安徽理工大學醫(yī)學院

1、安徽理工大學醫(yī)學院SchoolofMedicine醫(yī)學免疫學教案首頁第 次課 授課時間 年 月 日 教案完成時間 年 月 日課程名稱年 級 級專業(yè)、層次教 師張榮波專業(yè)技術職 務副教授授課方式（大、?。┐蟀鄬W時2學時授課題目（章、節(jié)）第四章 免疫球蛋白基本教材或主要參考書陳蔚峰主編醫(yī)學免疫學（第四版，人民衛(wèi)生出版社）教學目的和要求：掌握：抗體和免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白分子的結構和功能、各類免疫球蛋白的生物學活性。熟悉：免疫球蛋白分子的抗原性、多克隆抗體和單克隆抗體。了解：免疫球蛋白基因的結構和抗體的多樣性、免疫球蛋白超家族、抗體的制備大體內容與時間安排，教學方法：課堂講授 輔以啟發(fā)式提問，

2、配以多媒體投影1 免疫球蛋白分子的結構(20min)2免疫球蛋白的異質性(20min)3免疫球蛋白分子的功能(20min)4 五類免疫球蛋白分子的生物學活性(20min)5 人工制備抗體(20min)教學重點、難點： 重點：免疫球蛋白分子的結構 ；免疫球蛋白分子的功能； 五類免疫球蛋白分子的生物學活性。難點： 免疫球蛋白分子的異質性（抗原性）；多克隆抗體、單克隆抗體及基因工程抗體教研室審閱意見：_（教學組長簽名）_（教研室主任簽名） 2004年月日（教案續(xù)頁）基 本 內 容輔助手段和時間分 配抗體(antibody, Ab)：B細胞在抗原刺激下分化為漿細胞，產生能與相應抗原發(fā)生特異性結合的免疫

3、球蛋白，稱為抗體。免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)：將具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。Ig根據存在的部位可分為兩種：分泌型(sIg)，具有抗體各種功能；膜型(mIg)，構成B細胞膜上的抗原受體(BCR)。一、免疫球蛋白的結構(一)免疫球蛋白的基本結構：Ig分子的基本單體結構是由4條肽鏈構成的對稱結構，包括兩條相同的重鏈(H鏈)和兩條相同的輕鏈(L鏈)，彼此以二硫鍵連接而成。1、重鏈和輕鏈：天然Ig單體結構中，兩條重鏈同類，兩條輕鏈同型。根據重鏈恒定區(qū)抗原性不同，Ig分5類，稱為同種型(isotype)。2、可變區(qū)與恒定區(qū)IgV區(qū)的高變區(qū)，Ig與抗原結

4、合的CDR及Ig的獨特型決定基指的是IgV區(qū)的同一個結構，所不同的是分別按其結構特點、功能及該區(qū)抗原性三個不同角度闡述而已。獨特型3、其它結構與有關功能和相關Ig共同學習鉸鏈區(qū)J鏈分泌片(二)Ig的功能區(qū)：Ig各條肽鏈通過鏈內二硫鍵連接并折疊成若干球形結構域，每個結構域約由110個氨基酸組成，提供一個活性部位或行使一種或多種生理功能，稱為Ig的功能區(qū)。其二級結構是兩個反向平行的片層，兩個片層中心的兩個半胱氨酸殘基由一個鏈內二硫鍵垂直連接，形成一個“桶狀”或“三明治”結構。1、VH/VL：抗原結合部位。由CDR構成凹槽狀空間結構，供抗原決定基特異性結合。2、CH1/CL：具有部分同種異型(all

5、otype)的遺傳標志。3、鉸鏈區(qū)：位于CH1和CH2之間。易變構，利于CDR與抗原決定基結合。與抗原決定基結合后使Ig由“T”“Y”，暴露CH2上的補體結合點。4、CH2：具有IgG的補體C1q結合點；IgG通過胎盤5、CH3,CH4：具有IgM的補體C1q結合點；IgG可與不同細胞結合，產生不同的免疫效應；IgE的CH2,CH3與肥大細胞、嗜堿性粒細胞結合，介導型變態(tài)反應。(三)Ig的水解片斷：以IgG為例1、木瓜蛋白酶(papain)：鉸鏈區(qū)二硫鍵近N端2個Fab：與Ag結合(單價)1個Fc：結合補體，固定細胞，通過胎盤。2、胃蛋白酶(pepsin)：鉸鏈區(qū)二硫鍵近C端1個F(ab)2：

6、與Ag結合(雙價)。pFc：無活性。通過前面講過的抗原來引入抗體通過圖示講述抗體的發(fā)現(xiàn)歷史通過圖示講解抗體和免疫球蛋白的區(qū)別圖示圖示J鏈和分泌片的結構和功能圖示圖示鉸鏈區(qū)的結構和功能圖示列表比較（教案續(xù)頁）基 本 內 容輔助手段和時間分配二、免疫球蛋白的異質性(一)免疫球蛋白的類型1、類(class)：依據C區(qū)抗原表位不同，重鏈可分、五種，對應的Ig分五類：IgG,IgA,IgM,IgD,IgE。2、亞類(subclass)：同一類Ig依據重鏈的抗原性及二硫鍵數(shù)目和位置的不同，可分亞類： IgG14,IgA123、型(type)：依據輕鏈C區(qū)抗原表位不同，輕鏈可分兩型和。4、亞型(subtyp

