免疫學(xué)基本概念PPT課件

1、免疫的概念（免疫的概念（Concept of immunity） 傳統(tǒng)概念：傳統(tǒng)概念：免疫指抵御傳染病的能力免疫指抵御傳染病的能力 現(xiàn)代概念：現(xiàn)代概念：是指機(jī)體識別并排除是指機(jī)體識別并排除 “非己非己”物質(zhì)所產(chǎn)生的物質(zhì)所產(chǎn)生的 生物學(xué)效應(yīng)，是一種生理性防御功能。其作用生物學(xué)效應(yīng)，是一種生理性防御功能。其作用 是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡和穩(wěn)定是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡和穩(wěn)定, ,正常情況下正常情況下 對機(jī)體是有利的對機(jī)體是有利的, ,但在一定條件下也可以有害。但在一定條件下也可以有害。 第1頁/共154頁免疫功能免疫功能 基本功能基本功能 免疫防御免疫防御immune defense 免疫穩(wěn)定免疫穩(wěn)定i

2、mmune homeostasis 免疫監(jiān)視免疫監(jiān)視 Immune surveillance 功能正常功能正常 抗感染抗感染清除損傷細(xì)胞清除損傷細(xì)胞 衰老細(xì)胞衰老細(xì)胞清除突變細(xì)胞清除突變細(xì)胞病毒感染的細(xì)胞病毒感染的細(xì)胞 功能異常功能異常 超敏反應(yīng)超敏反應(yīng)( (過高過高) ) 嚴(yán)重感染嚴(yán)重感染( (過低過低) ) 自身免疫病自身免疫病( (過高過高) ) 腫瘤腫瘤( (過低過低) )病毒持續(xù)性感染病毒持續(xù)性感染( (過低過低) )第2頁/共154頁免疫系統(tǒng)的組成免疫系統(tǒng)的組成第3頁/共154頁免疫應(yīng)答的種類免疫應(yīng)答的種類u固有免疫固有免疫(天然免疫天然免疫/非特異性免疫非特異性免疫) Innat

3、e Immunity(natural/nonspecific)u適應(yīng)性免疫適應(yīng)性免疫(獲得性免疫獲得性免疫/特異性免疫）特異性免疫） Adaptive Immunity(acquired/specific）第4頁/共154頁固有免疫（固有免疫（Innate Immunity） 概念概念: :生物在長期種系進(jìn)化過程中逐漸形成的防御功能生物在長期種系進(jìn)化過程中逐漸形成的防御功能 經(jīng)遺傳而獲得經(jīng)遺傳而獲得, ,并非針對特定抗原并非針對特定抗原, ,屬天然免疫。屬天然免疫。 ( (第一道防線第一道防線) ) 特點(diǎn)特點(diǎn): : 與生具有與生具有; ; 非特異性；無記憶性；作用迅速。非特異性；無記憶性；作用

4、迅速。 包括：物理屏障：包括：物理屏障：皮膚粘膜屏障、血腦屏障、血胎屏障皮膚粘膜屏障、血腦屏障、血胎屏障 化學(xué)屏障：化學(xué)屏障：溶菌酶、抗菌肽、補(bǔ)體、細(xì)胞因子、溶菌酶、抗菌肽、補(bǔ)體、細(xì)胞因子、APRAPR等等 細(xì)胞屏障：細(xì)胞屏障：粒細(xì)胞、粒細(xì)胞、MM 、DCDC、NKNK等等 第5頁/共154頁適應(yīng)性免疫適應(yīng)性免疫（Adaptive Immunity） 概念概念: : 個體發(fā)育過程中接觸特定抗原后產(chǎn)生個體發(fā)育過程中接觸特定抗原后產(chǎn)生, , 僅針對該僅針對該 特定抗原而發(fā)生反應(yīng)特定抗原而發(fā)生反應(yīng). . 特點(diǎn)特點(diǎn): : 特異性特異性; ; 耐受性耐受性; ; 記憶性記憶性 效應(yīng)細(xì)胞效應(yīng)細(xì)胞: T:

5、T細(xì)胞（介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答）細(xì)胞（介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答） B B細(xì)胞（介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答）細(xì)胞（介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答） 分為三階段：識別階段、分為三階段：識別階段、 活化增殖階段活化增殖階段 效應(yīng)階段效應(yīng)階段第6頁/共154頁固有免疫和適應(yīng)性免疫之間的關(guān)系固有免疫和適應(yīng)性免疫之間的關(guān)系 固有免疫是適應(yīng)性免疫應(yīng)答啟動的前提固有免疫是適應(yīng)性免疫應(yīng)答啟動的前提 協(xié)助適應(yīng)性免疫應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)揮效應(yīng)協(xié)助適應(yīng)性免疫應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)揮效應(yīng) 抗體是固有免疫系統(tǒng)的抗體是固有免疫系統(tǒng)的 “眼睛眼睛” Antibody Complement lysis of target cell M NK: NK: ADCC 適應(yīng)性免疫細(xì)胞與固有免疫

