免疫球蛋白医学知识讲座专家讲座

医学免疫学第三章免疫球蛋白本科关文达1031714guanwenda@163.com呼吸疾病国家重点试验室-9-22免疫球蛋白医学知识讲座第1页内容提要概述免疫球蛋白结构抗体异质性五类免疫球蛋白生物学特征免疫球蛋白基因及抗体多样性人工制备抗体免疫球蛋白医学知识讲座第2页一、概述

抗体antibodyAb是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生一个蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与对应抗原发生特异性结合免疫球蛋白，含有免疫功效免疫球蛋白医学知识讲座第3页

概念

含有抗体活性或化学结构与抗体类似球蛋白抗体和免疫球蛋白关系:抗体都是免疫球蛋白，并非全部免疫球蛋白都含有抗体活性类型

分泌型（secretedIg,sIg）膜型（membraneIg,mIg）理化性质

属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在

球蛋白，含有异质性免疫球蛋白医学知识讲座第4页免疫球蛋白医学知识讲座第5页二、Ig结构(IgG为例)重链与轻链可变区和恒定区铰链区功效区其它成份水解片段免疫球蛋白医学知识讲座第6页基本结构*由两条相同重链和两条相同轻链经过二硫键连接而成四肽链分子重链与轻链*重链（heavychain,H链）约450-550氨基酸

1）依据重链恒定区抗原特异性不一样，可将重链分为5种：、、、、。其对应Ig为IgG、IgM、IgA、IgD、IgE

*轻链（lightchain,L链）约214个氨基酸

1）依据轻链恒定区抗原性不一样，分为和两种。一个天然Ig分子上轻链类型是相同

2）在不一样种属动物与链百分比不一样：人：2：1

小鼠：20：1免疫球蛋白医学知识讲座第7页免疫球蛋白医学知识讲座第8页

免疫球蛋白医学知识讲座第9页可变区和恒定区

1.可变区（variableregion，V区）：位于Ig分子N端，占轻链1/2和重链1/4或1/5；不一样抗体其IgV区氨基酸组成和排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合特异性*超变区（hypervariableregion,HVR）：在VL和VH中，一些特定位置氨基酸残基排列次序高度可变，此为HVR。轻、重链各有3个HVR*互补决定区（complementarity-determiningregion,CDR）：超变区乃抗体与抗原（表位）特异性结合位置，此为CDR*骨架区（frameworkregion,FR）：V区中非HVR部位氨基酸组成和排列相对保守，此为FR。VH和VL各有4个FR2.恒定区（constantregion,C区)：位于Ig分子C端，占轻链1/2和重链3/4（IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。在同一个属中，同一类重链和同一类轻链C区氨基酸组成或排列比较恒定。介导Ig各种生物学功效免疫球蛋白医学知识讲座第10页免疫球蛋白医学知识讲座第11页免疫球蛋白医学知识讲座第12页免疫球蛋白医学知识讲座第13页铰链区位于CH1和CH2之间可转动区，含丰富脯氨酸，易伸展弯曲，有利于IgV区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感其它成份

J链（joiningchain）分泌片（secretorypiece,sp）水解片段功效区免疫球蛋白医学知识讲座第14页免疫球蛋白医学知识讲座第15页免疫球蛋白医学知识讲座第16页免疫球蛋白医学知识讲座第17页

Ｊ链和分泌片免疫球蛋白医学知识讲座第18页SIgA免疫球蛋白医学知识讲座第19页Ｊ链joiningchain由浆细胞合成富含半胱氨酸酸性糖蛋白，主要作用是在羧基端连接Ｉg单体为双聚体或五聚体，起稳定多聚体结构及参加体内转运作用免疫球蛋白医学知识讲座第20页分泌片secretorypiece,SP分泌片是由粘膜上皮细胞合成，并在IgA二聚体形成后经过二硫键以共价键方式连接在C区C端上。普通认为SIgA可能以膜结合蛋白形式存在于粘膜表面，分泌片选择性地介导IgA二聚体装配和转运，并有稳定SIgA结构，防止蛋白酶消化水解免疫球蛋白医学知识讲座第21页免疫球蛋白医学知识讲座第22页

