第四章免疫球蛋白

1、1什么是抗毒素？什么是抗毒素？2什么是免疫球蛋白？什么是免疫球蛋白？3能否用其他免疫球能否用其他免疫球蛋白代替破伤风免蛋白代替破伤风免疫球蛋白紧急预防疫球蛋白紧急预防破伤风？破伤风？教学目标教学目标 掌握：掌握：抗体（抗体（Ab）和免疫球蛋白（）和免疫球蛋白（Ig）的概念）的概念； Ig（抗体）的功能（抗体）的功能； Ig分类及各自特性。分类及各自特性。 熟悉：熟悉：Ig的基本结构的基本结构 Ig水解片段水解片段 是是B B细胞识别抗原细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞后增殖分化为浆细胞, ,由浆细胞所合由浆细胞所合成和分泌的一类能与成和分泌的一类能与相应相应抗原发生抗原发生特异性结合特异性结合的

2、球蛋的球蛋白。主要白。主要存在于血清存在于血清等体液中，是等体液中，是介导体液免疫介导体液免疫的重的重要效应分子要效应分子。抗体抗体 概念：概念： 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，称为免疫球蛋白。免疫球蛋白（免疫球蛋白（Ig）抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性。有抗体活性。A A：抗体：抗体 B B：免疫球蛋白：免疫球蛋白免疫球蛋白存在形式分泌型（secreted Ig, sIg）：主要存在于血液及组织液中，具有抗体的各种功能。膜 型（membrane Ig, mIg）：构成B细胞膜上的抗原受体。p四条肽链组成四条肽链组成,

3、Y,Y型结构型结构p2 2条重链条重链（Heavy chainHeavy chain，简写为，简写为H H）p2 2条条轻链轻链（ Light chainLight chain，简写为简写为L )L )p链间通过二硫键连接链间通过二硫键连接p可变区可变区+ +恒定区恒定区+ +铰链区铰链区 V V区区+ C+ C区区+ hinge region+ hinge region 免疫球蛋白的一级结构免疫球蛋白的一级结构免疫球蛋白分子结构免疫球蛋白分子结构505075kDa75kDa，450-550450-550个氨基酸个氨基酸残基组成。残基组成。根据各类免疫球蛋白重链恒定根据各类免疫球蛋白重链恒定区

4、氨基酸组成和排列顺序不相区氨基酸组成和排列顺序不相尽同，因而抗原性不同，将尽同，因而抗原性不同，将Ig分为五类。分为五类。H： Ig: IgA IgG IgM IgD IgE 重链重链（heavy chain，H链链） 25kDa25kDa，214214个氨基酸残基个氨基酸残基组成。组成。 分分 链和链和 链两种，据此将链两种，据此将IgIg分为分为 型和型和 型。型。 轻链（轻链（light chainlight chain，L L链）链）p恒定区恒定区：靠近：靠近C C端端氨基氨基酸序列相对稳定的区域酸序列相对稳定的区域p恒定区占重链恒定区占重链3/43/4，占，占轻链轻链1/21/2免疫

5、球蛋白的免疫球蛋白的C C功能区功能区恒定区（恒定区（C区）区）p可变区可变区：Ig轻链和重链轻链和重链中中靠近靠近N N端端氨基酸氨基酸序列序列变化变化较较大的区域大的区域p分别占轻分别占轻链的链的1/21/2和和重重链的链的1/41/4 p各含各含3 3个高变区个高变区(HVR), (HVR), 4 4个骨架区个骨架区可变区可变区（V V区）区）p CDR1、CDR2、CDR3 p 氨基酸组成和顺序高氨基酸组成和顺序高度可变度可变p 共同组成抗原结合部位共同组成抗原结合部位互补决定区（互补决定区（CDRCDR）/ / 高变区高变区(HVR(HVR) )抗体的互补决定区与抗原表位结合的模型抗

6、体的互补决定区与抗原表位结合的模型V区中非互补决定区中非互补决定区部位的氨基酸组区部位的氨基酸组成和排列相对保守。成和排列相对保守。骨架区（骨架区（FRFR）p 位于位于CH1CH1与与CH2CH2之间可转动的区之间可转动的区p 易伸展弯曲，改变两个结合抗易伸展弯曲，改变两个结合抗原的原的Y Y形臂之间的距离，利于形臂之间的距离，利于Ig双臂同时结合不同抗原决定簇双臂同时结合不同抗原决定簇 L L链：链：VLVL、CLCL H H链：链：VHVH、CH1CH1、CH2CH2、CH3CH3注：注：IgMIgM和和IgEIgE多一个多一个 CH4CH4免疫球蛋白的免疫球蛋白的功能区功能区 结构域结

