醫(yī)學(xué)免疫學(xué)—抗體

1、Immunoglobulin，IgTypes of adaptive immune responsesCalled a B-cell responseas the cells involved are derived from bone marrowCalled a T-cell responseas the cells involved are derived from the thymusl一、基本概念l二、免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)l三、免疫球蛋白的生物學(xué)活性l四、五類免疫球蛋白的特點(diǎn)與功能l五、抗體的人工制備l抗體抗體（Antibody，Ab）：指B淋巴細(xì)胞受抗原刺激后活化、增殖、分化成為漿

2、細(xì)胞，產(chǎn)生的能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。l免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。包括：具有免疫活性的正常抗體 沒有抗體活性的異常免疫球蛋白所以：抗體一定是免疫球蛋白 免疫球蛋白不一定都是抗體l丙種球蛋白丙種球蛋白：因抗體在電泳時(shí)，大部分因抗體在電泳時(shí)，大部分在在區(qū)帶，故將抗體稱為區(qū)帶，故將抗體稱為球蛋白球蛋白或或丙種球蛋白丙種球蛋白。但對(duì)免疫血清進(jìn)一步定量但對(duì)免疫血清進(jìn)一步定量分析發(fā)現(xiàn)，具有抗體活性分析發(fā)現(xiàn)，具有抗體活性的球蛋白并不一定都泳動(dòng)的球蛋白并不一定都泳動(dòng)到到位，在位，在位的球蛋白也位的球蛋白也不一定都有抗體

3、活性。不一定都有抗體活性。（一）免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)：（一）免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)：由四條多肽鏈組成，呈由四條多肽鏈組成，呈“Y”或或“T”型型1.組成：組成：（1）2條長(zhǎng)鏈，又稱條長(zhǎng)鏈，又稱重鏈重鏈（Heavy chain，H鏈）：鏈）：含含450-550aa，分子量為，分子量為55-75KD。（2）2條短鏈，又稱條短鏈，又稱輕鏈輕鏈（Light chain，L鏈）：鏈）：含含214aa，分子量為，分子量為25KD。l2.分類及分型：分類及分型：l根據(jù)重鏈氨基酸組成、序列及結(jié)構(gòu)的差異，將根據(jù)重鏈氨基酸組成、序列及結(jié)構(gòu)的差異，將Ig分為五類，即分為五類，即IgM () 、IgG () 、IgA(

4、)、IgD()、IgE()l根據(jù)輕鏈氨基酸組成、序列及結(jié)構(gòu)的差異，可將根據(jù)輕鏈氨基酸組成、序列及結(jié)構(gòu)的差異，可將輕鏈分為兩型：輕鏈分為兩型：和和型型 l3.分區(qū)：分區(qū)：l根據(jù)根據(jù)H、L鏈氨基酸組成及序列變化大小，可分為：鏈氨基酸組成及序列變化大小，可分為：l可變區(qū)可變區(qū)（variable region，V區(qū)）：近氨基端（區(qū)）：近氨基端（N端）端）L鏈的鏈的1/2（VL）和）和H鏈的鏈的1/4或或1/5（VH）l恒定區(qū)恒定區(qū)（constant region，C區(qū)）近羧基端（區(qū)）近羧基端（C端）端）L鏈的鏈的1/2（CL）和）和H鏈的鏈的3/4或或4/5（CH）可變區(qū)可變區(qū)恒定區(qū)恒定區(qū)恒定區(qū)恒定區(qū)