免疫球蛋白水解片段免疫球蛋白医学知识讲座第23页免疫球蛋白医学知识讲座第24页

胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG：得到一个含有双价活性F（ab’）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc’）免疫球蛋白医学知识讲座第25页免疫球蛋白功效区Ig多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，含有一定生理功效，故称为功效区（domain）VH和VL：与抗原特异性结合部位CL和CH1：一些同种异型（allotype）遗传标识IgGCH2、IgMCH3：补体C1q结合点激活补体经典路径IgGCH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR不一样生物学效应免疫球蛋白医学知识讲座第26页免疫球蛋白医学知识讲座第27页免疫球蛋白结构域免疫球蛋白医学知识讲座第28页

Ig轻、重链每隔110个氨基酸残基即由链内二硫键连接成一个能行使特定功效球形结构----结构域，其二级结构是由几股多肽链折叠形成两个反向平行β片层。两个反向平行β片层中心两个半胱氨酸残基由一个链内二硫键垂直连接，有稳定功效区作用，形成一个β桶状结构免疫球蛋白医学知识讲座第29页免疫球蛋白医学知识讲座第30页三、免疫球蛋白异质性不一样抗原表位刺激所产生不一样抗体分子，其识别抗原特异性不一样（V区不一样）同一抗原表位诱生不一样类型抗体，其识别抗原特异性相同（C区不一样）免疫球蛋白有不一样种类免疫球蛋白同时可作为抗原，其含有不一样抗原特异性免疫球蛋白含有异质性免疫球蛋白医学知识讲座第31页Ig类型类（class）：依据CH抗原特异性不一样分为五大类

γμαδεIgGIgMIgAIgDIgE

亚类：IgG1-G4；IgA1-A2；IgM1-M2型（type）：依据CL抗原性不一样分为两个型：κ型和λ型亚型：κ型有亚型免疫球蛋白医学知识讲座第32页Ig血清型同种型（isotype）指同一个属全部个体Ig分子共有抗原特异性标志，位于IgC区同种异型（allotype）指同一个属不一样个体间Ig分子所含有不一样抗原特异性标志独特型（idiotype）指同一个体不一样B细胞克隆产生Ig分子所特有抗原特异性标志，独特型由若干个抗原决定簇组成，又称为独特位（idiotope），主要存在于V区免疫球蛋白医学知识讲座第33页免疫球蛋白医学知识讲座第34页同种型(isotype):

同一物种内全部个体共同含有Ig抗原特异性结构同种型Ig抗原决定簇存在于CH、CL据CH不一样，Ig分类、亚类据CL不一样，Ig分型、亚型免疫球蛋白医学知识讲座第35页免疫球蛋白医学知识讲座第36页免疫球蛋白医学知识讲座第37页同种异型（allotype)：

同一物种内不一样个体间Ig免疫原性差异免疫球蛋白医学知识讲座第38页独特型（idotype)：同一个体内不一样B细胞克隆产生Ig其超变区各自具备独特抗原决定簇结构免疫球蛋白医学知识讲座第39页四、免疫球蛋白功效V区功效特异性结合抗原

抗体结合对应抗原分子，中和作用，发挥免疫效应（生理与病理）

BCR特异性识别并结合抗原分子，介导体液免疫应答免疫球蛋白医学知识讲座第40页C区功效

激活补体

IgM、IgG1~3

激活补体经典路径凝聚IgA或IgG4

激活补体旁路路径与细胞表面FcR结合

1）调理作用（opsonization)；

IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合促吞噬

2）抗体依赖细胞介导细胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)3)介导I型超敏反应

穿过胎盘和粘膜

IgG经过胎盘；sIgA穿过粘膜C区功效免疫球蛋白医学知识讲座第41页VH和VL:识别和结合抗原CH和CL:同种异型遗传标志CH2:补体C1q结合位点，IgG可经过胎盘CH3/CH4:与各种细胞表面FcR结合(免疫调理,I型超敏反应)各功效区作用免疫球蛋白医学知识讲座第42页免疫球蛋白医学知识讲座第43页免疫球蛋白医学知识讲座第44页免疫球蛋白医学知识讲座第45页免疫球蛋白医学知识讲座第46页抗体中和作用免疫球蛋白医学知识讲座第47页免疫球蛋白医学知识讲座第48页ADCC效应antibody—dependent