7、构域 ( (功能区功能区) )：约由：约由110110个氨基酸组成。个氨基酸组成。 Ig分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结构构称为称为Ig的功能区或结构域。的功能区或结构域。V V区区功能区的作用功能区的作用（三）蛋白酶水解片段（三）蛋白酶水解片段1. 木瓜蛋白酶水解片段（木瓜蛋白酶水解片段（图图）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶IgG2Fab+Fc2. 胃蛋白酶水解片段（胃蛋白酶水解片段（图图）胃蛋白酶胃蛋白酶IgGF(ab)2+pFcFabFcPapain木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶水解片段（三）蛋白酶水解片段（三）蛋白酶水解片段1.木瓜蛋白酶水解片段

8、木瓜蛋白酶水解片段2 2Fab(Fab(抗原结合片段抗原结合片段) )：p由完整的轻链和重链的由完整的轻链和重链的VHVH和和CH1CH1功能区组成功能区组成p单价单价与抗原结合与抗原结合Fc (Fc (可结晶片段可结晶片段) ) ：p由除由除C CH1H1的所有的所有CHCH功能区功能区组成组成p与与FcFc受体结合的功能片受体结合的功能片段段p无抗原结合活性无抗原结合活性pepsinF(ab)2pFc2. 2. 胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段F(ab)F(ab)2 2: :p双价抗原结合片双价抗原结合片段段p与抗原结合可发生凝集反应和与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应沉淀反应pFcpFc

9、：p多肽碎片多肽碎片p无生物学活性无生物学活性水解片段水解片段V V区的功能区的功能 C C区的功能区的功能 激活补体激活补体 结合细胞表面结合细胞表面FcFc受受体体 穿过胎盘与粘膜穿过胎盘与粘膜 IgIg的功能的功能体外体外体内体内分泌型分泌型膜型膜型B B细胞抗原识别受体细胞抗原识别受体 免疫诊断免疫诊断 中和毒素中和毒素 中和病毒中和病毒 调理作用调理作用 ADCCADCC作用作用 介导介导I I型超敏型超敏反应反应第二节第二节 抗体的生物学作用抗体的生物学作用特异性特异性结合抗原结合抗原特异性结合抗原特异性结合抗原（一）（一）Ig VIg V区的功能区的功能激活补体激活补体 IgMI

10、gM、IgG1-3IgG1-3类抗体与抗原特异性结合后，其类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，暴露构型发生改变，暴露IgGIgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3CH3功能域功能域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。 IgAIgA、IgEIgE和和IgG4IgG4的聚合物可活化补体的旁路的聚合物可活化补体的旁路途径途径（二）（二）Ig CIg C区的功能区的功能 指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗颗粒性抗原原的作用，主要通过的作用，主要通过IgG的的Fc与吞噬细胞上的与吞噬细胞上的 IgG

11、Fc受体结合受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。调理作用调理作用ADCCADCC( (抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用) )指表达指表达FcFc受体的细胞（主要为受体的细胞（主要为NKNK、M M 、中、中性粒细胞性粒细胞）通过识别抗体的）通过识别抗体的FcFc段直接杀伤段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。被抗体包被的靶细胞。 ADCC作用作用 IgE的的Fc的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的的IgE Fc受体结合，使机体处于致敏阶段。当细受体结合，使机体处于致敏阶段。当细胞表面结合的胞表面结合的IgE与

12、相应的抗原结合后，可触发这与相应的抗原结合后，可触发这些细胞合成和释放生物活性物质，引起些细胞合成和释放生物活性物质，引起I超敏反应。超敏反应。介导介导型超敏反应型超敏反应 IgG通过胎盘是一种重要的通过胎盘是一种重要的自然被动免疫自然被动免疫机制，对机制，对于于新生儿抗感染新生儿抗感染有重要的意义。有重要的意义。 sIgAsIgA可被转运到消化道和呼吸道黏膜表面，是可被转运到消化道和呼吸道黏膜表面，是机机体黏膜局部免疫体黏膜局部免疫的重要因素。的重要因素。穿过胎盘和黏膜穿过胎盘和黏膜V V区的功能区的功能 C C区的功能区的功能 激活补体激活补体 结合细胞表面结合细胞表面FcFc受受体体 穿

