医学免疫学课件：第四章 抗体 Antibody Ab

第四章

抗体

Antibody，Ab本章内容一．概念二．抗体的结构三．抗体的多样性和免疫原性四．抗体的功能

五．各类抗体的特性与功能六.人工制备抗体1、1890年Behring发现

白喉外毒素－动物（发病）－提取血清注射另外动物血清+毒素

动物不发病动物不发病说明：血清中存在一种能中和毒素的部分：

抗毒素（抗体Antibody，Ab）

刺激机体产生抗体的物质：

抗原（Antigen，Ag）

白喉外毒素2、40年代采用电泳技术研究抗体

（TiseliusandKabat）

抗原－－动物－－血清（免疫血清）当时认为：抗体就是γ球蛋白（丙球），丙球就是抗体

后来发现：抗体大部分局限在γ区少部分延伸至其它区。3、1968年WHO决定

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：血清抗体膜型：B细胞膜上的抗原受体

抗体（Antibody，Ab）：机体受抗原刺激后，B细胞增殖分化为浆细胞所产生的，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白抗体是Ig，而Ig并非都是抗体。第一节抗体的结构抗体的基本结构抗体的辅助成分抗体的水解片段一、Ab的基本结构轻链和重链组成Ig的类别与型别分区铰链区结构域

1、组成(IgG)◆四条多肽链：（通过链间二硫键连接）

2条相同的重链（HeavyChain，H链）450-550aa残基组成，分子量50-75KDa

2条相同的轻链（LightChain，L链）214aa残基组成，分子量24KDa

◆单体Ig分子呈“Y”型

HLLH2、Ab的类别（class）和型别（type）据肽链aa组成和排列顺序不同

H链：分五类------δ、μ、γ、ε、α链

相应的Ig：IgD、IgM、IgG、IgE、IgA

L链：分两型－－－κ型和λ型

同一Ig分子的两条H链/L链完全相同。亚类：IgG1-4、IgA1-2亚型：λ1-43、分区：可变区（Variableregion，V区）

V区=(N端)½

L链+¼

H链

恒定区（Constantregion，C区）

C区=(C端)½

L链+¾

H链

V区N端C区C端V区-----特异结合Ag的部位

1）L链：

VL、CL2）H链：

VH、CH1、CH2、CH3、CH4（仅IgM、IgE）高变区(hypervariableregion，HVR)：

Ab可变区中某些区域的aa组成和排列高度可变。又称为互补性决定区（complementarydeterminingregion，

CDR）

VL28-3549-5691-98

VH29-3149-5895-102HVR1HVR2HVR3

CDR1CDR2CDR3

HVR(CDR)-------决定抗体的特异性。骨架区骨架区（frameworkregion，

FR）：V区中除高变区外，其余的aa组成和序列较保守。

FR1-4HVR(CDR)的氨基酸组成和顺序，决定抗体的特异性。4、铰链区：位于CH1和CH2之间，富含脯aa，富有弹性，可自由折叠 意义：能使V区与不同距离的抗原结合补体结合位点易于暴露，IgM和IgE无此区。

铰链区二、抗体的辅助成分1、J链（连接链）（JoiningChain）：

富含半胱氨酸多肽链作用：参与IgA、IgM多聚体的连接产生：浆细胞-------J链、分泌片2、分泌片：SP（SecretoryPiece）产生：粘膜上皮细胞本质：多聚免疫球蛋白受体（pIgR）胞外段作用：抗酶解作用（稳定SIgA的作用）；转运IgA三、抗体分子的水解片段木瓜蛋白酶