6、細(xì)胞之間的協(xié)同作用適應(yīng)性免疫細(xì)胞與固有免疫細(xì)胞之間的協(xié)同作用 固有免疫與適應(yīng)性免疫的時間互補(bǔ)固有免疫與適應(yīng)性免疫的時間互補(bǔ)T cellIFN-g g、IL-18IL-1，IL-12M 、NKNK第7頁/共154頁n抗原抗原(Ag):(Ag):是一類能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性是一類能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性 免疫應(yīng)答免疫應(yīng)答; ;并能與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物并能與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物( (抗抗 體和體和/ /或效應(yīng)淋巴細(xì)胞或效應(yīng)淋巴細(xì)胞) )在體內(nèi)或體外特異在體內(nèi)或體外特異 性結(jié)合的物質(zhì)。性結(jié)合的物質(zhì)。n兩種特性：兩種特性：免疫原性（免疫原性（Immunogenicity)Immunogenici

7、ty) 抗原性抗原性/ /反應(yīng)原性反應(yīng)原性 (Antigenicity)(Antigenicity)抗原是機(jī)體免疫應(yīng)答的啟動因素抗原是機(jī)體免疫應(yīng)答的啟動因素第8頁/共154頁半抗原半抗原(Hapten)：CarrierHaptenCompleteantigen只具有反應(yīng)原性而無免疫原性的抗原物質(zhì) 如：激素、某些藥物等Haptens are valuable research and diagnostic tools第9頁/共154頁第10頁/共154頁DNP： dinitrophenyl（二硝基氟苯）第11頁/共154頁Overall configuration of a hapten pla

8、ys a major role in determining whether it can react with a given antibody.第12頁/共154頁抗原的特異性抗原的特異性克隆選擇學(xué)說克隆選擇學(xué)說第13頁/共154頁抗原表位決定抗原的特異性抗原表位決定抗原的特異性 抗原表位抗原表位(Epitope/Antigenic determinant) 抗原分子中決定抗原特異性的特抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)殊化學(xué)基團(tuán), ,其性質(zhì)、數(shù)目、位置和其性質(zhì)、數(shù)目、位置和空間構(gòu)象決定著抗原的特異性?？臻g構(gòu)象決定著抗原的特異性。第14頁/共154頁表位類型表位類型第15頁/共154頁

9、第16頁/共154頁 被被TCRTCR識別的抗原表位。存在于抗原分子的任何部位識別的抗原表位。存在于抗原分子的任何部位, ,為為線性表位線性表位, ,需經(jīng)抗原遞呈細(xì)胞需經(jīng)抗原遞呈細(xì)胞(APC)(APC)加工處理加工處理, ,與與MHCMHC結(jié)合，結(jié)合，被被TCRTCR識別的肽段。識別的肽段。 T T細(xì)胞表位和細(xì)胞表位和B B細(xì)胞表位細(xì)胞表位(T and B cell epitopes)T細(xì)胞表位：第17頁/共154頁B 細(xì)胞表位 被BCRBCR識別的抗原表位。存在于抗原分子表面或轉(zhuǎn)折處,具有構(gòu)象依賴性無需與MHC結(jié)合,可直接被BCR識別。第18頁/共154頁 T T細(xì)胞表位與細(xì)胞表位與B B細(xì)

10、胞表位的特性比較細(xì)胞表位的特性比較T T細(xì)胞表位細(xì)胞表位B B細(xì)胞表位細(xì)胞表位識別受體識別受體MHCMHC分子分子表位成分表位成分表位大小表位大小表位類型表位類型表位位置表位位置TCRTCR需要，具有需要，具有MHCMHC限制性限制性蛋白質(zhì)降解后的多肽蛋白質(zhì)降解后的多肽8-128-12個個aa(CD8aa(CD8+ +T)T)13-1713-17個個aa(CD4aa(CD4+ +T)T)線性表位線性表位多在抗原分子內(nèi)部多在抗原分子內(nèi)部BCRBCR不需要，無不需要，無MHCMHC限制性限制性各種天然抗原分子各種天然抗原分子5-155-15個個aa,5-7aa,5-7個單糖或個單糖或核苷酸核苷酸構(gòu)

11、象表位或線性表位構(gòu)象表位或線性表位多在抗原分子表面多在抗原分子表面第19頁/共154頁五、抗原的種類及醫(yī)學(xué)上的重要抗原五、抗原的種類及醫(yī)學(xué)上的重要抗原n免疫原、半抗原、耐受原、變應(yīng)原免疫原、半抗原、耐受原、變應(yīng)原n蛋白質(zhì)蛋白質(zhì), , 多糖多糖, , 核酸、脂類抗原等核酸、脂類抗原等n根據(jù)誘生抗體時是否需根據(jù)誘生抗體時是否需ThTh細(xì)胞參與分類細(xì)胞參與分類n根據(jù)根據(jù)AgAg與機(jī)體的親緣關(guān)系分類與機(jī)體的親緣關(guān)系分類第20頁/共154頁Ag which can induce hypersensitivity第21頁/共154頁The most common allergens in our “art

12、ificial” world.Dust mites Pollens Sugi pollens are the dominant outdoor antigen in Japan.In “bio-deprived” indoor space, mites become the dominant antigen. 第22頁/共154頁 存在于人、動物、植物及微生物等存在于人、動物、植物及微生物等 不同物種間的共同抗原。不同物種間的共同抗原。 如：鏈球菌與人腎小球基底膜及心肌內(nèi)膜如：鏈球菌與人腎小球基底膜及心肌內(nèi)膜 大腸埃希菌大腸埃希菌8686含人類血型物質(zhì)。含人類血型物質(zhì)。n醫(yī)學(xué)意義：醫(yī)學(xué)意義：

