医学免疫学—抗体

1、Immunoglobulin，IgTypes of adaptive immune responsesCalled a B-cell responseas the cells involved are derived from bone marrowCalled a T-cell responseas the cells involved are derived from the thymusl一、基本概念l二、免疫球蛋白的分子结构l三、免疫球蛋白的生物学活性l四、五类免疫球蛋白的特点与功能l五、抗体的人工制备l抗体抗体（Antibody，Ab）：指B淋巴细胞受抗原刺激后活化、增殖、分化成为浆

2、细胞，产生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。l免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。包括：具有免疫活性的正常抗体 没有抗体活性的异常免疫球蛋白所以：抗体一定是免疫球蛋白 免疫球蛋白不一定都是抗体l丙种球蛋白丙种球蛋白：因抗体在电泳时，大部分因抗体在电泳时，大部分在在区带，故将抗体称为区带，故将抗体称为球蛋白球蛋白或或丙种球蛋白丙种球蛋白。但对免疫血清进一步定量但对免疫血清进一步定量分析发现，具有抗体活性分析发现，具有抗体活性的球蛋白并不一定都泳动的球蛋白并不一定都泳动到到位，在位，在位的球蛋白也位的球蛋白也不一定都有抗体

3、活性。不一定都有抗体活性。（一）免疫球蛋白的基本结构：（一）免疫球蛋白的基本结构：由四条多肽链组成，呈由四条多肽链组成，呈“Y”或或“T”型型1.组成：组成：（1）2条长链，又称条长链，又称重链重链（Heavy chain，H链）：链）：含含450-550aa，分子量为，分子量为55-75KD。（2）2条短链，又称条短链，又称轻链轻链（Light chain，L链）：链）：含含214aa，分子量为，分子量为25KD。l2.分类及分型：分类及分型：l根据重链氨基酸组成、序列及结构的差异，将根据重链氨基酸组成、序列及结构的差异，将Ig分为五类，即分为五类，即IgM () 、IgG () 、IgA(

4、)、IgD()、IgE()l根据轻链氨基酸组成、序列及结构的差异，可将根据轻链氨基酸组成、序列及结构的差异，可将轻链分为两型：轻链分为两型：和和型型 l3.分区：分区：l根据根据H、L链氨基酸组成及序列变化大小，可分为：链氨基酸组成及序列变化大小，可分为：l可变区可变区（variable region，V区）：近氨基端（区）：近氨基端（N端）端）L链的链的1/2（VL）和）和H链的链的1/4或或1/5（VH）l恒定区恒定区（constant region，C区）近羧基端（区）近羧基端（C端）端）L链的链的1/2（CL）和）和H链的链的3/4或或4/5（CH）可变区可变区恒定区恒定区恒定区恒定区

5、l超变区超变区( hypervariable region, HVR )指在指在V区内氨基酸组成及序列变化最为剧烈的特定部位。区内氨基酸组成及序列变化最为剧烈的特定部位。l互补决定区互补决定区( complementarity determining region, CDR )VL、VH的超变区受链内二硫键作用而折叠成特定的空间的超变区受链内二硫键作用而折叠成特定的空间构型，供抗原决定簇互补结合，故将超变区又称为互补构型，供抗原决定簇互补结合，故将超变区又称为互补决定区。决定区。l骨架区骨架区（framework region, FR）Ig超变区之外的部位，其氨基酸序列、组成相对保守超变区之外

6、的部位，其氨基酸序列、组成相对保守;作用：稳定作用：稳定CDR结构，以利结构，以利CDR与抗原决定簇精细特异与抗原决定簇精细特异地结合。地结合。（二）（二）Ig的其它结构：的其它结构：lJ 链链（Joining chain, J）由由浆细胞浆细胞合成的酸性糖蛋白。合成的酸性糖蛋白。作用：在作用：在Ig羧基端连接羧基端连接Ig单体成为双体（单体成为双体（sIgA）或五）或五聚体（聚体（IgM），起稳定多聚体结构及参与体内运转的），起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用。作用。l分泌片分泌片（secretory piece，SP）由由粘膜上皮细胞粘膜上皮细胞合成的糖蛋白。合成的糖蛋白。作用：保护作用