5、l超變區(qū)超變區(qū)( hypervariable region, HVR )指在指在V區(qū)內(nèi)氨基酸組成及序列變化最為劇烈的特定部位。區(qū)內(nèi)氨基酸組成及序列變化最為劇烈的特定部位。l互補(bǔ)決定區(qū)互補(bǔ)決定區(qū)( complementarity determining region, CDR )VL、VH的超變區(qū)受鏈內(nèi)二硫鍵作用而折疊成特定的空間的超變區(qū)受鏈內(nèi)二硫鍵作用而折疊成特定的空間構(gòu)型，供抗原決定簇互補(bǔ)結(jié)合，故將超變區(qū)又稱為互補(bǔ)構(gòu)型，供抗原決定簇互補(bǔ)結(jié)合，故將超變區(qū)又稱為互補(bǔ)決定區(qū)。決定區(qū)。l骨架區(qū)骨架區(qū)（framework region, FR）Ig超變區(qū)之外的部位，其氨基酸序列、組成相對(duì)保守超變區(qū)之外

6、的部位，其氨基酸序列、組成相對(duì)保守;作用：穩(wěn)定作用：穩(wěn)定CDR結(jié)構(gòu)，以利結(jié)構(gòu)，以利CDR與抗原決定簇精細(xì)特異與抗原決定簇精細(xì)特異地結(jié)合。地結(jié)合。（二）（二）Ig的其它結(jié)構(gòu)：的其它結(jié)構(gòu)：lJ 鏈鏈（Joining chain, J）由由漿細(xì)胞漿細(xì)胞合成的酸性糖蛋白。合成的酸性糖蛋白。作用：在作用：在Ig羧基端連接羧基端連接Ig單體成為雙體（單體成為雙體（sIgA）或五）或五聚體（聚體（IgM），起穩(wěn)定多聚體結(jié)構(gòu)及參與體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的），起穩(wěn)定多聚體結(jié)構(gòu)及參與體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。作用。l分泌片分泌片（secretory piece，SP）由由粘膜上皮細(xì)胞粘膜上皮細(xì)胞合成的糖蛋白。合成的糖蛋白。作用：保護(hù)作用

7、：保護(hù)SIgA抵抗外分泌液蛋白酶的降解。利于抵抗外分泌液蛋白酶的降解。利于SIgA分泌到粘膜表面。分泌到粘膜表面。（三）（三）Ig的功能區(qū)及功能：的功能區(qū)及功能：l定義：定義：Ig的的H鏈、鏈、L鏈每隔鏈每隔110個(gè)氨基酸由鏈內(nèi)二硫個(gè)氨基酸由鏈內(nèi)二硫鍵連接構(gòu)成一個(gè)能行使特定功能的球形結(jié)構(gòu)，稱為鍵連接構(gòu)成一個(gè)能行使特定功能的球形結(jié)構(gòu)，稱為Ig的功能區(qū)。的功能區(qū)。l功能分區(qū)：功能分區(qū)：（1）L鏈：鏈：VL、CL（2）H鏈：鏈：VH、CH1、CH2、CH3（CH4）（3）鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)：位于：位于CH1、CH2之間，富含大量脯氨酸之間，富含大量脯氨酸和二硫鍵，不易形成和二硫鍵，不易形成螺旋，對(duì)蛋白酶處

8、理敏感螺旋，對(duì)蛋白酶處理敏感l(wèi)各功能區(qū)的作用：各功能區(qū)的作用： 1）VL、VH：與抗原特異結(jié)合的部位：與抗原特異結(jié)合的部位 2）CL、CH1：Ig同種異型的的遺傳標(biāo)記同種異型的的遺傳標(biāo)記 3）CH2：補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)所在，：補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)所在，IgG可借可借CH2區(qū)主動(dòng)區(qū)主動(dòng)通過胎盤由母體傳給胎兒。通過胎盤由母體傳給胎兒。 4）CH3/CH4：具有與多種細(xì)胞結(jié)合的功能。不同的具有與多種細(xì)胞結(jié)合的功能。不同的Ig結(jié)合不同的細(xì)胞，產(chǎn)生不同的免疫效應(yīng)。結(jié)合不同的細(xì)胞，產(chǎn)生不同的免疫效應(yīng)。 5）鉸鏈區(qū)）鉸鏈區(qū)：利于抗體分子超變區(qū)與抗原決定基吻利于抗體分子超變區(qū)與抗原決定基吻合；合； Ag和和Ab結(jié)合后，鉸鏈

