第四章免疫球蛋白

1、1什么是抗毒素？什么是抗毒素？2什么是免疫球蛋白？什么是免疫球蛋白？3能否用其他免疫球能否用其他免疫球蛋白代替破傷風(fēng)免蛋白代替破傷風(fēng)免疫球蛋白緊急預(yù)防疫球蛋白緊急預(yù)防破傷風(fēng)？破傷風(fēng)？教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 掌握：掌握：抗體（抗體（Ab）和免疫球蛋白（）和免疫球蛋白（Ig）的概念）的概念； Ig（抗體）的功能（抗體）的功能； Ig分類及各自特性。分類及各自特性。 熟悉：熟悉：Ig的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) Ig水解片段水解片段 是是B B細(xì)胞識別抗原細(xì)胞識別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞后增殖分化為漿細(xì)胞, ,由漿細(xì)胞所合由漿細(xì)胞所合成和分泌的一類能與成和分泌的一類能與相應(yīng)相應(yīng)抗原發(fā)生抗原發(fā)生特異性結(jié)合特異性結(jié)合的

2、球蛋的球蛋白。主要白。主要存在于血清存在于血清等體液中，是等體液中，是介導(dǎo)體液免疫介導(dǎo)體液免疫的重的重要效應(yīng)分子要效應(yīng)分子?？贵w抗體 概念：概念： 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白，稱為免疫球蛋白。免疫球蛋白（免疫球蛋白（Ig）抗體都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具抗體都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗體活性。有抗體活性。A A：抗體：抗體 B B：免疫球蛋白：免疫球蛋白免疫球蛋白存在形式分泌型（secreted Ig, sIg）：主要存在于血液及組織液中，具有抗體的各種功能。膜 型（membrane Ig, mIg）：構(gòu)成B細(xì)胞膜上的抗原受體。p四條肽鏈組成四條肽鏈組成,

3、Y,Y型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)p2 2條重鏈條重鏈（Heavy chainHeavy chain，簡寫為，簡寫為H H）p2 2條條輕鏈輕鏈（ Light chainLight chain，簡寫為簡寫為L )L )p鏈間通過二硫鍵連接鏈間通過二硫鍵連接p可變區(qū)可變區(qū)+ +恒定區(qū)恒定區(qū)+ +鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū) V V區(qū)區(qū)+ C+ C區(qū)區(qū)+ hinge region+ hinge region 免疫球蛋白的一級結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的一級結(jié)構(gòu)免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)505075kDa75kDa，450-550450-550個氨基酸個氨基酸殘基組成。殘基組成。根據(jù)各類免疫球蛋白重鏈恒定根據(jù)各類免疫球蛋白重鏈恒定區(qū)

4、氨基酸組成和排列順序不相區(qū)氨基酸組成和排列順序不相盡同，因而抗原性不同，將盡同，因而抗原性不同，將Ig分為五類。分為五類。H： Ig: IgA IgG IgM IgD IgE 重鏈重鏈（heavy chain，H鏈鏈） 25kDa25kDa，214214個氨基酸殘基個氨基酸殘基組成。組成。 分分 鏈和鏈和 鏈兩種，據(jù)此將鏈兩種，據(jù)此將IgIg分為分為 型和型和 型。型。 輕鏈（輕鏈（light chainlight chain，L L鏈）鏈）p恒定區(qū)恒定區(qū)：靠近：靠近C C端端氨基氨基酸序列相對穩(wěn)定的區(qū)域酸序列相對穩(wěn)定的區(qū)域p恒定區(qū)占重鏈恒定區(qū)占重鏈3/43/4，占，占輕鏈輕鏈1/21/2免疫

5、球蛋白的免疫球蛋白的C C功能區(qū)功能區(qū)恒定區(qū)（恒定區(qū)（C區(qū)）區(qū)）p可變區(qū)可變區(qū)：Ig輕鏈和重鏈輕鏈和重鏈中中靠近靠近N N端端氨基酸氨基酸序列序列變化變化較較大的區(qū)域大的區(qū)域p分別占輕分別占輕鏈的鏈的1/21/2和和重重鏈的鏈的1/41/4 p各含各含3 3個高變區(qū)個高變區(qū)(HVR), (HVR), 4 4個骨架區(qū)個骨架區(qū)可變區(qū)可變區(qū)（V V區(qū)）區(qū)）p CDR1、CDR2、CDR3 p 氨基酸組成和順序高氨基酸組成和順序高度可變度可變p 共同組成抗原結(jié)合部位共同組成抗原結(jié)合部位互補決定區(qū)（互補決定區(qū)（CDRCDR）/ / 高變區(qū)高變區(qū)(HVR(HVR) )抗體的互補決定區(qū)與抗原表位結(jié)合的模型抗