7、e)：依據輕鏈C區(qū)N端氨基酸排列的差異，可分亞型。(二)外源因素所致的異質性免疫球蛋白的多樣性自然界抗原數(shù)目巨大且結構復雜，含多種抗原表位，每一表位均可誘導產生一種特異性抗體，故抗體總數(shù)亦巨大。包含針對各種抗原不同表位的特異性抗體和同一表位的不同類型的抗體?？乖?的多樣性導致抗體的異質性?？贵w的異質性反映出機體對抗原精細結構的識別和應答。(三)內源因素所致的異質性免疫球蛋白的血清型 免疫球蛋白既可以與抗原特異性結合，本身又可以作為抗原激發(fā)機體產生特異性免疫應答。其抗原表位分三類，即同種型、同種異型、獨特型。1、同種型(isotype)：指同一種屬所有個體的Ig分子共有的抗原特異性標志，為種屬性

8、標志。存在于Ig C區(qū)。2、同種異型(allotype)：指同一種屬不同個體間Ig分子所具有的不同抗原特異性標志，為個體型標志。存在于Ig C區(qū)和V區(qū)。3、獨特型(idiotype,Id)：指每個免疫球蛋白V區(qū)所特有的抗原特異性標志，其表位又稱為獨特位(idiotope)?？梢姫毺匦痛嬖谟贗g的V區(qū)。獨特型表位在異種、同種異體甚至同一個體內均可刺激產生相應的抗體，即抗獨特型抗體(anti-idiotype antibody, AId)。圖示（教案續(xù)頁）基 本 內 容輔助手段和時間分配三、Ig的功能(生物學活性)(一)V區(qū)的功能：識別并特異性結合抗原，其特異性由CDR共同構成的環(huán)狀凹槽決定?？乖?/p>

9、抗體的結合特異、可逆。(二)C區(qū)的功能：1、激活補體：經典途徑：激活能力以IgM最強(高于IgG500倍以上)。IgM>IgG3>IgG1>IgG2替代途徑：凝聚的IgA,IgG4，IgE.2、與細胞膜上Fc受體結合：多種組織細胞膜上都有IgG等抗體的Fc受體，使抗體與不同細胞結合可產生不同的免疫效應。參見教材P41圖4-9調理作用(opsonization)：IgG的Fc段與中性粒細胞、巨噬細胞的Fc受體(FcR)結合，增強吞噬細胞的吞噬殺傷抗原的能力，此功能稱為抗體的調理作用。(注意與補體的調理作用區(qū)別)抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(antibody dependent

10、 cell-mediated cytotoxicity, ADCC)：當IgG與帶有相應抗原的靶細胞結合后，其Fc段可與NK細胞、M、單核細胞的FcR結合，促使細胞釋放細胞毒顆粒，導致靶細胞死亡。稱為ADCC。也可參考教材P94。介導型變態(tài)反應：IgE的Fc段可與肥大細胞和嗜堿性粒細胞上的FcR結合，促使其合成和釋放生物活性介質，引起過敏反應。詳見ch193、穿過胎盤和粘膜通過胎盤：IgG選擇性與FcRn(特異性IgG輸送蛋白)結合，轉移到滋養(yǎng)層細胞內，進入胎兒血循環(huán)。穿過粘膜：SIgA可通過呼吸道、消化道粘膜，是粘膜局部免疫的最主要的因素。圖示免疫球蛋白的功能動畫演示聯(lián)系臨床（教案續(xù)頁）基

11、本 內 容輔助手段和時間分配四、五類Ig的特性與功能(一)IgG：(2L2)1、含量：血清中最高，占血清總Ig的75%80%。2、個體發(fā)育：晚于IgM，出生后第3周合成，35歲接近成人水平。3、半衰期：2023天，臨床被動免疫以間隔23周重復給予為宜。4、亞類：人IgG分為IgG1,2,3,4。5、主要活性：IgG是抗感染中最主要的抗體，多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體都是IgG類。唯一通過胎盤，自然被動免疫，對新生兒抗感染有重要意義。激活補體經典途徑：IgG1,2,3，需兩分子調理作用ADCC與自身免疫病有關：某些自身抗體(如抗核抗體)為IgG，導致免疫損傷。(二)IgM：(2L2)5J1、分子

