医学免疫学 抗体课件

第四章抗体深圳大学医学部陈思E-mail：chensi@概述抗体(Antibody,Ab)：是由B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原特异性结合、具有体液免疫功能的糖蛋白，主要存在于血清等体液中。免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。分泌型(sIg)：存在于体液中，具有抗体的各种功能膜型(mIg)：B细胞膜上的抗原受体AbIg浆细胞IgM未成熟B细胞IgM成熟B细胞IgD活化B细胞记忆B细胞IgM概述概述1901vonBeringSeratherapy1908Ehrlich&MetchnikoffAbproduction1972Edelman&PoterAbstructure1977Yalowradioimmunology1984Koler,Milstein&JerneMonoclonalAb1987TonegawaGeneofAb

NobelPrizewinnersforantibodies

第一节抗体的结构第二节抗体的多样性和免疫原性第三节抗体的功能第四节各类抗体的特性和功能第五节人工制备抗体主要内容第一节抗体的结构

一、抗体的基本结构1.重链和轻链重链（heavychain）：分为五类，IgM、IgD、IgG、IgA、IgE，其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。轻链（lightchain）：分为两型，κ型和λ型，两者无功能上的差异，一个天然Ig分子上两条轻链的型别总是相同的。IgM-Mu(μ)IgD-Delta(δ)IgG-Gamma(γ)IgA-Alpha(α)IgE-Epsilon(ε)第一节抗体的结构

2.可变区和恒定区可变区

(variableregion,V区)：抗体分子重链和轻链中靠近N端氨基酸序列变化较大，称为可变区，分别占重链的1/4（或1/5）和轻链的1/2。恒定区(constantregion,C区)：抗体分子轻链与重链中靠近C端氨基酸序列较保守的区域称为恒定区，分别占重链的3/4（或4/5）和轻链的1/2。第一节抗体的结构

第一节抗体的结构

恒定区（C区）轻链和重链的近C端的氨基酸变化比较小，称为恒定区，称为CH和CL不同类Ig重链CH长度不一，有的包括CHl、CH2和CH3；有的还包括CH4同一种属动物中，同一类别Ig分子其C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定不同抗原刺激机体产生同种类别抗体，其V区不同而C区较恒定相同抗原刺激机体产生不同类别抗体，其V区相同而C区不同第一节抗体的结构

3.绞链区（hingeregion）位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲；易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解；能改变两个Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个抗原表位；IgD、IgG、IgA有绞链区，IgM和IgE则无。第一节抗体的结构

二、抗体的辅助成分1.J链：J链是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。IgA二聚体和IgM五聚体均含J链；IgG、IgD和IgE常为单体，无J链。2.分泌片(SP):由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到IgA二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面。使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；保护SIgA绞链区，使其免遭蛋白水解酶降解。第一节抗体的结构

第一节抗体的结构

第一节抗体的结构

第二节抗体的多样性和免疫原性第三节抗体的功能第四节各类抗体的特性和功能第五节人工制备抗体主要内容第二节抗体的多样性和免疫原性抗体分子具有多样性，表现为：不同抗原表位刺激机体所产生的不同类型的抗体分子，其识别抗原的特异性不同，其重链类别和轻链型别也有差异；(C区、V区均不同）不同抗原表位诱导的同一类型抗体（如IgG），其识别抗原的特异性不同；(C区相同、V区不同）同一抗原表位诱生的不同类型的抗体，其识别抗原的特异性相同，但重链和轻链的类型不同。(C区不同、V区相同）第二节抗体的多样性和免疫原性抗体分子本身具有的免疫原性，可激发机体产生特异性免疫应答：同种型（isotype）：是指同一种属所有个体的Ab分子共有的抗原特异性标志，为种属型标志。同种型抗原表位存在于Ab的C区；同种异型（allotype）：是指同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志，为个体型的标志，主要存在于Ab的C区；独特型（idiotype）：是指每个Ab分子所特有的抗原特异性标志，它们存在于Ab的V区。第二节抗体的多样性和免疫原性

抗体分子的抗原性示意图

第一节抗体的结构第二节抗体的多样性和免疫原性

第三节抗体的功能第四节各类抗体的特性和功能第五节人工制备抗体主要内容第三节抗体的功能

一、抗体V区的功能：特异性识别、结合抗原第三节抗体的功能

二、抗体C区的功能:1.激活补体：IgG1-3和IgM与相应抗原结合后，可因构型改变而使其CH2/CH3功能区内的补体结合点暴露，从而激活补体经典途径。IgG4、IgA和IgE的聚合物可激活补体旁路途径。IgG1IgG3IgMIgG2IgAIgEIgG4经典途径旁路途径第三节抗体的功能

2.结合Fc受体：ADCC—IgG与肿瘤或细菌感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与具有杀伤活性的细胞如NK细胞表面相应IgGFc受体结合，增强NK细胞对靶细胞的杀伤作用，此即抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC,AntibodyDependentCell-mediatedCytotoxicity）。第三节抗体的功能

2.结合Fc受体：介导I型超敏反应：IgE通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面IgEFc受体结合并使其致敏，相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表明特异性IgE结合，即可促进这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I型超敏反应。第三节抗体的功能

