1/5 ) L链的CL C区： H链的CH（CH1 CH2 CH3 ） IgM和IgE有4个结构域CH1-4,*,4. 高变区（HVR） 位于可变区中（VL和VH）氨基酸组成和排列顺序更易变化的区段，各有3个。又称为互补决定区（CDR）。构成抗原结合部位。 * 5. 铰链区（hinge region） 位于CH1CH2之间，包括H链间二硫键，富含脯氨酸，易发生伸展及转动,*,（二）J链和分泌片 J链 （Joining chain ）富含半胱氨酸，由浆细胞合成，借二硫键连接到链或 链。 分泌片（SP/SC）由粘膜上皮细胞合成和分泌，结合到IgA二聚体上。抗蛋白水解酶，保护SIgA的铰链区。同时介导SIgA的转运。,（三）单体、双体、五聚体,（四）功能区及其功能 * L链 VL CL H链 VHCH1CH2CH3(CH4) VL和VH 抗原结合部位 CL和CH1 具有部分同种异型的遗传标记 CH2 补体结合位点（IgG），通过胎盘 CH3 结合细胞（IgG），活化补体（IgM） CH4 结合细胞（IgM） 铰链区 可自由转动和伸展,*,（五）酶解片段 1. 木瓜蛋白酶（papain）水解IgG 裂解部位：IgG H链链间二硫键近N端 木瓜蛋白酶IgG2FabFc 2. 胃蛋白酶（pepsin）水解IgG 裂解部位：IgG H链链间二硫键近C端 胃蛋白酶IgGF(ab)2 pFc 3. 意义 用于研究Ig的结构和功能 指导临床应用，避免过敏反应,三、抗体血清型 （一）同种型(isotype) 是指同一种属内所有个体的Ig共有的抗原特异性标 记。主要位于CH和CL上。 1. Ig的类和亚类 根据重链恒定区抗原性的差异，可将Ig分为五大类。再根据铰链区氨基酸组成和二硫键的数目分为若干亚类。 IgM(链) CH IgG(链) IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 Ig 五类 IgA(链) IgA1 IgA2 IgD(链) IgE(链),2. Ig的型和亚型 根据轻链恒定区（CL）抗原性差异分为两型：型型（:2:1） (二) 同种异型 (allotype) 同一种属不同个体间的Ig抗原性的不同。可作为一种遗传标记。分布在C区。 (三)独特型 （idiotype） 独特型是指存在于Ig分子V区上的抗原特异性。由高变区的氨基酸组成、排列和构型（独特型抗原决定簇）所决定的。 抗独特型抗体,四、抗体的生物学功能 （一）与抗原特异性结合 中和毒素作用 中和病毒作用 （二）激活补体 IgG13和IgM活化补体经典途径 凝集的IgA、IgG4激活旁路途径,（三）结合细胞（结合Fc受体） IgG Fc段与吞噬细胞Fc受体结合，介导 调理吞噬作用（opsonization） 2. IgG Fc段与NK细胞Fc受体结合，介导 ADCC效应（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity） IgE Fc段与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面 Fc受体结合，介导I型超敏反应,（四）通过胎盘和粘膜 1. IgG是唯一可通过胎盘的抗体，是胎儿 和新生儿抗感染的主要抗体。 IgG（母体）胎盘FcRn胎儿 2. SIgA呼吸道、消化道黏膜,五、各类免疫球蛋白的生物学特性与功能 （一）IgG 单体，有4个亚类，在血清中含量最高，约占血清总Ig的75%，出生后3个月开始合成，分布于血液及组织液中，半衰期为23天。是再次应答的主要Ig。,1. 具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用，起主力 免疫作用。 