免疫基礎(chǔ)第二章抗體

1、抗 體,免疫學(xué)基礎(chǔ),第一節(jié) 免疫球蛋白與抗體的概念,前 言,一、發(fā)現(xiàn)：1890年德國(guó)學(xué)者Behring和日本學(xué)者北里用白喉?xiàng)U菌外毒素免疫動(dòng)物，在其血清中發(fā)現(xiàn)一種能中和這種外毒素的組分稱為抗毒素。這是在血清中發(fā)現(xiàn)的第一種抗體。二、抗體的理化性質(zhì) 1、抗體是球蛋白（Globulin）通過電泳證明抗體是兩種球蛋白后又經(jīng)電泳分析，超速離心分析和分子量測(cè)定等方法，發(fā)現(xiàn)大部分抗體是γ球蛋白，小部分是β球蛋白。,,,抗體（An

2、tibody, Ab) 是由B細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的球蛋白。免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig)： 指具有抗體活性或者化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。,概 念,因此,抗體都是Ig,但I(xiàn)g不一定都是抗體。,Ab: 能與抗原結(jié)合 免疫球蛋白 異常Ig:無免疫功能(骨髓瘤蛋白),,體液免疫（humoral immu

3、nity） 由抗體介導(dǎo)的免疫稱為體液免疫。,膜表面免疫球蛋白：（membrane surface immunoglobulin，簡(jiǎn)稱SmIg） 存在于成熟的B淋巴細(xì)胞表面的抗原受體，其本質(zhì)也是免疫球蛋白，稱為膜表面免疫球蛋白。,概 念,第二節(jié) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),一、 基本結(jié)構(gòu):,1.四肽鏈結(jié)構(gòu)● 兩條相同的重鏈(heavy chain,H鏈) ● 兩條相同的輕鏈(light chain,L鏈),

4、重 鏈,兩條重鏈各由450-550個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約50-75KD。 根據(jù)重鏈氨基酸的組成和排列不同, 可將其分為五類: 即μ（mu）、γ（gamma）、 α（alpha）、 δ（delta）、ε（epsilon）鏈IgM（μ）、IgG (γ)、IgA （α）、IgD （δ）、IgE （ε）,同種動(dòng)物，不同種類免疫球蛋白的差別是由重鏈決定的。,兩條相同的輕鏈各由214個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約25KD。,根據(jù)輕鏈

5、氨基酸的組成和排列不同,可將其分為兩型: 即 κ（Kappa）、λ（Lambda）型. (κ:λ約為2:1),輕 鏈,κ型和λ型的差別主要是C區(qū)氨基酸組成和結(jié)構(gòu)不同。,●有兩個(gè)端 氨基端(N端) 羧基端(C端),●分兩個(gè)區(qū) 可變區(qū)(variable region,V區(qū)) 恒定區(qū)(constant region,C區(qū)),免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),2.可變區(qū)和恒定區(qū),可變區(qū)：免疫球蛋白輕鏈和重

6、鏈中氨基酸的種類和排列順序變化較大的區(qū)域稱為可變區(qū) (V區(qū))。恒定區(qū)：免疫球蛋白輕鏈和重鏈中氨基酸種類和排列順序相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域稱為恒定區(qū) (C區(qū))。,●高變區(qū)(hypervariable region,HVR) 可變區(qū)中一些特定位置的氨基酸殘基變異性更大，是特異性識(shí)別抗原決定簇的區(qū)域，稱為超變區(qū)。,●骨架區(qū)：可變區(qū)中變化較小的部分叫骨架區(qū)。,高變區(qū)又稱為互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determining

7、region,CDR）。,3.免疫球蛋白的功能區(qū)(結(jié)構(gòu)域）,3.免疫球蛋白的功能區(qū),輕鏈:VL，CL 重鏈:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和 IgD)，CH4（IgM和IgE）,分類,,3. 免疫球蛋白的功能區(qū),功能區(qū)的主要作用： VH + VL：結(jié)合抗原的部位 CL+CH1 ：遺傳標(biāo)志 CH2 ：

8、 補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn) CH3 ： 細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合,4. 鉸鏈區(qū),鉸鏈區(qū) 位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。 鉸鏈區(qū)能改變兩個(gè)Y形臂之間的距離，有利于兩臂同時(shí)結(jié)合兩個(gè)不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有鉸鏈區(qū)，IgM和IgE則無。,二、免疫球蛋白的其他結(jié)構(gòu),● 連接鏈(joining chain，J鏈) 是一條富含半胱氨酸的多

9、肽鏈,由漿細(xì)胞合成。 作用: 連接Ig分子形成二聚體和五聚體。,●分泌片(secretory piece,SP) 是一種由粘膜上皮細(xì)胞合成和分泌的含糖肽鏈。 保護(hù)分泌型IgA,不受蛋白酶的水解。 介導(dǎo)二聚體IgA的轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌。,三、免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶水解IgG 得到兩個(gè)相同的Fab段和一個(gè)Fc段。 胃蛋白酶裂解IgG 得到一個(gè)具有雙價(jià)活性的F(ab’)2段 和若

10、干個(gè)小分子多肽碎片（pFc’） 意義: 用于研究免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)和功能;構(gòu)建基因工程抗體。避免超敏反應(yīng)。,第二節(jié) 免疫球蛋白的血清型,（一）同種型（isotype）是指同一種屬所有個(gè)體的Ig分子共有的抗原特異性標(biāo)志，為種屬型標(biāo)志。同種型抗原決定基存在于Ig C區(qū)。（二）同種異型（allotype）是指同一種屬不同個(gè)體間Ig分子所具有的不同抗原特異性標(biāo)志，為個(gè)體型標(biāo)志。同種異型抗原決定基主要分布在CH和CL。（三）獨(dú)

