免疫球蛋白医学课件专家讲座

【教学内容】1.Ig概念与结构2.Ig生物学功效3.Ig异质性4.各类Ig特征5.Ig基因及其重排6.人工制备抗体类型免疫球蛋白医学课件专家讲座第1页【目标要求】一、掌握Ig与抗体概念及二者关系二、掌握Ig结构与功效三、掌握各类Ig特征四、了解Ig多样性机制五、熟悉单克隆抗体概念与特点免疫球蛋白医学课件专家讲座第2页一概述１免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)概念：

含有抗体活性或化学结构与抗体相同球蛋白称为免疫球蛋白。２抗体概念（antibody,Ab)B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生可与抗原在体内外特异结合球蛋白，称为抗体免疫球蛋白医学课件专家讲座第3页免疫球蛋白医学课件专家讲座第4页3抗体与免疫球蛋白关系Ab=IgIg≠Ab从上述概念中可见，抗体均为免疫球蛋白，而免疫球蛋白不都是抗体，前者是生物学功效概念，后者为化学结构概念Ig存在形式：

膜型(membraneimmunoglobulin,mIg)—B细胞膜上抗原受体；分泌型(secretedimmunoglobulin,sIg)

—分泌进入体液,介导体液免疫应答

免疫球蛋白医学课件专家讲座第5页（一）基本结构第一节免疫球蛋白结构

免疫球蛋白医学课件专家讲座第6页L链L链H链H链N端C端四肽链结构

链间二硫键连接，呈“Y”形两条相同重链和两条相同轻链上部为N端，下部为C端免疫球蛋白医学课件专家讲座第7页免疫球蛋白医学课件专家讲座第8页1免疫球蛋白基本结构是由两条相同重链与轻链经过二硫键连接四肽链对称结构。（单体结构）2重链：基本结构中两条长链。据其恒定区抗原性不一样，分为五类IgG—γ(gamma)IgA—

α(alpha)IgM—

μ(mu)IgD—

δ(delta)IgE—

ε(epsilon)免疫球蛋白医学课件专家讲座第9页抗体有五种类型即IgGIgAIgMIgDIgE型免疫球蛋白医学课件专家讲座第10页同类Ig又依据铰链区据氨基酸组成和二硫键数目标差异，可分为不一样样亚类：IgG:IgG1IgG2IgG3IgG4

IgA:IgA1IgA2

IgM：IgM1IgM2IgDIgE当前未发觉不一样亚类免疫球蛋白医学课件专家讲座第11页3轻链（lightchain,L链）：基本结构中两条短链。分为(kappa)κ、(lambda)λ两型，同一Ig分子L链型是相同.正常人血清中κ：λ为2:14可变区与恒定区（1）可变区（varibleregion,V区）免疫球蛋白医学课件专家讲座第12页Ig中N端约1/2轻链与1/5或1/4重链其氨基酸序列改变较大，称为可变区。可变区中氨基酸组成与排列更易改变区域称为高变区。（hypervariableregionHVR)高变区之外区域其氨基酸组成与排列相对不易改变，称为骨架区（frameworkregionFR)HVR可与抗原结合，与抗原决定基结构互补，故又称互补决定区.（complementaritydeterminingregionCDR)免疫球蛋白医学课件专家讲座第13页免疫球蛋白医学课件专家讲座第14页免疫球蛋白医学课件专家讲座第15页VLVH各有三个高变区:HVR1