2. 激活补体 IgG13激活经典途径 溶菌杀菌 IgG4 激活旁路途径 3. 通过胎盘 4. 结合细胞，介导调理作用和ADCC效应 5. 某些自身抗体IgG可引起II、III型超敏反应,（二）IgM 五聚体，90kD，分子量最大，巨球蛋白，约 占血清总Ig的510%，胚胎晚期合成，半衰期 短，约5天 。是初次应答的主要Ig 。 1. 早期抗菌、抗病毒、抗毒素抗体，起先锋 免疫作用。 2. 活化补体 比IgG强大。,3. 不能通过胎盘，若脐血中检出IgM，提示 宫内有感染。 4. 天然血型抗体属于IgM。 5. 在B细胞表面起抗原受体作用（mIgM） 6. 某些自身抗体IgM，可引起型、型超 敏反应,（三）IgA 血清型IgA：单体，出生后4-6个月开始合成，占血清总Ig的10%，半衰期约56天，可介导调理作用和ADCC效应。 分泌型IgA（SIgA）： 二聚体，分布于初乳、唾液、泪液、胃肠液、气管分泌液等外分泌液中，在免疫防护中起局部免疫作用。,阻止病原微生物吸附于粘膜和易感染细 胞，在粘膜局部发挥抗菌、抗病毒、抗毒素作用。 2. 通过母乳转移给婴儿，执行自然被动免疫 3. 抗肠道寄生虫感染,（四）IgD 为单体，血清含量少（1%）。在B细胞表面起抗原识别受体作用（mIgD），是B细胞分化成熟的标志。 （五）IgE IgE为单体，血清含量极少，主要由黏膜下浆细胞分泌。为亲细胞抗体，无铰链区，有CH4区，介导I型超敏反应,六、 单克隆抗体(McAb) Monoclonal Antibody,*克隆(clone)是指由一个祖先细胞经分化、增埴所产生的遗传性状完全相同的细胞系或细胞群。 *多克隆抗体(pAb):由多个B细胞克隆产生的针对多种不同抗原表位的免疫球蛋白。 *单克隆抗体(McAb)：由单一B细胞克隆针对某一特定抗原表位所产生的，只能与该抗原表位结合的均一特异性Ab。 抗体形成细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞 McAb,1.基本概念与原理,*杂交瘤细胞(hybridoma) ：2个或2个以上不同特性细胞（其中一个是瘤细胞）融合组成的异型核细胞。具有两种亲本细胞的基因和特性。该项技术称为杂交瘤技术。 * 1975年，kohler 和milstein应用小鼠骨髓瘤 细胞和绵羊红细胞致敏的小鼠脾细胞融合,得到 的一融合杂交细胞既能稳定持续生长,又能分泌 抗SRBC抗体,将这种杂交细胞系统称为杂交瘤。,1.基本概念与原理, 抗原无须纯化 (2) 来源于同一细胞克隆,所分泌的抗体分子在 结构上高度均一,甚至在氨基酸序列及空间 构型上均相同. 由于抗体识别抗原分子上单一抗原决定簇, 且所有抗体分子均相同，由此单克隆抗体具 有高度特异性. 产生该抗体的为一无性繁殖细胞系,且可长期 传代并保存，为此可持续稳定生产同一性 质的抗体,2.主要特点,七、基因工程抗体,1、人源化抗体 2、人鼠嵌合抗体 3、双特异性抗体 4、小分子抗体,人源化抗体：将人的轻、重链基因通过脂质体导入或原生质体融合入小鼠胚胎干细胞,获得含目的抗体的轻链和重链的小鼠后,与内源性轻、重链双缺失的小鼠杂交,可筛选到能产生目的抗体的小鼠。 人鼠嵌合抗体：应用DNA 重组技术将小鼠抗体基因上的可变区与人抗体基因的恒定区重组,再将重组后的基因导入骨髓瘤细胞中表达,使可变区人源化。这种抗体相对于其它人源化抗体的优点在于技术路线简单,易于操作;抗体完整性好,在体内的潴留时间长;鼠源抗体的亲和力和特异性都得到了保留,在临床上具有良好的应用前景。,双特异抗体(Bispecific antibody) 是含有两个不同配体结合位点的免