13、是引起免疫病理損傷的物質(zhì)基礎(chǔ)。是引起免疫病理損傷的物質(zhì)基礎(chǔ)。 借助異嗜性抗原輔助臨床診斷借助異嗜性抗原輔助臨床診斷異嗜性抗原異嗜性抗原 (heterophil antigen)(heterophil antigen)第23頁/共154頁( (一一) )胸腺依賴性抗原胸腺依賴性抗原(TD-Ag)(TD-Ag) 指在刺激機(jī)體B B細(xì)胞產(chǎn)生抗體時需ThTh細(xì)胞輔助的抗原。(1) require Th cells (2) induce cellular immunity and humoral immunity (3) antibody classes: IgM, IgG,IgA (4) appare

14、nt memoryFeatures:第24頁/共154頁Features: (1) not require Th cells (2) induce only humoral immunity, not cellular immunity (3) antibody class: IgM (4) no apparent memory( (二二) )胸腺非依賴性抗原胸腺非依賴性抗原(TI-Ag)(TI-Ag)指可直接激活B B細(xì)胞，產(chǎn)生抗體，無需ThTh細(xì)胞輔助的抗原?？乖瓗в兄貜?fù)出現(xiàn)的同一抗原決定簇。 LPS、 polymeric bacterial flagellin 、 Polysacchar

15、ides第25頁/共154頁 異種抗原異種抗原(xenoantigen) (xenoantigen) 同種異型抗原同種異型抗原(alloantigen) (alloantigen) 自身抗原自身抗原(autoantigen)(autoantigen) 異嗜性抗原異嗜性抗原(heterophil antigen) (heterophil antigen) 第26頁/共154頁免疫球蛋白免疫球蛋白/ /抗體抗體 AntibodyAntibody第27頁/共154頁Kabat and Tiselius - 1938Injected a rabbit w/ ovaAbsorbed Serum w/ov

16、a Ag.BeforeAfterResult:g fractionis responsiblefor immuneprotection第28頁/共154頁第29頁/共154頁一、抗體的概念（一、抗體的概念（Concept Concept ） 抗體抗體(Ab):(Ab):B B細(xì)胞接受抗原刺激增殖為漿細(xì)胞細(xì)胞接受抗原刺激增殖為漿細(xì)胞, ,由由 漿細(xì)胞合成分泌的漿細(xì)胞合成分泌的, ,并能與相應(yīng)的抗原并能與相應(yīng)的抗原 發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白。發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白。 免疫球蛋白免疫球蛋白(Ig):(Ig):具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗 體相似的球蛋白。體相似的球蛋白。 IgI

17、g的兩種形式的兩種形式: : 分泌型（分泌型（Secreted /Soluble antibody Secreted /Soluble antibody ） 膜型膜型( (membrane Ig, mIgmembrane Ig, mIg) )：BCRBCR第30頁/共154頁二、二、IgIg分子的結(jié)構(gòu)（分子的結(jié)構(gòu)（structurestructure） “Y Y”字型的四肽鏈字型的四肽鏈, ,兩兩 條完全相同的重鏈條完全相同的重鏈(H)(H) 和兩條完全相同的輕和兩條完全相同的輕 鏈鏈(L)(L)通過二硫鍵連接而通過二硫鍵連接而 成。成。 nH鏈:約450550氨基酸 L鏈:約210氨基酸第3

18、1頁/共154頁恒定區(qū)恒定區(qū)(constant,region,C(constant,region,C）n羧基端羧基端: : L L鏈鏈1/2-CL 1/2-CL H H鏈鏈3/4-CH (CH1 CH2 CH3)3/4-CH (CH1 CH2 CH3)可變區(qū)可變區(qū)(variable region,V)(variable region,V)n氨基端氨基端:L:L鏈鏈1/2VL, 1/2VL, H H鏈鏈1/4VH1/4VHn抗原結(jié)合部位抗原結(jié)合部位(antigen-binding (antigen-binding site) site) n高變區(qū)高變區(qū)(HVR):(HVR):VHVH和和VLVL

19、各有各有3 3個個氨基酸組成和排列順序高度可變氨基酸組成和排列順序高度可變的區(qū)域的區(qū)域. .n骨架區(qū)（骨架區(qū)（framework region)framework region)第32頁/共154頁Complementarity-determining regions (CDR)Variability in CDRsHypervariable region (HVR)第33頁/共154頁第34頁/共154頁高變區(qū)在高變區(qū)在Ig分子表面形成三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)與抗原結(jié)合分子表面形成三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)與抗原結(jié)合第35頁/共154頁第36頁/共154頁第37頁/共154頁Models of the variabl

20、e domains of six antibodies with their antigen-binding regions shown in purple第38頁/共154頁Ig Ig 的分類的分類 根據(jù)H鏈C區(qū)結(jié)構(gòu)和抗原性的不同將Ig分為5類： g g(Gamma) (Mu) (Alpha) (Delta) (Epsilon) IgG IgM IgA IgD IgE 亞類： heavy chains: 1 IgA1 2 IgA2 g g heavy chains: g g 1 IgG1 g g 2 IgG2 g g 3 IgG3 g g 4 IgG4 第39頁/共154頁Ig Ig 的分型

21、的分型 根據(jù)根據(jù)L L鏈結(jié)構(gòu)和抗原性將鏈結(jié)構(gòu)和抗原性將L L鏈分為鏈分為2 2種：種： humans: 60% of light chains are and 40% are ; mice: 95% are and 5% are . 亞型： chain - 3 subtypes in mice and 4 in human第40頁/共154頁 CH1CH2之間，之間，富含脯氨酸富含脯氨酸 賦予賦予IgIg柔性，使柔性，使IgIg兩臂可兩臂可伸展伸展彎曲彎曲, ,利于與抗原結(jié)合利于與抗原結(jié)合（flexibility, enabling the 2 arms to move relatively