参与的抗体结合的细胞结合的Fc受体产生的效应调理作用IgG（为主）/IgA巨噬细胞和中性粒细胞等吞噬细胞FcγR/FcαR吞噬溶酶体的形成，促进吞噬细胞对细菌的吞噬ADCC作用IgG（为主）/IgANK细胞等具有杀伤活性的细胞FcγR/FcαR释放颗粒酶、穿孔素，增强NK细胞对靶细胞的杀伤作用I型超敏反应IgE肥大细胞和嗜碱性粒细胞FcεR合成和释放生物活性物质，引起I型超敏反应和寄生虫反应第三节抗体的功能

3.通过黏膜和胎盘第三节抗体的功能

3.通过黏膜和胎盘

第一节抗体的结构第二节抗体的多样性和免疫原性第三节抗体的功能第四节各类抗体的特性和功能第五节人工制备抗体主要内容第四节各类抗体的特性和功能

一、IgG单体（H2L2）；分4个亚型；血清中含量最高（75-80%）；半衰期为20-23天；免疫功能最全面，是机体抗感染的“主力军”；唯一能够通过胎盘（CH2）；介导Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。第四节各类抗体的特性和功能

二、IgM五聚体(5xH2L2+J)；分子量最大；出现最早，介导初次免疫应答，是机体抗感染的“先头部队”；抗原结合能力和补体激活功能最强大；天然血型抗体属IgM；构成B细胞受体（BCR）的主要成分，是未成熟B细胞的标志。第四节各类抗体的特性和功能

三、IgA分为血清型和分泌型2种；合成量最大，但半衰期短（5-6天）；血清型IgA主要以单体形式存在；分泌型IgA由J链连接的二聚体和分泌片段组成主要存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中；参与粘膜局部免疫的主要抗体，是机体抗感染的“边防军”；婴儿可从母亲初乳中获得sIgA，是一种重要的自然被动免疫。

第四节各类抗体的特性和功能

四、IgD

半衰期短，血清浓度很低；血清型lgD确切功能尚不明；mlgD可作为B细胞分化发育成熟的标志，活化后逐渐消失。五、IgE

血清中含量最少;亲细胞抗体，其CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FcεRI结合，引起I型超敏反应。此外还和寄生虫免疫有关。

IgGIgMIgAIgDIgE

结构特征重链γμαδε亚类数4无2无无C区结构数34334铰链区有无有有无辅助成分无JJ，SP无无

理化性质存在形式单体单体/五聚体单体/二聚体单体单体合成时间出生后3个月胚胎发育晚期出生后4-6个月任何时间较晚血清含量75-80%5-10%10-15%0.3%0.02%半衰期20-23天10天6天3天2.5天第四节各类抗体的特性和功能第四节各类抗体的特性和功能IgGIgMIgAIgDIgE

生物学功能补体经典途径+（IgG1-3）++---补体旁路途径+（IgG4）-+-+调理作用+-+--ADCC作用+-±--超敏反应+（Ⅱ/Ⅲ型）+（Ⅱ/Ⅲ型）--+（Ⅰ型）胎盘+----黏膜-?+（肠道、呼吸道、乳腺、唾液腺和泪腺）--BCR成分-+-+（B细胞成熟标志）-其它功能天然的血型抗体，最早合成和分泌抗寄生虫免疫

第一节抗体的结构第二节抗体的多样性和免疫原性第三节抗体的功能第四节各类抗体的特性和功能

第五节人工制备抗体主要内容第五节人工制备抗体一、多克隆抗体(polyclonalantibody,pAb)：在含多种抗原表位的抗原物质刺激下，体内多个B细胞克隆被激活并产生针对多种不同抗原表位的抗体，其混合物即为多克隆抗体。二、单克隆抗体(monoclonalantibody)：只针对某一特定的抗原决定簇，纯度高的抗体。三、基因工程抗体：借助DNA重组和蛋白质工程技术，在基因水平上对Ig分子进行切割、拼接和修饰，重新组装而成的新型抗体分子。第五节人工制备抗体带有多个表位的抗原针对不同表位的特异性B细胞多克隆抗体产生示意图第五节人工制备抗体多克隆抗体的优缺点：优点：作用全面，CDC，调理作用，ADCC等缺点：特异性不高，易交叉反应，需要大量使用抗原免疫动物多克隆抗体的应用：作为检测、诊断用试剂第五节人工制备抗体第五节人工制备抗体单克隆抗体的优点：结构均一、纯度高、特异性强、效价高、少或无交叉反应、制备成本低单克隆抗体应用：作为诊断用试剂：广泛应用传染病、肿瘤、淋巴鉴定分群等。疾病的防治：靶向治疗、抑制器官移植排斥、治疗自身免疫疾病、生物导弹等。第五节人工制备抗体进入临床治疗应用的第一个单克隆抗体——美罗华（抗CD20单抗）治疗：复发、难治的B细胞淋巴瘤（靶细胞表面的抗原CD20）人IgG1鼠抗人CD20单抗肿瘤性B细胞CD20+第五节人工制备抗体三、基因工程抗体：人-鼠嵌合抗体：将鼠源抗体的可变区与人源抗体的恒定区融合而制成的抗体。具有鼠源抗体结合抗原的特异性和亲和力，同时降低了鼠源抗体对人体的免疫原性。

人源化抗体：将小鼠抗体分子的互补决定区序列移植到人抗体可变区框架中而制