HVR2HVR3VLVH各有三个骨架区:FR1FR2FR3不一样抗体其HVR序列各不相同，可与对应抗原特异结合，并决定抗体特异性。免疫球蛋白医学课件专家讲座第16页免疫球蛋白医学课件专家讲座第17页2）恒定区（constantregionC区）Ig中C端约1/2轻链与4/5重链其氨基酸序列相对稳定，称为恒定区。轻链有一个恒定区：CL重链恒定区（CH）：IgGIgAIgD有三个：CH1CH2CH3IgEgM有四个：CH1CH2CH3CH4针对不一样抗原五类抗体，其可变区相同，但恒定区不一样。免疫球蛋白医学课件专家讲座第18页5铰链区位于IgCH1与CH2之间区域。特点与作用：富含脯氨酸，易伸展与弯曲而使抗体易与抗原结合。该区也易被蛋白酶水解。IgM和IgE无铰链免疫球蛋白医学课件专家讲座第19页免疫球蛋白医学课件专家讲座第20页二其它成份1J链J(joiningchain)由浆细胞合成多肽链，连接Ig单体形成多聚体。IgA为二聚体，分泌型IgM为五聚体，膜型IgM为单体IgDIgEIgG为单体，无J链免疫球蛋白医学课件专家讲座第21页2分泌片(secretorypiece,SP)：由黏膜上皮细胞合成与分泌含糖肽链，以非共价键形式结合到IgA二聚体上。有保护及介导其转运到黏膜表面作用。

J链分泌片sIgA免疫球蛋白医学课件专家讲座第22页J链和分泌片（SP）

JChainSecretoryPieceJChain免疫球蛋白医学课件专家讲座第23页免疫球蛋白医学课件专家讲座第24页三、功效区(domain)

轻链:VL，CL

重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA和

IgD)，CH4(IgM和IgE)1.分类免疫球蛋白医学课件专家讲座第25页免疫球蛋白医学课件专家讲座第26页免疫球蛋白医学课件专家讲座第27页2.主要功效(1)VH和VL—抗原结合部位；(2)CH1～3和CL—Ig遗传标志所在；(3)CH2(IgG)、CH3(IgM)—C1q结合部位；(4)CH2～CH3(IgG)—结合并经过胎盘；(5)CH3(IgG)—FcγR结合部位；(6)CH4(IgE)—FcεR结合部位。免疫球蛋白医学课件专家讲座第28页免疫球蛋白医学课件专家讲座第29页四、免疫球蛋白水解片段（一）木瓜蛋白酶水解片段：水解部位：IgG铰链区二硫键二条重链近N端水解产物：2个Fab段，可结合1个抗原决基。1个Fc段，可与含有FcR细胞结合.免疫球蛋白医学课件专家讲座第30页（二）胃蛋白酶水解片段水解部位：IgG铰链区二硫键二条重链近C端水解产物：F(ab)2可结合2个抗原决基。pFc无生物学活性免疫球蛋白医学课件专家讲座第31页免疫球蛋白医学课件专家讲座第32页第二节.免疫球蛋白生物学功效(一)、特异性结合抗原（V区）免疫球蛋白医学课件专家讲座第33页(二)、激活补体(CH2/CH3区)

免疫球蛋白医学课件专家讲座第34页(三)、亲细胞作用

1、调理吞噬作用(CH3/CH4区)免疫球蛋白医学课件专家讲座第35页2、抗体依赖细胞介导细胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)免疫球蛋白医学课件专家讲座第36页(四)、选择性传递

（穿过胎盘和黏膜屏障）YYYYYYYYYYYY粘膜固有层浆细胞粘膜上皮细胞免疫球蛋白医学课件专家讲座第37页第三节免疫球蛋白异质性1.Ig类型2.Ig多样性3.Ig血清型免疫球蛋白医学课件专家讲座第38页(一)类别1.类和亚类(依据H链抗原性不一样)IgG—γ(gamma)IgA—

α(alpha)IgM—

μ(mu)IgD—

δ(delta)IgE—

ε(epsilon)免疫球蛋白医学课件专家讲座第39页免疫球蛋白医学课件专家讲座第40页(2)亚类

IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4

IgA：IgA1,IgA2免疫球蛋白医学课件专家讲座第41页2.型和亚型(依据轻链C区抗原特异性不一样分型)

(1)型κ(kappa)

型

λ(lambda)型(2)亚型(λ链)：

OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)

OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)

Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)