22、freely IgMIgM和和IgEIgE無鉸鏈區(qū)無鉸鏈區(qū)3.3.鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)(hinge)(hinge)第41頁/共154頁第42頁/共154頁4.J4.J鏈和分泌片鏈和分泌片(SP)(SP) J J鏈（鏈（Joining chain）: : 借二硫鍵連接到借二硫鍵連接到 鏈或鏈或 鏈。鏈。 facilitate the polymerization of IgA and IgM 分泌片分泌片( (secretory piece,SP) ) 由粘膜上皮細(xì)胞合成分泌由粘膜上皮細(xì)胞合成分泌, ,結(jié)結(jié)合到二聚體上合到二聚體上. .抗蛋白水解酶抗蛋白水解酶, ,保護(hù)保護(hù)SIgASIgA鉸鏈區(qū)。鉸鏈區(qū)

23、。第43頁/共154頁第44頁/共154頁IgA, IgD, IgG IgE, IgMCH1HingeCH2CH3CH1CH2CH3CH4三、功能域及其功能三、功能域及其功能第45頁/共154頁uVL VH:VL VH:抗原結(jié)合部位抗原結(jié)合部位. .uCL CH1:CL CH1:具有部分同種型和同種異型的遺傳標(biāo)記具有部分同種型和同種異型的遺傳標(biāo)記. . uCH2:CH2:補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn), ,通過胎盤通過胎盤(IgG). (IgG). uCH3:CH3:結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞FcR(IgG),FcR(IgG),活化補(bǔ)體活化補(bǔ)體(IgM).(IgM).uCH4:CH4:結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞FcR(

24、IgE). FcR(IgE). u鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū): :可使可使IgIg自由轉(zhuǎn)動和伸展自由轉(zhuǎn)動和伸展. .第46頁/共154頁 Secreted Ig: Binding to cells by Fc receptors. Membrane Ig: An extracellular hydrophilic “spacer” sequence composed of 26 amino acid residues. A hydrophobic transmembrane sequence A short cytoplasmic tailCH3(IgG)/ CH4(IgE, IgM)結(jié)合細(xì)胞功能:第47頁

25、/共154頁Fab: Fragment of antigen bindingFc: Fragment crystallizable四、酶解片段四、酶解片段(Enzymatic Fragments) 木瓜蛋木瓜蛋白酶白酶胃蛋白酶胃蛋白酶第48頁/共154頁 類類(class):(class):根據(jù)根據(jù)HH鏈鏈C C區(qū)抗原性差異區(qū)抗原性差異, ,分為分為g g、 、 、 、 鏈鏈, , 即即IgGIgG、IgAIgA、IgMIgM、IgDIgD和和IgEIgE。 亞類亞類(subclass): (subclass): 根據(jù)重鏈的二硫鍵數(shù)目和位置不同根據(jù)重鏈的二硫鍵數(shù)目和位置不同, ,又又可分為亞類

26、可分為亞類, , 人人IgGIgG有有IgG1IgG1IgG4IgG4四個亞類；四個亞類；IgAIgA有有2 2個亞類個亞類 型型(type)(type)：根據(jù)輕鏈：根據(jù)輕鏈C C區(qū)抗原性的不同區(qū)抗原性的不同, ,可將可將IgIg輕鏈分為輕鏈分為兩種：兩種： 和和 型。型。五、五、IgIg的異質(zhì)性的異質(zhì)性(heterogenecity)（一）免疫球蛋白的多樣性（一）免疫球蛋白的多樣性 （二）免疫球蛋白的類型（二）免疫球蛋白的類型 第49頁/共154頁IgG1, 3, and 4 cross placentacomplement activation IgG3 IgG1, IgG2 ineffi

27、cent, IgG4 noneDifferent Biological ActivitiesFc Receptor Binding IgG1 and IgG3IgG4IgG2第50頁/共154頁同種型同種型(isotype):(isotype):同一種屬內(nèi)所有個體某一型別同一種屬內(nèi)所有個體某一型別IgIg所共有的抗原特異性標(biāo)所共有的抗原特異性標(biāo)記記. .位于位于CHCH和和CLCL上。上。 同種異型同種異型(allotype):(allotype):同一種屬不同個體間的同一種屬不同個體間的IgIg抗原性的不同抗原性的不同. .可作為個體遺可作為個體遺傳標(biāo)記傳標(biāo)記. .位于位于IgIg的恒定區(qū)。

28、的恒定區(qū)。獨(dú)特型獨(dú)特型(idiotype):(idiotype):是指存在于是指存在于IgIg分子分子V V區(qū)上的抗原特異性區(qū)上的抗原特異性. .（三）（三）IgIg的抗原性的抗原性(Serum types)(Serum types)第51頁/共154頁第52頁/共154頁第53頁/共154頁Allelic variation within a species that leads to minor, butdetectable differences in constant regions between strains.第54頁/共154頁Antigenic differences def