9、區(qū)發(fā)生構(gòu)型變化，使結(jié)合后，鉸鏈區(qū)發(fā)生構(gòu)型變化，使CH2補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)暴露，補(bǔ)體得以結(jié)合。補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)暴露，補(bǔ)體得以結(jié)合。(四）四）Ig的水解片段：的水解片段：1木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（papain）酶解部位：重鏈間二硫鍵近氨基端酶解部位：重鏈間二硫鍵近氨基端形成片段：兩個(gè)相同單價(jià)抗原結(jié)合片段（形成片段：兩個(gè)相同單價(jià)抗原結(jié)合片段（FabFab） 一個(gè)可結(jié)晶片段（一個(gè)可結(jié)晶片段（FcFc）功能：功能：FabFab：保留與抗原特異結(jié)合的功能，但是：保留與抗原特異結(jié)合的功能，但是 單價(jià)的單價(jià)的 FcFc：保留重鏈的抗原性及相應(yīng)功能區(qū)的：保留重鏈的抗原性及相應(yīng)功能區(qū)的 生物活性生物活性 2 2胃蛋白酶胃蛋白

10、酶（pepsin）酶解部位：重鏈間二硫鍵近羧基端酶解部位：重鏈間二硫鍵近羧基端形成片段：雙價(jià)的抗原結(jié)合片段形成片段：雙價(jià)的抗原結(jié)合片段F(ab)F(ab)2 2 多肽碎片多肽碎片 pFcpFc功能：功能：F(ab)F(ab)2 2：具有與抗原特異結(jié)合的功能，：具有與抗原特異結(jié)合的功能， 而且是雙價(jià)的而且是雙價(jià)的 pFcpFc：無任何生物活性的小分子多肽碎片：無任何生物活性的小分子多肽碎片3 3Ig水解片段研究意義水解片段研究意義（1 1）闡明）闡明IgIg的結(jié)構(gòu)及生物活性的結(jié)構(gòu)及生物活性（2 2）經(jīng)酶降解的）經(jīng)酶降解的IgIg，不僅可濃縮制備，而且可提高療效，不僅可濃縮制備，而且可提高療效，減

11、少超敏反應(yīng)的發(fā)生。減少超敏反應(yīng)的發(fā)生。1特異性結(jié)合抗原特異性結(jié)合抗原2激活補(bǔ)體激活補(bǔ)體：IgG、IgM3結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞 Fc受體受體（1）調(diào)理吞噬作用：）調(diào)理吞噬作用：IgG、IgM（2）ADCC作用：作用：IgG、IgA、IgE（3）介導(dǎo)）介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)：型超敏反應(yīng)：IgE4選擇性轉(zhuǎn)移選擇性轉(zhuǎn)移：IgG、SIgAl同種型同種型指同一物種內(nèi)所有個(gè)體共有的指同一物種內(nèi)所有個(gè)體共有的Ig的抗原特異性結(jié)構(gòu)。同的抗原特異性結(jié)構(gòu)。同種型抗原決定簇存在于種型抗原決定簇存在于Ig的的CH、CL區(qū)。區(qū)。l同種異型同種異型指同一物種內(nèi)不同個(gè)體間的指同一物種內(nèi)不同個(gè)體間的Ig在抗原性上的差異。同種在抗原性上的

12、差異。同種異型抗原決定簇存在于異型抗原決定簇存在于Ig的的CH1、CL區(qū)的特定部位。區(qū)的特定部位。l獨(dú)特型獨(dú)特型同一個(gè)體內(nèi)不同同一個(gè)體內(nèi)不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的細(xì)胞克隆產(chǎn)生的Ig V區(qū)的抗原特異性區(qū)的抗原特異性各不相同，其超變區(qū)各自具備的獨(dú)特抗原決定簇結(jié)構(gòu)，各不相同，其超變區(qū)各自具備的獨(dú)特抗原決定簇結(jié)構(gòu)，稱為抗體的獨(dú)特型。稱為抗體的獨(dú)特型。獨(dú)特型決定簇存在于獨(dú)特型決定簇存在于Ig的超變區(qū)。的超變區(qū)。 1IgG：（單體）（單體）l（1）分）分4個(gè)亞類：個(gè)亞類：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4l（2）血清含量最高（）血清含量最高（75%），分子量最?。?，分子量最小l（3）出生后）出生后3月開始合