6、體的互補決定區(qū)與抗原表位結(jié)合的模型V區(qū)中非互補決定區(qū)中非互補決定區(qū)部位的氨基酸組區(qū)部位的氨基酸組成和排列相對保守。成和排列相對保守。骨架區(qū)（骨架區(qū)（FRFR）p 位于位于CH1CH1與與CH2CH2之間可轉(zhuǎn)動的區(qū)之間可轉(zhuǎn)動的區(qū)p 易伸展彎曲，改變兩個結(jié)合抗易伸展彎曲，改變兩個結(jié)合抗原的原的Y Y形臂之間的距離，利于形臂之間的距離，利于Ig雙臂同時結(jié)合不同抗原決定簇雙臂同時結(jié)合不同抗原決定簇 L L鏈：鏈：VLVL、CLCL H H鏈：鏈：VHVH、CH1CH1、CH2CH2、CH3CH3注：注：IgMIgM和和IgEIgE多一個多一個 CH4CH4免疫球蛋白的免疫球蛋白的功能區(qū)功能區(qū) 結(jié)構(gòu)域結(jié)

7、構(gòu)域 ( (功能區(qū)功能區(qū)) )：約由：約由110110個氨基酸組成。個氨基酸組成。 Ig分子的每條肽鏈內(nèi)部由二硫鍵相連形成球形的結(jié)分子的每條肽鏈內(nèi)部由二硫鍵相連形成球形的結(jié)構(gòu)構(gòu)稱為稱為Ig的功能區(qū)或結(jié)構(gòu)域。的功能區(qū)或結(jié)構(gòu)域。V V區(qū)區(qū)功能區(qū)的作用功能區(qū)的作用（三）蛋白酶水解片段（三）蛋白酶水解片段1. 木瓜蛋白酶水解片段（木瓜蛋白酶水解片段（圖圖）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶IgG2Fab+Fc2. 胃蛋白酶水解片段（胃蛋白酶水解片段（圖圖）胃蛋白酶胃蛋白酶IgGF(ab)2+pFcFabFcPapain木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶水解片段（三）蛋白酶水解片段（三）蛋白酶水解片段1.木瓜蛋白酶水解片段

8、木瓜蛋白酶水解片段2 2Fab(Fab(抗原結(jié)合片段抗原結(jié)合片段) )：p由完整的輕鏈和重鏈的由完整的輕鏈和重鏈的VHVH和和CH1CH1功能區(qū)組成功能區(qū)組成p單價單價與抗原結(jié)合與抗原結(jié)合Fc (Fc (可結(jié)晶片段可結(jié)晶片段) ) ：p由除由除C CH1H1的所有的所有CHCH功能區(qū)功能區(qū)組成組成p與與FcFc受體結(jié)合的功能片受體結(jié)合的功能片段段p無抗原結(jié)合活性無抗原結(jié)合活性pepsinF(ab)2pFc2. 2. 胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段F(ab)F(ab)2 2: :p雙價抗原結(jié)合片雙價抗原結(jié)合片段段p與抗原結(jié)合可發(fā)生凝集反應(yīng)和與抗原結(jié)合可發(fā)生凝集反應(yīng)和沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)pFcpFc

9、：p多肽碎片多肽碎片p無生物學(xué)活性無生物學(xué)活性水解片段水解片段V V區(qū)的功能區(qū)的功能 C C區(qū)的功能區(qū)的功能 激活補體激活補體 結(jié)合細(xì)胞表面結(jié)合細(xì)胞表面FcFc受受體體 穿過胎盤與粘膜穿過胎盤與粘膜 IgIg的功能的功能體外體外體內(nèi)體內(nèi)分泌型分泌型膜型膜型B B細(xì)胞抗原識別受體細(xì)胞抗原識別受體 免疫診斷免疫診斷 中和毒素中和毒素 中和病毒中和病毒 調(diào)理作用調(diào)理作用 ADCCADCC作用作用 介導(dǎo)介導(dǎo)I I型超敏型超敏反應(yīng)反應(yīng)第二節(jié)第二節(jié) 抗體的生物學(xué)作用抗體的生物學(xué)作用特異性特異性結(jié)合抗原結(jié)合抗原特異性結(jié)合抗原特異性結(jié)合抗原（一）（一）Ig VIg V區(qū)的功能區(qū)的功能激活補體激活補體 IgMI