29、ined by variable regions (VH and VL). Can generate anti-idiotype Abs第55頁/共154頁Ab2b bAb2 第56頁/共154頁抗獨(dú)特型抗體和獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)抗獨(dú)特型抗體和獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò) （1）抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體）抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體Ab1，抗體分子本身，抗體分子本身 具有獨(dú)特型，稱為獨(dú)特型抗體。具有獨(dú)特型，稱為獨(dú)特型抗體。（2）Ab1在體內(nèi)的數(shù)量大時，可作為抗原誘發(fā)抗獨(dú)特型在體內(nèi)的數(shù)量大時，可作為抗原誘發(fā)抗獨(dú)特型 抗體抗體Ab2的產(chǎn)生的產(chǎn)生（3）Ab2可分為可分為Ab2 ，Ab2b b。其中。其中Ab2 是抗是抗Ab1V

30、區(qū)區(qū) 骨架部分；骨架部分； Ab2b b是抗是抗Ab1V區(qū)區(qū)CDR部分，又稱抗部分，又稱抗 原內(nèi)影像原內(nèi)影像(internal image)。（4）獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)：抗原）獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)：抗原Ab1-Ab2-Ab3-第57頁/共154頁Ab2b b serve to up-regulate specific antibody response 第58頁/共154頁Ab2 serve to down-regulate specific antibody response 第59頁/共154頁五、抗體的生物學(xué)功能五、抗體的生物學(xué)功能第60頁/共154頁生理效應(yīng)生理效應(yīng): : 中和毒素中和毒素, ,中和病毒作

31、用中和病毒作用病理效應(yīng)病理效應(yīng): : 自身免疫性疾病自身免疫性疾病在在B B細(xì)胞表面起受體作用細(xì)胞表面起受體作用(mIg)(mIg) 抗體的抗體的FabFab段與抗原表位特異性結(jié)合段與抗原表位特異性結(jié)合, ,表表現(xiàn)出多種生物學(xué)效應(yīng)?，F(xiàn)出多種生物學(xué)效應(yīng)。第61頁/共154頁Neutralization: 抗體中和外毒素抗體中和外毒素第62頁/共154頁NeutralizationNeutralization: : 抗體中和抗體中和病病毒毒第63頁/共154頁抗體阻止細(xì)菌吸附抗體阻止細(xì)菌吸附第64頁/共154頁激活補(bǔ)體激活補(bǔ)體AbsAbs與與AgAg結(jié)合結(jié)合, ,能夠激活補(bǔ)體能夠激活補(bǔ)體第65頁/

32、共154頁 Abs Abs與細(xì)胞結(jié)合與細(xì)胞結(jié)合(FcR)(FcR)M , NK cells, mast cells, basophils表面均表達(dá)FcR.u IgG + M 調(diào)理作用調(diào)理作用(Opsonization)u IgG + NK ADCCu IgE + mast cell I型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng) (hypersensitivity)介導(dǎo)介導(dǎo)介導(dǎo)第66頁/共154頁抗體的調(diào)理作用：指抗體與抗原結(jié)合后可增強(qiáng)吞噬 細(xì)胞的吞噬作用第67頁/共154頁ADCC（抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用）（抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用） 指抗體與靶細(xì)胞表面的抗原表位結(jié)合后，可通過其指抗體與靶細(xì)胞表面的抗原表

33、位結(jié)合后，可通過其Fc段段與與NK細(xì)胞表面的細(xì)胞表面的Fc受體結(jié)合，誘導(dǎo)受體結(jié)合，誘導(dǎo)NK細(xì)胞對靶細(xì)胞的殺傷。細(xì)胞對靶細(xì)胞的殺傷。第68頁/共154頁介導(dǎo)介導(dǎo)I I型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng)Unique to IgE第69頁/共154頁IgG fetus, SIgA babyplacentamilk通過胎盤和粘膜通過胎盤和粘膜IgA (major)IgMMucosal surface of the respiratory, gastrointestinal and urogenital tracts. 第70頁/共154頁 各類各類Igs的生物學(xué)特性與功能的生物學(xué)特性與功能Characteristi

34、cs and Functions of Igs第71頁/共154頁（一）（一）IgG的特性及功能的特性及功能1.1.血清中含量最高血清中含量最高2.2.是再次應(yīng)答的主要抗體。具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用是再次應(yīng)答的主要抗體。具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用, ,起主力免疫作用。起主力免疫作用。3.3.激活補(bǔ)體激活補(bǔ)體4.4.通過胎盤通過胎盤5.5.結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞, ,介導(dǎo)調(diào)理作用和介導(dǎo)調(diào)理作用和ADCCADCC效應(yīng)效應(yīng)6.6.某些自身抗體某些自身抗體IgGIgG可引起可引起II II、IIIIII型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng)第72頁/共154頁 （二）（二）IgM的特性與功能的特性與功能: 1.1. 五

35、聚體五聚體, 巨球蛋白巨球蛋白, 是初次應(yīng)答的主要是初次應(yīng)答的主要Ig。 5. 天然血型抗體屬于天然血型抗體屬于IgM; 6. 在在B細(xì)胞表面起抗原受體作用細(xì)胞表面起抗原受體作用(mIgM); 7. 某些自身抗體某些自身抗體IgM, 可引起可引起型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng) 2. 早期抗菌、抗病毒、抗毒素抗體早期抗菌、抗病毒、抗毒素抗體, 起先鋒免疫作用起先鋒免疫作用; 3. 活化補(bǔ)體比活化補(bǔ)體比IgG強(qiáng)大強(qiáng)大; 4. 不能通過胎盤不能通過胎盤, 若臍血中檢出若臍血中檢出IgM,提示宮內(nèi)有感染提示宮內(nèi)有感染; 第73頁/共154頁 IgA IgA的特性與功能的特性與功能u 血清型血清型IgA:單體單體