13、成，半衰期長(zhǎng)月開始合成，半衰期長(zhǎng)21天左右天左右l（4）唯一通過胎盤的）唯一通過胎盤的Igl（5）丙種球蛋白的主要成分）丙種球蛋白的主要成分l（6）抗感染抗體、參與自身免疫、超敏反應(yīng)）抗感染抗體、參與自身免疫、超敏反應(yīng)2IgM：（五聚體或單體）（五聚體或單體）l五聚體五聚體IgM：l（1）分子量最大，存在于血流中，抗敗血癥）分子量最大，存在于血流中，抗敗血癥l（2）合成最早、半衰期短，用于早期診斷、）合成最早、半衰期短，用于早期診斷、 產(chǎn)前診斷產(chǎn)前診斷l(xiāng)（3）具有強(qiáng)大的調(diào)理、激活補(bǔ)體及殺菌作用）具有強(qiáng)大的調(diào)理、激活補(bǔ)體及殺菌作用l（4）血型抗體主要為）血型抗體主要為IgMl（5）參與自身免疫、

14、超敏反應(yīng)）參與自身免疫、超敏反應(yīng)l單體單體IgM：SmIgM為為B細(xì)胞最早出現(xiàn)的重要表面標(biāo)志細(xì)胞最早出現(xiàn)的重要表面標(biāo)志 3.IgA： l血清型血清型IgA：?jiǎn)误w，存在于血清中，免疫作用弱單體，存在于血清中，免疫作用弱l分泌型分泌型IgA：雙體、三體及多體雙體、三體及多體l（1）存在于乳汁、唾液及外分泌液中）存在于乳汁、唾液及外分泌液中l(wèi)（2）局部免疫、激活補(bǔ)體（替代途徑）、）局部免疫、激活補(bǔ)體（替代途徑）、ADCC4IgD：l（1）血清含量低（）血清含量低（1%）l（2）為）為B細(xì)胞的分化受體細(xì)胞的分化受體l（3）防止免疫耐受的發(fā)生）防止免疫耐受的發(fā)生5IgE：l（1）正常時(shí)含量極低（）正常時(shí)

15、含量極低（0.002%）l（2）與）與I型超敏反應(yīng)有關(guān)型超敏反應(yīng)有關(guān)l（3）抗寄生蟲免疫）抗寄生蟲免疫1.多克隆抗體多克隆抗體(Polyclonal antibody, PcAb)多數(shù)天然抗原具有多種抗原決定基，注入機(jī)體后可刺激多數(shù)天然抗原具有多種抗原決定基，注入機(jī)體后可刺激多個(gè)多個(gè)B細(xì)胞克隆發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生多種相應(yīng)抗體，這細(xì)胞克隆發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生多種相應(yīng)抗體，這種由多個(gè)克隆細(xì)胞產(chǎn)生的多種抗體混合物，即為多克隆種由多個(gè)克隆細(xì)胞產(chǎn)生的多種抗體混合物，即為多克隆抗體?？贵w。2.單克隆抗體單克隆抗體(Monoclonal antibody, McAb)由一個(gè)始祖細(xì)胞增殖由一個(gè)始祖細(xì)胞增殖、分化所產(chǎn)生的遺傳性狀完全分化所產(chǎn)生的遺傳性狀完全相同的細(xì)胞群，稱為克隆。相同的細(xì)胞群，稱為克隆。由一個(gè)由一個(gè)B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的只作用于某一抗原決定基細(xì)胞克隆產(chǎn)生的只作用于某一抗原決定基的均一抗體，稱為單