10、gM、IgG1-3IgG1-3類抗體與抗原特異性結(jié)合后，其類抗體與抗原特異性結(jié)合后，其構(gòu)型發(fā)生改變，暴露構(gòu)型發(fā)生改變，暴露IgGIgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3CH3功能域功能域的補體結(jié)合位點，通過補體經(jīng)典途徑激活補體。的補體結(jié)合位點，通過補體經(jīng)典途徑激活補體。 IgAIgA、IgEIgE和和IgG4IgG4的聚合物可活化補體的旁路的聚合物可活化補體的旁路途徑途徑（二）（二）Ig CIg C區(qū)的功能區(qū)的功能 指抗體、補體促進吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等指抗體、補體促進吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等顆粒性抗顆粒性抗原原的作用，主要通過的作用，主要通過IgG的的Fc與吞噬細(xì)胞上的與吞噬細(xì)胞上的 IgG

11、Fc受體結(jié)合受體結(jié)合，從而增強吞噬細(xì)胞的吞噬作用。，從而增強吞噬細(xì)胞的吞噬作用。調(diào)理作用調(diào)理作用ADCCADCC( (抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用) )指表達指表達FcFc受體的細(xì)胞（主要為受體的細(xì)胞（主要為NKNK、M M 、中、中性粒細(xì)胞性粒細(xì)胞）通過識別抗體的）通過識別抗體的FcFc段直接殺傷段直接殺傷被抗體包被的靶細(xì)胞。被抗體包被的靶細(xì)胞。 ADCC作用作用 IgE的的Fc的段可與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的段可與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的的IgE Fc受體結(jié)合，使機體處于致敏階段。當(dāng)細(xì)受體結(jié)合，使機體處于致敏階段。當(dāng)細(xì)胞表面結(jié)合的胞表面結(jié)合的IgE與

12、相應(yīng)的抗原結(jié)合后，可觸發(fā)這與相應(yīng)的抗原結(jié)合后，可觸發(fā)這些細(xì)胞合成和釋放生物活性物質(zhì)，引起些細(xì)胞合成和釋放生物活性物質(zhì)，引起I超敏反應(yīng)。超敏反應(yīng)。介導(dǎo)介導(dǎo)型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng) IgG通過胎盤是一種重要的通過胎盤是一種重要的自然被動免疫自然被動免疫機制，對機制，對于于新生兒抗感染新生兒抗感染有重要的意義。有重要的意義。 sIgAsIgA可被轉(zhuǎn)運到消化道和呼吸道黏膜表面，是可被轉(zhuǎn)運到消化道和呼吸道黏膜表面，是機機體黏膜局部免疫體黏膜局部免疫的重要因素。的重要因素。穿過胎盤和黏膜穿過胎盤和黏膜V V區(qū)的功能區(qū)的功能 C C區(qū)的功能區(qū)的功能 激活補體激活補體 結(jié)合細(xì)胞表面結(jié)合細(xì)胞表面FcFc受受體體 穿

13、過胎盤與粘膜穿過胎盤與粘膜 AbAb的功能的功能體外體外體內(nèi)體內(nèi)分泌型分泌型膜型膜型B B細(xì)胞抗原識別受體細(xì)胞抗原識別受體 免疫診斷免疫診斷 中和毒素中和毒素 中和病毒中和病毒 調(diào)理作用調(diào)理作用 ADCCADCC作用作用 介導(dǎo)介導(dǎo)I I型超敏型超敏反應(yīng)反應(yīng)特異性特異性結(jié)合抗原結(jié)合抗原注射破傷風(fēng)抗毒素之前注射破傷風(fēng)抗毒素之前需要先做皮試，為什么？需要先做皮試，為什么？抗毒素可以中和毒素抗毒素是動物血清，對人來說是抗原物質(zhì)，重復(fù)注射會引起超敏反應(yīng)胃蛋白酶水解片段（pFc）抗原性消失應(yīng)用何種酶水解抗毒素可以應(yīng)用何種酶水解抗毒素可以防止超敏反應(yīng)，為什么防止超敏反應(yīng)，為什么? ?緊急預(yù)防破傷風(fēng)需要注射緊