36、, 出生后出生后4-6個月合成個月合成, 占血清總占血清總Ig的的 10%, 半衰期約半衰期約56天天, 可介導(dǎo)調(diào)理作用和可介導(dǎo)調(diào)理作用和ADCC效應(yīng)。效應(yīng)。u 分泌型分泌型IgA(SIgA): 二聚體二聚體, 分布于初乳、唾液、淚液、胃分布于初乳、唾液、淚液、胃 腸液、氣管分泌液等外分泌液中腸液、氣管分泌液等外分泌液中, 參與粘膜局部免疫。參與粘膜局部免疫。 第74頁/共154頁 IgD 血清濃度很低（血清濃度很低（0.03mg/ml),在在B細(xì)胞表面起抗原識別受體作細(xì)胞表面起抗原識別受體作用用(mIgD)。是。是B細(xì)胞分化發(fā)育成細(xì)胞分化發(fā)育成熟的標(biāo)志。熟的標(biāo)志。 IgE 為單體，正常血清濃

37、度極為單體，正常血清濃度極低低, ,為親細(xì)胞抗體，無鉸鏈區(qū)，為親細(xì)胞抗體，無鉸鏈區(qū)，有有CH4CH4區(qū)，介導(dǎo)區(qū)，介導(dǎo)I I型超敏反型超敏反應(yīng)。應(yīng)。第75頁/共154頁第76頁/共154頁Ig 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第77頁/共154頁DisulfidebondsConstant: CH1, CH2, CH3, CH4Variable: VH, VLVariable and Constant Regions第78頁/共154頁Domain Folding of Ig Light ChainComplementarity Determining Regions (CDRs)第79頁/共154頁 The tota

38、l population of antibody specificities that an individual can produce (repertoire) has been estimated to be at least 101012 !抗體的異質(zhì)性抗體的異質(zhì)性一、抗體的多樣性一、抗體的多樣性 / 抗原特異性抗原特異性人體產(chǎn)生的抗體的多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于人類自身攜帶的基因總數(shù)二、抗體的類型二、抗體的類型Class、subclass、type 、subtype第80頁/共154頁 In 1978, was given by S. Tonegawa Separate genes encode

39、 the V and C regions of Ig and that the genes are rearranged in the course of B-cell differentiation In 1987, Tonegawa was awarded the Nobel prizeIg的基因重排理論的基因重排理論第81頁/共154頁第82頁/共154頁Ig 的基因結(jié)構(gòu)的基因結(jié)構(gòu)Ig 基因以基因簇的形式存在基因以基因簇的形式存在第83頁/共154頁人Ig基因片段基因片段 Ig基因 V D J CIGH95(50)239(6)11(9)IGK90(60)051IGL60(30)077(4

40、)第84頁/共154頁第85頁/共154頁Ig基因重排：基因重排：指指B細(xì)胞在發(fā)育過程中對細(xì)胞在發(fā)育過程中對Ig基因基因V、(D)、J 基因片段的重排基因片段的重排第86頁/共154頁第87頁/共154頁第88頁/共154頁In the case of the heavy chainIn naive, mature B cells, the primary mRNA transcript contains VDJ and BOTH C and C .This primary transcript can be differentially processed to give rise to m

41、RNA encoding either IgM or IgD.This explains why naive B cells express both IgM and IgD.The variable region of both are encoded by the same VDJ - so they have the same antigen specificity.第89頁/共154頁成熟的成熟的B細(xì)胞同時表達(dá)細(xì)胞同時表達(dá)mIgM和和mIgD，此過程通過，此過程通過mRNA不同的剪切方式獲得。不同的剪切方式獲得。第90頁/共154頁Ig重排后基因轉(zhuǎn)錄為重排后基因轉(zhuǎn)錄為primary t

42、ranscript RNA ，其剪切決定，其剪切決定B細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞表達(dá)mIgM或或sIgM第91頁/共154頁基因重排是抗體分子多樣性產(chǎn)生的分子基礎(chǔ)1. Ig基因V、D、J基因片段隨機(jī)組合2. 在V-D、D-J、及V-J的連接過程中，常發(fā)生接頭處核苷酸丟失或插入的現(xiàn)象，增加VDJ的多樣性。3. 體細(xì)胞的突變第92頁/共154頁Generation of antibody diversity第93頁/共154頁人工制備抗體人工制備抗體（preparation of antibody)第94頁/共154頁 克隆(Clone)：是指由一個祖先細(xì)胞經(jīng)分化、增埴所產(chǎn)生的遺傳性狀完全相同的細(xì)胞系或細(xì)胞群。

43、 多克隆抗體（polyclonal antibody pAg）：由多個B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的針對多種不同抗原表位的抗體。 單克隆抗體(Monoclonal antibody McAb)：由單一B細(xì)胞克隆針對某一特定抗原表位所產(chǎn)生的,只能與該抗原表位結(jié)合的均一特異性Ab。抗體形成細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞 McAbMcAb特點(diǎn)特點(diǎn)：高度均一、高度特異性、可持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)：高度均一、高度特異性、可持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)第95頁/共154頁第96頁/共154頁基因工程抗體基因工程抗體 是通過是通過DNADNA重組和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，在基因水平重組和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，在基因水平上對上對IgIg分子進(jìn)行切割、拼接或修飾，重新組