13、过胎盘与粘膜穿过胎盘与粘膜 AbAb的功能的功能体外体外体内体内分泌型分泌型膜型膜型B B细胞抗原识别受体细胞抗原识别受体 免疫诊断免疫诊断 中和毒素中和毒素 中和病毒中和病毒 调理作用调理作用 ADCCADCC作用作用 介导介导I I型超敏型超敏反应反应特异性特异性结合抗原结合抗原注射破伤风抗毒素之前注射破伤风抗毒素之前需要先做皮试，为什么？需要先做皮试，为什么？抗毒素可以中和毒素抗毒素是动物血清，对人来说是抗原物质，重复注射会引起超敏反应胃蛋白酶水解片段（pFc）抗原性消失应用何种酶水解抗毒素可以应用何种酶水解抗毒素可以防止超敏反应，为什么防止超敏反应，为什么? ?紧急预防破伤风需要注射紧

14、急预防破伤风需要注射破伤风抗毒素，为什么？破伤风抗毒素，为什么？ 第三节第三节 五类免疫球蛋白的特性与功能五类免疫球蛋白的特性与功能 IgGIgG主要由脾和淋巴结中的浆细胞合成，于出生后主要由脾和淋巴结中的浆细胞合成，于出生后3 3个月开始合成，以单体形式存在于血液和细胞外个月开始合成，以单体形式存在于血液和细胞外液中，是血清和细胞外液中含量液中，是血清和细胞外液中含量最高的最高的IgIg，人类，人类IgGIgG有有IgG14IgG14四个亚类。四个亚类。 IgG (1) (1)单体分子；单体分子； (2)(2)四个亚类；四个亚类； (3)(3)血清中含量最高的血清中含量最高的IgIg； (4

15、)(4)半衰期最长半衰期最长；（5 5）再次应答的主要抗体再次应答的主要抗体 （6 6）唯一能通过胎盘抗体。唯一能通过胎盘抗体。 (7)3(7)35 5岁达成人水平；岁达成人水平； (8)(8)可与可与SPASPA结合结合IgG注：注：SPA:SPA:葡萄球菌葡萄球菌A A蛋白蛋白生物学活性生物学活性(1)(1)通过胎盘通过胎盘（新生儿抗感染）；（新生儿抗感染）；(2)(2)激活补体（裂解细胞）；激活补体（裂解细胞）；(3)(3)调理作用调理作用（促进吞噬促进吞噬）；）；(4)(4)介导介导ADCCADCC（细胞毒作用）（细胞毒作用）。实际意义实际意义(1)(1)抗感染的抗感染的“主力军主力军

16、”；(2)(2)自身抗体（例如抗甲状腺球自身抗体（例如抗甲状腺球蛋白抗体）；蛋白抗体）；(3)(3)介导变态反应介导变态反应(、型型) )；IgG 分泌最早的分泌最早的Ig，在胚胎发育晚期的胎儿就能产生，在胚胎发育晚期的胎儿就能产生 由五个单体借一个由五个单体借一个J链和若干个二硫键连接而成的链和若干个二硫键连接而成的分泌型五聚体，是分泌型五聚体，是分子量最大的分子量最大的Ig，又称，又称巨球蛋白巨球蛋白。 初次体液免疫应答过程中初次体液免疫应答过程中产生最早产生最早的抗体，可作为的抗体，可作为近期感染的指标近期感染的指标。 激活补体能力最强激活补体能力最强 参与参与II、III型超敏反应型超

17、敏反应。 IgMIgM J 链IgM 抗 体 结 构分分 泌泌 型型 IgM膜膜 型型 IgMsIgM Ig Igb b Ig Igb b血清型：血清型： IgA1IgA1，单体；，单体；分泌型：分泌型：IgA2IgA2，二聚体，二聚体, , 黏膜局部浆细黏膜局部浆细 胞合成；胞合成；1. 1. 两种类型两种类型2.2.半衰期为半衰期为6d6d；3.3.占血清占血清IgIg含量的含量的5%5%15%15%；4.4.黏膜局部抗感染免疫黏膜局部抗感染免疫；5.5.聚合聚合IgAIgA激活补体替代途径。激活补体替代途径。6.6.初乳中的初乳中的sIgAsIgA可对可对婴幼儿发婴幼儿发挥自然被动免疫作

18、用挥自然被动免疫作用IgA 分为血清型和膜型分为血清型和膜型 血清中含量低，其生物学作用尚不清楚血清中含量低，其生物学作用尚不清楚 mIgDmIgD可作为可作为B B细胞分化成熟标记，成熟细胞分化成熟标记，成熟B B细胞同时表细胞同时表达达mIgMmIgM和和mIgDmIgDmIgMmIgD成熟成熟B细胞细胞未成熟未成熟B细胞细胞IgD 是血清中含量是血清中含量最低最低的的IgIg 主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生 属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱粒细胞表面属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱粒细胞表面FcRFcR结合，结合，介导介导I型超敏反应型超敏反应IgE Y Y型结构型结构 四条肽链组成四条肽链组成22条相同的条相同的H H链链( (