12、量最大，稱為巨球蛋白。2、主要活性和臨床意義是個體發(fā)育中最早出現(xiàn)的Ig，胚胎后期的胎兒即可合成。故臍血中IgM增高提示胎兒有宮內感染。是抗原刺激后最早出現(xiàn)的抗體；抗原消失后其水平首先下降(半衰期5.6天)。血清中IgM增高，提示有近期感染和急性期感染，該指標有助于疾病的早期診斷。主要存在于血流內，不易透過血管。有強大的殺菌、激活補體、免疫調理作用(比IgG強5001000倍)。故對早期防止菌血癥、敗血癥有重要作用。天然血型抗體、類風濕因子(RF)為IgM。mIgM是BCR之一。(三)IgA：有血清型IgA和分泌型IgA(SIgA)。1、血清型IgA：(2L2)，多以單體形式存在于血清中，有抗菌

13、、抗病毒、抗毒素的作用。2、分泌型IgA(SIgA)：(2L2)2-J-Sp組成：2個IgA單體+J鏈+分泌片(Sp)，構成二聚體合成和分泌部位：腸道、呼吸道、乳腺、唾液腺、淚腺等。SIgA的胞吞轉運過程：參見教材P42圖4-10漿細胞分泌的雙體IgA+粘膜上皮細胞基底膜的pIgR吞飲，轉運至粘膜上皮細胞游離面酶作用下，pIgR在跨膜區(qū)與胞外部分斷開帶Sp的SIgA分泌于細胞外(Sp提高了SIgA對分泌液中蛋白酶的抵抗力)主要活性和臨床意義：A. 是粘膜表面抗感染的主要Ig。中和毒素和病毒，阻止病原微生物與粘膜的吸附。SIgA合成功能低下的兒童易患消化道和呼吸道感染；慢性支氣管炎發(fā)作也與SIg

14、A的減少有一定關系。B. 嬰兒可從母親初乳中獲得SIgA，抵抗消化道感染，是重要的自然被動免疫。(四)IgD：(2L2)1、含量：血清中很低2、半衰期：很短(3天)，易被酶水解3、主要活性血清IgD功能不清mIgD是B細胞成熟的重要表面標志，未成熟B細胞只表達mIgM，成熟B細胞同時表達mIgM和mIgD，受抗原刺激可活化?；罨蟮腂細胞和記憶性B細胞膜上的mIgD逐漸消失。也可參考教材P110(五)IgE：(2L2)1、含量：最少2、產生部位：鼻咽部、扁桃體、支氣管、胃腸粘膜固有層漿細胞。也是變應原入侵和過敏反應易發(fā)生的場所。3、主要活性：為親細胞型抗體，其CH2/CH3功能區(qū)與肥大細胞、嗜

15、堿性粒細胞上FcR結合，引起型變態(tài)反應。可能與抗寄生蟲免疫有關。列表比較聯(lián)系臨床圖示聯(lián)系臨床（教案續(xù)頁）基 本 內 容輔助手段和時間分配五、人工制備抗體(一)多克隆抗體(polyclonal antibody, PcAb)1、概念：由體內多個B細胞克隆針對抗原物質上不同的抗原決定基產生的多種抗體混合物。2、制備條件：大多數(shù)抗原分子具備多種抗原決定基或表位，每一種表位均可刺激機體的一個特異性B細胞克隆產生一種特異性抗體。傳統(tǒng)制備抗體的方法是用包含多種抗原決定基的抗原免疫動物，收獲的動物免疫血清實際上是多種抗體的混合物。3、獲得途徑：動物免疫血清，恢復期病人血清、免疫接種人群。4、優(yōu)勢：作用全面，

16、具有中和抗原，免疫調理、ADCC等作用。5、缺點：特異性不高，易出現(xiàn)交叉反應。(二)單克隆抗體(monoclonal antibody, McAb)1、概念：由一個識別1種抗原表位的B細胞克隆產生的同源抗體，稱為單克隆抗體2、制備原理：雜交瘤技術。小鼠骨髓瘤細胞在體內外可無限增殖，但不分泌抗體；經抗原免疫的小鼠脾細胞能產生抗體，但在體外不能無限增殖。將兩種細胞融合而得到雜交瘤細胞，則同時具有無限增殖和分泌抗體的特性。參見教材P46圖4-113、優(yōu)點：抗體結構高度均一，純度高，特異性強，效價高，少或無血清交叉反應，易于大量制備。4、缺點：因是鼠源性抗體對人具有較強的免疫原性，可誘導人抗鼠的免疫應答，甚至導致免疫病理損傷。(三)基因工程抗體(genetic engineering antibody)通過DNA技術，解決單克隆抗體的鼠源性問題。舉例圖示圖示圖示及動畫比較（教案末頁）小 結掌握：抗體和免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白分子的結構和功能、各類免疫球蛋白的生物學活性。熟悉：免疫球蛋白分子的抗原性、多克隆抗體和單克隆抗體。了解：免疫球蛋白基因的結構和抗體的多樣性、免疫球蛋白超家族、抗體的制備教學內容:1.免疫球蛋白分子的結構(20min)2.免疫球蛋白的異質性(20min)3.免疫球蛋白分子的功能(20min)4.五類免疫球蛋白分子的生物學活性(20min)5.人工制備抗體(20mi