IgG-----------------------2Fab段+Fc段

（抗原结合片段）（可结晶片段）

木瓜蛋白酶FabFabFc木瓜蛋白酶

胃蛋白酶

IgG-----------------------------F（ab’）2段+pFc’段

（抗原结合片段）碎片胃蛋白酶碎片F(ab’)2pFc’意义：F(ab’)2段保持了与抗原结合的生物学活性又减少了Fc段的生物学活性。可应用于生物制品研究------------精制抗毒素等第二节抗体的多样性和免疫原性异质性（不均一性）不同抗原抗体特异性不同（可变区有差异）同一抗原抗体特异性相同（恒定区有差异）重链类别和轻链型别不同（IgG、IgM等）一、Ab的多样性一种抗原表位一种特异性抗体不同抗原表位不同特异性的抗体相同抗原表位特异性相同，但类别/型别不同的抗体

产生产生产生三、Ab的免疫原性Ig=蛋白质=抗原——

抗原表位同种型(isotype)同种异型(allotype)独特型(idiotype,Id)同种共有同种的不同个体不同同一个体的不同Ig特有同种型（Isotype）

：不同种属来源的抗体分子具有不同的免疫原性。（种属特异性，位于C区）IgG1IgM同种型表位羊IgG人体人抗羊IgG的抗体(二抗）鼠IgG人人抗鼠IgG的抗体(二抗)注射产生注射产生

同种异型（Allotype）：同一种属不同个体间的抗体分子具有的不同免疫原性。

（个体特异性，位于C区）独特型（Idiotype，Id）同一个体中，不同特异性的抗体因其CDR(HVR）序列不同，而具有不同的抗原表位。（位于V区）独特型表位

异种动物

Ab（免疫原）----同种异体---不同程度的免疫应答

自身体内

第三节抗体的功能

V区的功能

C区的功能

1.激活补体2.结合细胞的Fc受体3.通过胎盘和粘膜（IgG和IgA）1.特异结合抗原V区－－特异性结合抗原免疫效应：

1.中和毒素、中和病毒

2.抑制细菌粘附宿主细胞抗原结合价单体Ig---双价SIgA----4价

IgM----10价（实际5价）C区功能1.活化补体IgM，IgG1，IgG2，IgG3-------经典途径凝聚的IgA、IgE、IgG4----------旁路途径2.结合Fc受体介导I型超敏反应

调理作用发挥ADCC作用介导I型超敏反应

IgE由于其Fc段结构的特异性，可在游离情况下与相应的Fc受体结合

肥大细胞

IgE—FcεRⅠ--

嗜硷性粒细胞

IgE也称：亲细胞抗体

一旦Ag与IgE结合，触发细胞脱颗粒产生I型超敏反应。一旦Ag与IgE结合，触发细胞脱颗粒产生I型超敏反应。Back调理吞噬作用发挥ADCC作用靶细胞抗原+IgGIgGFc段活化

+FcγR细胞：中性粒细胞、单核细胞、Mφ、NK杀伤靶细胞。antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC

抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用

ADCC作用IgGFcR3、通过胎盘母体的IgG-CH2－－滋养层细胞的新生Fc段受体（FcRn）——内吞－－主动外排－－胎儿体内

参与的IgG:IgG1，IgG3，IgG4

IgG唯一通过胎盘的免疫球蛋白意义:?Ig通过黏膜1.IgG（1）分子结构与分布： ①以单体的形式存在于血管内外； ②根据抗原性不同分为IgG1～IgG4。第四节各类抗体的特性及功能（2）特点：①含量高（占Ig总量75%～80%）；②产生迟，在体内持续时间长；③唯一能通过胎盘的Ig；④免疫作用强、广；

⑤某些自身抗体如抗核抗体等属于IgG。（3）功能：①中和作用（中和毒素和中和病毒）；②调理作用；③激活补体（IgG3>IgG1>IgG2,IgG4例外）；④参与ADCC。2.IgM（1）分子结构与分布：①IgM单体有CH4，IgM分子由5个IgM单体和一个J链连接而成；②分布于血管内；

（2）特点：①分子量最大的Ig；②产生早，在体内持续时间短；③构成天然（ABO）血型抗体④免疫作用强、广⑤膜表面IgM属于BCR，是未成熟B细胞标志IgM特点的临床意义：A、新生儿脐血中IgM含量高于正常值，提示有宫内感染。B、测到某种病原微生物特异性的IgM抗体，提示有该种病原微生物的近期感染。①中和作用：