Kern(-)(或λ4)：第154位(丝氨酸)免疫球蛋白医学课件专家讲座第42页免疫球蛋白医学课件专家讲座第43页（二）Ig多样性(三)免疫球蛋白抗原性/血清型1.同种型:(isotype)同一个属每个个体都含有免疫球蛋白抗原特异性，其抗原决定簇主要存在于IgC区。2.同种异型(allotype):同一个属不一样个体之间免疫球蛋白也含有差异性，主要反应在分子CH和CL上一个或数个氨基酸差异(geneticmarkers

—遗传标志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km因子：Km1，Km2，Km3免疫球蛋白医学课件专家讲座第44页3.独特型(idiotype.ID)

在同一个体内，不一样B细胞克隆所产生免疫球蛋白分子V区以及T、B细胞表面抗原受体V区所含有抗原特异性不一样。由免疫球蛋白超变区特有氨基酸序列和构型决定。免疫球蛋白医学课件专家讲座第45页免疫球蛋白医学课件专家讲座第46页免疫球蛋白医学课件专家讲座第47页第四节各类免疫球蛋白

特征与功效(一)IgG1血清中含量最高，占血清Ig总量75%到80%，半衰期最长，约20到23天。2唯一穿过胎盘介导新生儿抗感染免疫。3可结合巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞表面FcR，参加调理吞噬和ADCC效应.4抗感染主要抗体类型。5结合补体，激活补体活化经典路径一些本身抗体及参加超敏反应抗体也属IgG。免疫球蛋白医学课件专家讲座第48页(二)IgM1分子量最大，五聚体形式存在于血液中。2机体感染后最早出现Ig是IgM，可做为近期感染指标。3个体发育中合成最早Ig，脐带血中IgM增多，提醒宫内感染可能。4天然血型抗体、类风湿因子是IgM5结合和激活补体能力比IgG强6不能穿过血管壁和胎盘，主要存在于血液中。7B细胞表面抗原受体为IgM单体。免疫球蛋白医学课件专家讲座第49页(三)IgA分为两种类型：血清型IgA：单体存在于血清中分泌型IgA（SIgA):含J链和分泌片二聚体组成，存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中SIgA是参加粘膜局部免疫主要抗体

免疫球蛋白医学课件专家讲座第50页(四)IgD表示在B细胞膜上smIgD是成熟B细胞主要标志。存在血清中IgD为单体形式，含量低，功效不清。(五)IgE血清中含量最低Ig结合肥大细胞和嗜碱性性粒细胞，参加I型超敏反应发生免疫球蛋白医学课件专家讲座第51页第五节免疫球蛋白基因及其重排自然界中含有成千上万种抗原！机体含有产生109-1011种不一样抗原特异性抗体能力!为何会存在这么各种抗体?免疫球蛋白医学课件专家讲座第52页1965年Dreyer和Bennet首先提出假说，认为抗体V区和C区是由分隔存在基因所编码；在淋巴细胞发育过程中，V区和C区基因发生重排。

1976年日本学者利根川进应用DNA重组技术证实了这一假说，并由此取得1987年医学和生理学诺贝尔奖。免疫球蛋白医学课件专家讲座第53页一、抗体基因定位和结构（一）、免疫球蛋白基因库1.

H基因库（重链基因连锁群）第14号染色体2.κ基因库（κ链基因连锁群）第2号染色体3.λ基因库（λ链基因连锁群）第22号染色体免疫球蛋白医学课件专家讲座第54页免疫球蛋白医学课件专家讲座第55页（二）、Ig基因结构1.κ链Vκ(约100个)、Jκ(5个)、Cκ(1个)2.λ链Vλ(约30个)、Jλ-Cλ(4个)

3.H链V基因(约95个)

D基因(27个)

J基因(6个)