14、急預(yù)防破傷風(fēng)需要注射破傷風(fēng)抗毒素，為什么？破傷風(fēng)抗毒素，為什么？ 第三節(jié)第三節(jié) 五類免疫球蛋白的特性與功能五類免疫球蛋白的特性與功能 IgGIgG主要由脾和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞合成，于出生后主要由脾和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞合成，于出生后3 3個月開始合成，以單體形式存在于血液和細(xì)胞外個月開始合成，以單體形式存在于血液和細(xì)胞外液中，是血清和細(xì)胞外液中含量液中，是血清和細(xì)胞外液中含量最高的最高的IgIg，人類，人類IgGIgG有有IgG14IgG14四個亞類。四個亞類。 IgG (1) (1)單體分子；單體分子； (2)(2)四個亞類；四個亞類； (3)(3)血清中含量最高的血清中含量最高的IgIg； (4

15、)(4)半衰期最長半衰期最長；（5 5）再次應(yīng)答的主要抗體再次應(yīng)答的主要抗體 （6 6）唯一能通過胎盤抗體。唯一能通過胎盤抗體。 (7)3(7)35 5歲達成人水平；歲達成人水平； (8)(8)可與可與SPASPA結(jié)合結(jié)合IgG注：注：SPA:SPA:葡萄球菌葡萄球菌A A蛋白蛋白生物學(xué)活性生物學(xué)活性(1)(1)通過胎盤通過胎盤（新生兒抗感染）；（新生兒抗感染）；(2)(2)激活補體（裂解細(xì)胞）；激活補體（裂解細(xì)胞）；(3)(3)調(diào)理作用調(diào)理作用（促進吞噬促進吞噬）；）；(4)(4)介導(dǎo)介導(dǎo)ADCCADCC（細(xì)胞毒作用）（細(xì)胞毒作用）。實際意義實際意義(1)(1)抗感染的抗感染的“主力軍主力軍

16、”；(2)(2)自身抗體（例如抗甲狀腺球自身抗體（例如抗甲狀腺球蛋白抗體）；蛋白抗體）；(3)(3)介導(dǎo)變態(tài)反應(yīng)介導(dǎo)變態(tài)反應(yīng)(、型型) )；IgG 分泌最早的分泌最早的Ig，在胚胎發(fā)育晚期的胎兒就能產(chǎn)生，在胚胎發(fā)育晚期的胎兒就能產(chǎn)生 由五個單體借一個由五個單體借一個J鏈和若干個二硫鍵連接而成的鏈和若干個二硫鍵連接而成的分泌型五聚體，是分泌型五聚體，是分子量最大的分子量最大的Ig，又稱，又稱巨球蛋白巨球蛋白。 初次體液免疫應(yīng)答過程中初次體液免疫應(yīng)答過程中產(chǎn)生最早產(chǎn)生最早的抗體，可作為的抗體，可作為近期感染的指標(biāo)近期感染的指標(biāo)。 激活補體能力最強激活補體能力最強 參與參與II、III型超敏反應(yīng)型超

17、敏反應(yīng)。 IgMIgM J 鏈IgM 抗 體 結(jié) 構(gòu)分分 泌泌 型型 IgM膜膜 型型 IgMsIgM Ig Igb b Ig Igb b血清型：血清型： IgA1IgA1，單體；，單體；分泌型：分泌型：IgA2IgA2，二聚體，二聚體, , 黏膜局部漿細(xì)黏膜局部漿細(xì) 胞合成；胞合成；1. 1. 兩種類型兩種類型2.2.半衰期為半衰期為6d6d；3.3.占血清占血清IgIg含量的含量的5%5%15%15%；4.4.黏膜局部抗感染免疫黏膜局部抗感染免疫；5.5.聚合聚合IgAIgA激活補體替代途徑。激活補體替代途徑。6.6.初乳中的初乳中的sIgAsIgA可對可對嬰幼兒發(fā)嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作

18、用揮自然被動免疫作用IgA 分為血清型和膜型分為血清型和膜型 血清中含量低，其生物學(xué)作用尚不清楚血清中含量低，其生物學(xué)作用尚不清楚 mIgDmIgD可作為可作為B B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B B細(xì)胞同時表細(xì)胞同時表達達mIgMmIgM和和mIgDmIgDmIgMmIgD成熟成熟B細(xì)胞細(xì)胞未成熟未成熟B細(xì)胞細(xì)胞IgD 是血清中含量是血清中含量最低最低的的IgIg 主要由呼吸道、胃腸道粘膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生主要由呼吸道、胃腸道粘膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生 屬嗜細(xì)胞抗體，可與肥大細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞表面屬嗜細(xì)胞抗體，可與肥大細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞表面FcRFcR結(jié)合，結(jié)合，介導(dǎo)介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng)IgE Y Y型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu) 四條肽鏈組成四條肽鏈組成22條相同的條相同的H H鏈鏈( (