cell—mediatedcytotoxicity：表示受体细胞经过识别抗体Fc段直接杀伤被抗体包被靶细胞免疫球蛋白医学知识讲座第49页免疫球蛋白医学知识讲座第50页五、五类Ig特征和功效

免疫球蛋白医学知识讲座第51页免疫球蛋白医学知识讲座第52页ImmunoglobulinIsotypesAreDistributedToDifferentPartsOfTheBody

IgM–Blood

IgG–Tissues

IgA–Mucosa

IgE-Surfaces免疫球蛋白医学知识讲座第53页性质IgGIgAIgMIgDIgE沉降系数（S）76.6---1418--1978Mr(Χ104)1.51.6—4.4791.852电泳位置γα-α1γα-βαγ1β1γ1γ1含糖量%38121312轻链κ：λ2：15：43：11：61：1重链γαμδε轻链Χ1052．32．32．32．32．3重链Χ1055.0556.36.577.5抗原结合价221022血清含量（mg/ml）8---161.4—140.4--20.03—0.47—45ng/ml占血清免疫球蛋白%8013610.002占血清蛋白%185.51.6微量微量合成速度天天mg/kg26275.70.40.002半衰期（d）235.85.12.82.3产生次序23145免疫球蛋白医学知识讲座第54页IgG特征和功效血清中主要抗体成份（75-80%）；半寿期长（20-23天）出生后3个月开始合成，3-5岁靠近成人水平多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类是唯一能经过胎盘Ig，发挥自然被动免疫功效含有活化补体经典路径能力（IgG3>IgG1>IgG2）含有调理作用、ADCC作用和结合SPA等参加Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，一些本身免疫病抗体也属IgG免疫球蛋白医学知识讲座第55页IgM特征和功效五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白（macroglobulin）个体发育中最先出现Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提醒胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）抗原首次刺激机体时，是体内最先产生Ig；血清IgM升高说明有近期感染有强大激活补体能力和调理作用，在机体早期免疫防御中含有主要作用天然血型抗体是IgM未成熟B细胞仅表示mIgM，记忆B细胞mIgM消失免疫球蛋白医学知识讲座第56页免疫球蛋白医学知识讲座第57页IgA特征和功效分为单体血清型和二聚体分泌型IgA分泌型IgA主要由黏膜相关淋巴组织产生，存在于唾液、泪液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道分泌液中和黏膜表面，是机体黏膜局部抗感染免疫主要原因初乳中sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用调理吞噬、中和毒素免疫球蛋白医学知识讲座第58页免疫球蛋白医学知识讲座第59页sIgA合成和主要作用部位在黏膜免疫球蛋白医学知识讲座第60页IgD特征和功效血清中含量低（1%），其生物学作用尚不清楚mIgD可作为B细胞分化成熟标识，成熟B细胞同时表示mIgM和mIgDmIgMmIgD成熟B细胞活化B细胞未成熟B细胞免疫球蛋白医学知识讲座第61页IgE特征和功效是血清中含量最低Ig主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层浆细胞产生属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱粒细胞表面FcεR结合，介导I型超敏反应免疫球蛋白医学知识讲座第62页六、人工制备抗体多克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体免疫球蛋白医学知识讲座第63页

克隆：由一个始祖细胞分化、增殖所产生遗传性状完全相同细胞群多克隆抗体（polyclonalantibody,PcAb）单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb）免疫球蛋白医学知识讲座第64页多克隆抗体

（polyclonalantibody）

用含各种抗原决定簇抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所取得免疫血清（含各种抗体混合物），此为多克隆抗体

起源广泛，制备轻易；特异