44、裝成新分子進(jìn)行切割、拼接或修飾，重新組裝成新型的抗體分子又稱重組抗體型的抗體分子又稱重組抗體 。定義：定義：基因工程抗體技術(shù)的方向：基因工程抗體技術(shù)的方向：n 將鼠源抗體人源化將鼠源抗體人源化n 對抗體的功能加以改進(jìn)，使其可用于臨床治療對抗體的功能加以改進(jìn)，使其可用于臨床治療第97頁/共154頁基因工程抗體的種類人- -鼠嵌合抗體、改型抗體、人源抗體、小分子抗體等 。第98頁/共154頁單克隆抗體的臨床應(yīng)用 Diagnostic Applications -診斷抗體 Therapeutic Applications -Transplant rejection 抗CD3、IL-2R單抗 -Car

45、diovascular disease -Cancer -Infectious Diseases -Inflammatory disease 抗RSV（呼吸道合胞病毒）抗體 - Autoimmune disease：抗CD2、LFA-1抗體 Clinical Applications -Purification of drugs, Imaging the target第99頁/共154頁H2003PsoriasisRaptivaGenentech/XomaC1997Non-Hodgkins LymphomaRituxanBiogenIdec/Genentech/RocheM2003Non-Ho

46、dgkins Lymphoma BexxarCorixa/GlaxoSmithKlineC2004Colorectal CancerErbitux BMS/ImClone SystemsH2003Asthma XolairNovartis/Genentech/TanoxPD2002Rheumatoid ArthritisHumiraAbbott/CATH2001Chronic Lymphocytic LeukemiaCampathSchering /ILEX OncologyH2000Acute Myleoid LeukemiaMylotargWyethC1998Acute Transplan

47、t RejectionSimulectNovartisC1998Crohns, Rheumatoid ArthritisRemicadeJ & JHH19982004Breast CancerColorectal CancerHerceptinAvastin Genentech/RocheH1998Viral Respiratory DiseaseSynagisMedImmune/AbbottH1997Acute Transplant RejectionZenapaxPDLIM2002Non-Hodgkins LymphomaZevalinBiogenIdecC1994Acute Ca

48、rdiac ConditionsReoProJ&J/Eli Lilly M1986Organ Transplant RejectionOrthoclone-OKTOrtho BiotechAntibody Type (2)Date of FDA ApprovalIndicationsName of Product(1)Company Name 截止截止2009年，美國年，美國FDA批準(zhǔn)生產(chǎn)用于臨床治療的單克隆批準(zhǔn)生產(chǎn)用于臨床治療的單克隆 抗體有抗體有32種。我國種。我國SFDA已批準(zhǔn)上市的有已批準(zhǔn)上市的有11種抗體藥物種抗體藥物第100頁/共154頁抗體藥物的主要作用機(jī)制 靶向載體作用

49、：利用抗體靶向性強(qiáng)，特異性好的優(yōu)點(diǎn)，將抗體標(biāo)記毒素、放射性核素或者化學(xué)藥物，進(jìn)入體內(nèi)后特異性殺傷靶細(xì)胞。 免疫應(yīng)答作用：直接用抗體本身具有的ADCC、CDC效應(yīng)殺傷靶細(xì)胞 靶點(diǎn)封閉作用：用抗體作為拮抗劑，封閉靶抗原（受體）的功能表位，阻斷其效應(yīng)。IL-2R和EGFR抗體。 抗體的中和作用：用抗體與靶抗原（配體）的結(jié)合，阻斷功能效應(yīng)的發(fā)揮。TNF- 抗體 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用：阻斷信號傳遞，從而影響靶細(xì)胞的生存。HER-2抗體 免疫調(diào)節(jié)作用：利用針對免疫細(xì)胞的抗體，起到免疫調(diào)節(jié)的作用。CD3抗體第101頁/共154頁臨床用抗體藥物Anti-molecule on the surface of cells

50、 antibodyAnti-cytokines monoclonal antibodyMonoclonal antibodies coupled with toxic agent. (抗體導(dǎo)向藥物)nAnti-CD20 antibodies：Rituximab, Zevalin, Bexxar 治療惡性B細(xì)胞淋巴瘤nAnti-CD3 antibodies: Othoclone (OKT3) 用于臨床急性心、肝、腎及骨髓移植排斥反應(yīng)的治療nAnti-Her-2 antibodies: Her-2/neu 治療乳腺癌第102頁/共154頁 The Complement System（補(bǔ)體系統(tǒng)）第1

51、03頁/共154頁 一、概述（一、概述（IntroductionIntroduction） 補(bǔ)體系統(tǒng)補(bǔ)體系統(tǒng)（Complement system）: : 由由3030多種蛋白質(zhì)組成多種蛋白質(zhì)組成, ,廣泛存在于血清、組織液廣泛存在于血清、組織液 和細(xì)胞膜表面和細(xì)胞膜表面. . 被激活后具有調(diào)理吞噬、溶解細(xì)胞、介被激活后具有調(diào)理吞噬、溶解細(xì)胞、介導(dǎo)炎癥、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和清除免疫復(fù)合物等生物學(xué)功能。導(dǎo)炎癥、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和清除免疫復(fù)合物等生物學(xué)功能。 三條激活途徑（三條激活途徑（Activation Pathway）: 一系列絲氨酸蛋白酶的一系列絲氨酸蛋白酶的級聯(lián)酶解反應(yīng)級聯(lián)酶解反應(yīng). . 第104頁