C基因(9个)免疫球蛋白医学课件专家讲座第56页抗体重链基因结构免疫球蛋白医学课件专家讲座第57页抗体轻链基因结构

免疫球蛋白医学课件专家讲座第58页二Ig基因重排1、重链基因重排（1）可变区基因重排在重链基因重排开始时，二条染色体上都发生D基因片段移位到J基因片段而发生D-J基因连接。在此以后，只有其中一条染色体上V基因片段与D-J基因片段连接。假如一条染色体VH基因与D-J基因重排无效（non-productive），另一条染色体VH基因片段开始发生移位，与D-J基因片段连接。免疫球蛋白医学课件专家讲座第59页免疫球蛋白医学课件专家讲座第60页2、抗体轻链基因结构和重排

在抗体重链基因重排后，轻链可变区基因片段随之发生重排，V与J基因片段并列在一起。κ轻链基因先发生重排，假如κ基因重排无效，随即发生λ基因重排。免疫球蛋白医学课件专家讲座第61页免疫球蛋白医学课件专家讲座第62页三抗体多样性遗传学基础

1．抗体多样性胚系基因在胚系中，还未重排抗体基因片段数量相当多，这是生物在长久进化过程中形成。抗体H链和L链都可由各种胚系V基因所编码，产生含有不一样序列、不一样特异性抗体。D和J基因也参加编码抗原结合部位部分序列，D、J基因片段多样性增加了抗体多样性。机体存在一个规律，即免疫球蛋白某一部分引发多样性与这个部位胚系基因片段数目成正比。胚系中众多V、D、J基因片段；免疫球蛋白医学课件专家讲座第63页2.V区基因重排产生多样性抗体DNA重组使不一样V、D、J基因片段相连，因而产生大量不一样特异性抗体。重组子最大可能数目是V、D（H链）和J外显子数目标乘积

3．连接产生多样性

同一套V、D、J基因，在它们连接处也会产生不一样氨基酸序列。这种方式产生抗体多样性通常有两个路径：第一个路径是不准确DNA重排（多样性增加100倍）第二个路径是在重组子接合点处插入或缺失一个短核苷酸。（多样性增加倍）

免疫球蛋白医学课件专家讲座第64页4．体细胞突变

很早就有些人提出，体细胞基因突变可造成抗体多样性，突变主要发生在V基因中，在C区中极少发生突变。5．H链和L链组合

不一样H和L链组合也有利于产生多样性，因为轻链V区都参加识别抗原。95×27×6×（500+120）=9541800

？免疫球蛋白医学课件专家讲座第65页四免疫球蛋白基因表示特点1.等位排斥与同种型排斥2.免疫球蛋白类别转换一个B细胞克隆在分化过程中V-D-J功效性基因片段保持不变，而发生C基因重排，使其表示抗体分子发生H链类改变，称为类别转换(classswitching)。

机制：B细胞→活化→基因重排形成V-D-J–Cμ→合成IgM→CD40/CD40L信号及细胞因子作用→Cμ基因被替换→合成含有相同抗原特异性不一样Ig类和亚类。3.膜型与分泌型免疫球蛋白免疫球蛋白医学课件专家讲座第66页Ig类别转换

.定义一个B细胞克隆在分化过程中V-D-J功效性基因片段保持不变，而发生C基因重排，使其表示抗体分子发生H链类改变，称为类别转换（classswitching）。

.举例B细胞克隆

IgM

IgGIFN-γ

IL-4IgEIL-5IgA免疫球蛋白医学课件专家讲座第67页免疫球蛋白医学课件专家讲座第68页免疫球蛋白医学课件专家讲座第69页五人工制备抗体一多克隆抗体二单克隆抗体（McAb)三基因工程抗体免疫球蛋白医学课件专家讲座第70页一、多克隆抗体(polyclonalantibody)

1.定义指由不一样B细胞克隆产生针反抗原物质中各种抗原决定簇各种抗体混合物。如:免疫血清（含各种特异性抗体）。2.实际意义（1）预防、治疗感染性疾病（2）临床诊疗特点：交叉反应多，特异性低，应用受限免疫球蛋白