IgM的中和作用较弱。其原因是IgM只存在于血管内，即当病毒与外毒素不存在于血液内IgM就不能发挥其中和作用。因此，就中和作用而言，IgG的作用大。功能与IgG区别：②调理作用

IgM调理作用比IgG强。机制：IgM与Ag结合后，激活补体产生C3b，IgM-Ag与C3b结合，形成复合物，该复合物通过C3b结合至吞噬细胞的C3b受体上。IgM＋Ag 免疫复合物

C3b IC-C3b

激活补体（IC）与吞噬细胞上C3b受体结合IgM调理作用机制示意③激活补体

IgM具有极强的激活补体能力，因此，表现为极强的溶菌、杀菌作用和极强的溶细胞作用。3、IgA血清型：多数以单体形式存在，血清中含量10～15％血清型IgA具有中和毒素、调理吞噬的作用。分泌型（SIgA):组成：由两个单体、一个J链和一个分泌片组成，分布：粘膜表面和唾液、泪液、初乳等分泌液中，作用：参与机体的粘膜局部抗感染作用；婴儿出生后4~6个月开始合成，但能从母乳中获得；4、IgD以单体形式存在于血清中，含量低，仅占血清总Ig的0.2%；不能通过胎盘，也不能激活补体；B细胞膜上的mIgD是成熟B细胞的重要标志，构成BCR，参与B细胞的活化、增殖和分化；血清中的IgD功能不清。未成熟B细胞成熟B细胞活化及记忆B细胞IgMIgM、IgDIgM5、IgE血清中含量最少由粘膜固有层中的浆细胞合成分泌；通过Fc段的CH2/CH3功能域与肥大和嗜碱性粒细胞表面的FcR结合，参与I型超敏反应的发生；参与抗寄生虫免疫。第五节人工制备抗体多克隆抗体

（Polyclonalantibody,PAb）单克隆抗体

（Monoclonalantibody，McAb）基因工程抗体

（Genticengineeringantibody）一、多克隆抗体

1

2B1Ab1

机体B2Ab2

3B3Ab3

蛋白质抗原多种抗体的混合物

存在于血清与体液中

由含多种抗原表位的抗原刺激机体多个B细胞克隆产生的免疫血清，含多种抗体的混合物，称多克隆抗体。二、单克隆抗体

（monoclonalantibody,mAb）应用杂交瘤技术制备的，由识别一个抗原表位的B细胞克隆所产生的均一的、针对该表位的特异性抗体。

两位科学家（Koehler和Milstein）在1975年首创杂交瘤技术制备mAb，并于1985年获诺贝尔奖。HAT筛选原理细胞DNA合成一般有两条途径。主要途径是由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，叶酸作为重要的辅酶参与这一合成过程。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经次黄嘌吟磷酸核糖转化酶（HGPRT）和胸腺嘧啶核苷激酶（TK）的催化作用合成DNA。细胞融合的选择培养基中有3种关键成分：次黄嘌呤（hypoxanthine，H）、甲氨蝶呤（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷（thymidine，T），所以取三者的字头称为HAT培养基。甲氨蝶呤是叶酸的拮抗剂，可阻断瘤细胞利用正常途径合成DNA，而融合所用的瘤细胞是经毒性培养基选出的HGPRT-细胞株，所以不能在该培养基中生长。只有融合细胞具有亲代双方的遗传性能，可在HAT培养基中长期存活与繁殖。特点：纯度高，特异性强。

应用：临床检测、抑制器官移植排斥、治疗自身免疫疾病、生物导弹等缺点：鼠源性McAb对人来说是异种蛋白，具有免疫原性，从而限制了体内的应用，尤其是抗体导向治疗肿瘤的方法。三、基因工程抗体根据研究者的意图，在基因水平对Ig分子进行切割，拼接或修饰，甚至是人工合成后导入受体细胞表达产生的新型抗体。VLVHCH1CLVHVLCH1CLCH2CH