52、/共154頁補(bǔ)體系統(tǒng)的組成補(bǔ)體系統(tǒng)的組成(Component of complement (Component of complement system)system)1. 1. 補(bǔ)體固有成分: :n經(jīng)典激活途徑經(jīng)典激活途徑( (Classic pathway)組分組分: : C1 C1、C4C4、C2C2、C3C3n旁路激活途徑旁路激活途徑(Alternative pathway)(Alternative pathway)組分組分: : Factor B/D/P (Bf Factor B/D/P (Bf、DfDf、Pf)Pf)、C3C3nMBLMBL途徑途徑(Lectin pathway)(

53、Lectin pathway)組分組分: : MBL MBL、MBLMBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶相關(guān)絲氨酸蛋白酶(MASP)(MASP)、C3C3n共同末端反應(yīng)共同末端反應(yīng)(Common terminal reaction)(Common terminal reaction)組分組分: : C5 C5、C6C6、C7C7、C8C8、C9 C9 第105頁/共154頁2. 2. 補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白: :3. 3. 補(bǔ)體受體: : CR15, C3a/C4a/C5a receptorn血漿可溶性調(diào)節(jié)蛋白血漿可溶性調(diào)節(jié)蛋白: : H H因子、因子、I I因子、因子、C1INHC1INH、C4bpC4bp、S S

54、蛋白蛋白n膜結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白膜結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白: :衰變加速因子衰變加速因子( (DAFDAF) ) 膜輔助蛋白（膜輔助蛋白（MCPMCP）、）、CD59CD59等等第106頁/共154頁補(bǔ)體的理化性質(zhì)補(bǔ)體的理化性質(zhì) physicochemical property Are synthesized by liver hepatocytes, blood monocytes, tissue macrophage and epithelial cells of the gastrointestinal and genitourinary. Complement components are glycopr

55、oteins, concentration of complement is relatively stable. Belong to globulin protein,constitute 5% of the serum globulin fraction. Most of complement components circulate in the serum in functional inactive forms as proenzymes. Complement is not stable, The activity is inactivated by heating serum a

56、t 56 for 30 minutes.第107頁/共154頁二、補(bǔ)體的激活途徑二、補(bǔ)體的激活途徑（Complement Activation） Classical pathway 經(jīng)典途徑 Alternative pathway 替代途徑 MBL pathway 甘露聚糖結(jié)合凝集素途徑第108頁/共154頁經(jīng)典途徑 激活物激活物: : Antigen-antibody complex, IgM, IgG1/2/3 參與成分參與成分: : C1C9 過程過程: : Recognize phase（識別階段） Activate phase（活化階段） Membrane attack phase（

57、膜攻擊階段）第109頁/共154頁第110頁/共154頁第111頁/共154頁第112頁/共154頁第113頁/共154頁第114頁/共154頁第115頁/共154頁第116頁/共154頁第117頁/共154頁旁路途徑旁路途徑（Alternative pathway）1、激活物： 細(xì)菌、內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖等 2、參與成分： C3、B因子、D因子、P因子第118頁/共154頁第119頁/共154頁u 激活順序激活順序: : 細(xì)菌細(xì)菌( (多糖成分多糖成分) )提供反應(yīng)表面提供反應(yīng)表面 C3bC3b、BfBf、DfDf參與參與 C3C3轉(zhuǎn)化酶和轉(zhuǎn)化酶和C5C5轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化酶； u C3b C3

58、b放大效應(yīng)放大效應(yīng)( (正反饋正反饋) )：C3C3C3bBbC3bBbC3bC3bC3aC3aB B因子因子C3bBC3bBDD因子因子C3bBbC3bBb旁路途徑旁路途徑第120頁/共154頁1 1、激活物、激活物: : 病原微生物表面的糖病原微生物表面的糖成分成分2 2、參與成分、參與成分: : MASP2、 MASP1、C4、C2、C3，C59。Mannose-binding lectin（MBL）pathway第121頁/共154頁Mannose-binding lectin pathwayC4MBLC4bC4aC4bC2C2bC2aC2aC4b2a is C3 convertase

59、;it will lead to the generation of C5 convertaseMASPMASP2第122頁/共154頁第123頁/共154頁補(bǔ)體活化共同的補(bǔ)體活化共同的末端效應(yīng)末端效應(yīng) The three complement pathway converge at the menbrane-attack complex第124頁/共154頁第125頁/共154頁第126頁/共154頁第127頁/共154頁三、補(bǔ)體活化的調(diào)控三、補(bǔ)體活化的調(diào)控( (RegulationRegulation) ) 補(bǔ)體活性片段發(fā)生自發(fā)性衰變；補(bǔ)體活性片段發(fā)生自發(fā)性衰變； 控制補(bǔ)體活化的啟動；控制

60、補(bǔ)體活化的啟動； 血漿和細(xì)胞膜表面多種補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白，控制級血漿和細(xì)胞膜表面多種補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白，控制級 聯(lián)酶促反應(yīng)過程中酶活性和聯(lián)酶促反應(yīng)過程中酶活性和MACMAC組裝等關(guān)鍵步組裝等關(guān)鍵步 驟而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。驟而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。第128頁/共154頁第129頁/共154頁Regulation of classical and MBL pathway1. C1 inhibitor(C1Inh) 抑制抑制C1r，C1s和和MASP活性，阻斷活性，阻斷C4b2a形成形成第130頁/共154頁2. C4bBP, Factor I第131頁/共154頁NH2CLCLCLCLNH2CLCLCLCL 補(bǔ) 體 抑 制 因 子CD