11、特型（idiotype，Id）是指同一個(gè)體內(nèi)，存在于不同免疫球蛋白分子可變區(qū)上的抗原特異性。其決定簇又稱為獨(dú)特位(idiotope)。,免疫球蛋白的血清型示意圖,第三節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)活性和各類Ig的主要特性,,一、免疫球蛋白的生物學(xué)活性,（二） 激活補(bǔ)體 IgG和IgM與相應(yīng)抗原結(jié)合后，可因構(gòu)型改變而使其CH2/CH3功能區(qū)內(nèi)的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)暴露，激活補(bǔ)體途徑。,抗毒素+外毒素 中和毒素,抗病毒

12、抗體+病毒 阻止病毒 感染細(xì)胞,分泌型IgA +細(xì)菌 抑制細(xì)菌 粘附,（一） 特異性結(jié)合抗原(VL · VH);,補(bǔ)體活化過程,1.調(diào)理作用 ( IgG)：IgG與細(xì)菌等顆粒性抗原結(jié)合后，可通過其Fc段與巨 噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng)IgG Fc受體結(jié)合，促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌等顆?？乖耐淌勺饔谩?2.抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cyto

13、toxicity,ADCC)：IgG與腫瘤或病毒感染的靶細(xì)胞結(jié)合后，可通過其Fc段與NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng)IgG Fc受體結(jié)合，增強(qiáng)NK細(xì)胞和觸發(fā)吞噬細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用，叫ADCC效應(yīng)。,3.介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)( IgE)：由IgE的Fc段結(jié)合肥大細(xì)胞與嗜堿粒細(xì)胞而使其成為致敏狀態(tài)。,（三） 結(jié)合細(xì)胞表面的 Fc 受體,,,,,,,I型超敏反應(yīng)機(jī)制,,（四）通過胎盤和粘膜在人類，IgG是唯一能通過胎盤的免疫球蛋白。I

14、gG穿過胎盤的作用是一種重要的自然被動(dòng)免疫機(jī)制，是新生兒抗感染的主要力量。分泌型IgA可通過呼吸道和消化道的粘膜，是粘膜局部免疫的最主要因素。（五）具有抗原性 Ig本身也是一種抗原，可刺激產(chǎn)生抗Ig的抗體。,,,,,,,,,,免疫分子,免疫球蛋白,,,二、五類免疫球蛋白的特性與功能,1、 IgG,多為單體,有四個(gè)亞類(IgG1～4);血清中含量最高，半衰期最長(zhǎng)。于出生后3個(gè)月開始合成，3～ 5歲達(dá)成人水平。唯一能

15、通過胎盤的抗體。能發(fā)揮重要的生物學(xué)效應(yīng)：調(diào)理作用、ADCC、激活補(bǔ)體、抗菌、抗毒和抗病毒作用、參與II、III型超敏反應(yīng)。,,為五聚體，是分子量最大的Ig，稱巨球蛋白。 半衰期短，約5 ～ 10天。天然血型抗體是IgM。 IgM是個(gè)體發(fā)育過程最早能產(chǎn)生的抗體，胚胎晚期已能合成，新生兒臍帶血中若IgM水平升高，表示該兒曾有宮內(nèi)感染?？乖碳ず蟪霈F(xiàn)最早的抗體。參與II、III型超敏反應(yīng) 。,2、IgM,,3、IgA,分為血清型和

16、分泌型兩種。 血清型IgA 多為單體，存在于血清中。 分泌型IgA（SIgA）由J鏈連接的二聚體和分泌片組成。主要存在于唾液、淚液，呼吸道消化道和泌尿生殖道粘膜的分泌液中。分泌型IgA是參與粘膜局部免疫的主要抗體。,4、IgD,IgD是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志。 B細(xì)胞的分化過程中首先出現(xiàn)SmIgM，后來出現(xiàn)SmIgD，SmIgD的出現(xiàn)標(biāo)志著B細(xì)胞的成熟。,,5、IgE,又稱親細(xì)胞抗體 參與I型超敏反應(yīng)抗寄生蟲的主要抗體

17、,CH2和CH3區(qū)可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的Fc受體結(jié)合，引起I型超敏反應(yīng),第五節(jié) 人工制備抗體,一、多克隆抗體 指體內(nèi)多個(gè)B細(xì)胞克隆針對(duì)抗原物質(zhì)上不同決定簇所產(chǎn)生抗體的混合物，叫多克隆抗體。主要存在于血清中。多個(gè)抗原決定基——機(jī)體——多種抗體的混合物。來源廣泛，制備容易；特異性不高，難以大量制備。,,多克隆抗體產(chǎn)生示意圖,,1.概念:是通過雜交瘤技術(shù)獲得的，由識(shí)別同一種抗原決定簇的B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的抗體，稱為單克隆抗體

18、。2.特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、效價(jià)高、少或無血清交叉反應(yīng)、制備成本低。,二、單克隆抗體（monoclonal antibody）,,,,,,,,,免疫分子,免疫球蛋白,,▲免疫診斷,▲檢測(cè)激素、受體;,▲治療腫瘤、移植排斥反應(yīng)及自身免疫病等。,3.應(yīng)用:,單克隆抗體,,三、基因工程抗體,1.定義 在DNA水平對(duì)Ig基因進(jìn)行切割、拼接或修 飾，導(dǎo)入受體細(xì)胞表達(dá)的抗體。2.舉例 人-鼠嵌合抗體(chimeric antibo