7、：保护SIgA抵抗外分泌液蛋白酶的降解。利于抵抗外分泌液蛋白酶的降解。利于SIgA分泌到粘膜表面。分泌到粘膜表面。（三）（三）Ig的功能区及功能：的功能区及功能：l定义：定义：Ig的的H链、链、L链每隔链每隔110个氨基酸由链内二硫个氨基酸由链内二硫键连接构成一个能行使特定功能的球形结构，称为键连接构成一个能行使特定功能的球形结构，称为Ig的功能区。的功能区。l功能分区：功能分区：（1）L链：链：VL、CL（2）H链：链：VH、CH1、CH2、CH3（CH4）（3）铰链区铰链区：位于：位于CH1、CH2之间，富含大量脯氨酸之间，富含大量脯氨酸和二硫键，不易形成和二硫键，不易形成螺旋，对蛋白酶处

8、理敏感螺旋，对蛋白酶处理敏感l各功能区的作用：各功能区的作用： 1）VL、VH：与抗原特异结合的部位：与抗原特异结合的部位 2）CL、CH1：Ig同种异型的的遗传标记同种异型的的遗传标记 3）CH2：补体结合位点所在，：补体结合位点所在，IgG可借可借CH2区主动区主动通过胎盘由母体传给胎儿。通过胎盘由母体传给胎儿。 4）CH3/CH4：具有与多种细胞结合的功能。不同的具有与多种细胞结合的功能。不同的Ig结合不同的细胞，产生不同的免疫效应。结合不同的细胞，产生不同的免疫效应。 5）铰链区）铰链区：利于抗体分子超变区与抗原决定基吻利于抗体分子超变区与抗原决定基吻合；合； Ag和和Ab结合后，铰链

9、区发生构型变化，使结合后，铰链区发生构型变化，使CH2补体结合位点暴露，补体得以结合。补体结合位点暴露，补体得以结合。(四）四）Ig的水解片段：的水解片段：1木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（papain）酶解部位：重链间二硫键近氨基端酶解部位：重链间二硫键近氨基端形成片段：两个相同单价抗原结合片段（形成片段：两个相同单价抗原结合片段（FabFab） 一个可结晶片段（一个可结晶片段（FcFc）功能：功能：FabFab：保留与抗原特异结合的功能，但是：保留与抗原特异结合的功能，但是 单价的单价的 FcFc：保留重链的抗原性及相应功能区的：保留重链的抗原性及相应功能区的 生物活性生物活性 2 2胃蛋白酶胃蛋白

10、酶（pepsin）酶解部位：重链间二硫键近羧基端酶解部位：重链间二硫键近羧基端形成片段：双价的抗原结合片段形成片段：双价的抗原结合片段F(ab)F(ab)2 2 多肽碎片多肽碎片 pFcpFc功能：功能：F(ab)F(ab)2 2：具有与抗原特异结合的功能，：具有与抗原特异结合的功能， 而且是双价的而且是双价的 pFcpFc：无任何生物活性的小分子多肽碎片：无任何生物活性的小分子多肽碎片3 3Ig水解片段研究意义水解片段研究意义（1 1）阐明）阐明IgIg的结构及生物活性的结构及生物活性（2 2）经酶降解的）经酶降解的IgIg，不仅可浓缩制备，而且可提高疗效，不仅可浓缩制备，而且可提高疗效，减

11、少超敏反应的发生。减少超敏反应的发生。1特异性结合抗原特异性结合抗原2激活补体激活补体：IgG、IgM3结合细胞结合细胞 Fc受体受体（1）调理吞噬作用：）调理吞噬作用：IgG、IgM（2）ADCC作用：作用：IgG、IgA、IgE（3）介导）介导I型超敏反应：型超敏反应：IgE4选择性转移选择性转移：IgG、SIgAl同种型同种型指同一物种内所有个体共有的指同一物种内所有个体共有的Ig的抗原特异性结构。同的抗原特异性结构。同种型抗原决定簇存在于种型抗原决定簇存在于Ig的的CH、CL区。区。l同种异型同种异型指同一物种内不同个体间的指同一物种内不同个体间的Ig在抗原性上的差异。同种在抗原性上的

12、差异。同种异型抗原决定簇存在于异型抗原决定簇存在于Ig的的CH1、CL区的特定部位。区的特定部位。l独特型独特型同一个体内不同同一个体内不同B细胞克隆产生的细胞克隆产生的Ig V区的抗原特异性区的抗原特异性各不相同，其超变区各自具备的独特抗原决定簇结构，各不相同，其超变区各自具备的独特抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。称为抗体的独特型。独特型决定簇存在于独特型决定簇存在于Ig的超变区。的超变区。 1IgG：（单体）（单体）l（1）分）分4个亚类：个亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4l（2）血清含量最高（）血清含量最高（75%），分子量最小），分子量最小l（3）出生后）出生后3月开始合

13、成，半衰期长月开始合成，半衰期长21天左右天左右l（4）唯一通过胎盘的）唯一通过胎盘的Igl（5）丙种球蛋白的主要成分）丙种球蛋白的主要成分l（6）抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应）抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应2IgM：（五聚体或单体）（五聚体或单体）l五聚体五聚体IgM：l（1）分子量最大，存在于血流中，抗败血症）分子量最大，存在于血流中，抗败血症l（2）合成最早、半衰期短，用于早期诊断、）合成最早、半衰期短，用于早期诊断、 产前诊断产前诊断l（3）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用l（4）血型抗体主要为）血型抗体主要为IgMl（5）参与自身免疫、

14、超敏反应）参与自身免疫、超敏反应l单体单体IgM：SmIgM为为B细胞最早出现的重要表面标志细胞最早出现的重要表面标志 3.IgA： l血清型血清型IgA：单体，存在于血清中，免疫作用弱单体，存在于血清中，免疫作用弱l分泌型分泌型IgA：双体、三体及多体双体、三体及多体l（1）存在于乳汁、唾液及外分泌液中）存在于乳汁、唾液及外分泌液中l（2）局部免疫、激活补体（替代途径）、）局部免疫、激活补体（替代途径）、ADCC4IgD：l（1）血清含量低（）血清含量低（1%）l（2）为）为B细胞的分化受体细胞的分化受体l（3）防止免疫耐受的发生）防止免疫耐受的发生5IgE：l（1）正常时含量极低（）正常时

15、含量极低（0.002%）l（2）与）与I型超敏反应有关型超敏反应有关l（3）抗寄生虫免疫）抗寄生虫免疫1.多克隆抗体多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb)多数天然抗原具有多种抗原决定基，注入机体后可刺激多数天然抗原具有多种抗原决定基，注入机体后可刺激多个多个B细胞克隆发生免疫应答，产生多种相应抗体，这细胞克隆发生免疫应答，产生多种相应抗体，这种由多个克隆细胞产生的多种抗体混合物，即为多克隆种由多个克隆细胞产生的多种抗体混合物，即为多克隆抗体。抗体。2.单克隆抗体单克隆抗体(Monoclonal antibody, McAb)由一个始祖细胞增殖由一个始祖细胞增殖、分化所产生的遗传性状完全分化所产生的遗传性状完全相同的细胞群，称为克隆。相同的细胞群，称为克隆。由一个由一个B细胞克隆产生的只作用于某一抗原决定基细胞克隆产生的只作用于某一抗原决定基的均一抗体，称为单