第六版免疫學(xué)課件抗體

1、 抗 體共八十五頁抗體(kngt)的發(fā)現(xiàn)Emilvon Behring （埃米爾馮貝林 ） （1854 1917）發(fā)現(xiàn)(fxin)抗毒素并治愈白喉患者共八十五頁白喉(bihu)桿菌共八十五頁 上百只病死白喉毒素分別抽取(chu q)血液分離血清分別(fnbi)向兩只試管內(nèi)加入白喉毒素共八十五頁基本概念抗體(kngt)的結(jié)構(gòu)抗體的多樣性和免疫原性抗體的功能各類抗體的特性和功能人工制備抗體 內(nèi) 容共八十五頁基本概念抗體（antibody, Ab）: 是B淋巴細(xì)胞或記憶B細(xì)胞接受抗原激活后增殖分化(fnhu)為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的免疫球蛋白。 B PAgAb特異性結(jié)合(jih)（A

2、b活性） 分布：血清、組織液、外分泌液及某些細(xì)胞膜表面 共八十五頁免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）: 具有抗體(kngt)活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體(kngt)分子相似的球蛋白。 兩種存在形式：分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) -體液, 介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答。 膜型（membrane immunoglobulin, mIg） - B細(xì)胞膜，抗原受體(BCR)。 基本概念共八十五頁基本概念 凝膠電泳法 球蛋白 = 丙種球蛋白 = 胎盤球蛋白 = 抗體(kngt)分子？5共八十五頁抗體都是免疫(miny)球蛋白并非所有的免疫球蛋白都是抗體基本概念A(yù)b與Ig

3、的關(guān)系(gun x)？ Ig是化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念，Ab是生物學(xué)功能上的概念 6共八十五頁 第一節(jié) 抗體(kngt)的結(jié)構(gòu) （ Structure of Ab Molecules） 一. 基本(jbn)結(jié)構(gòu)共八十五頁恒定(hngdng)區(qū)（constant region, C區(qū)） 鉸鏈區(qū) (hinge region)三個區(qū)（五個區(qū)） 可變區(qū)（variable region, V區(qū)） 超變區(qū)（hypervariable region, HVR） 骨架(gji)區(qū)（framework region, FR） 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 4條肽鏈通過二硫鍵連接形成”Y”字形結(jié)構(gòu).兩對鏈 重鏈（heavy c

4、hain，H） 2條 輕鏈（light chain，L） 2條N端C端互補(bǔ)決定區(qū)(complementarity determining region, CDR)7共八十五頁結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)） 免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu) 抗體分子每條多肽鏈分別由2-5個約含110個aa折疊形成的球形結(jié)構(gòu)域，具有不同的生物學(xué)功能，又稱為功能區(qū)。輕鏈包括(boku)VL和CL兩個結(jié)構(gòu)域,重鏈含有1個VH和3-4個CH結(jié)構(gòu)域。共八十五頁結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)） 免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁(一)重鏈和輕鏈 二硫鍵連接 （Heavy & light chains） 重鏈（Heavy c

5、hain, H鏈）根據(jù)(gnj)恒定區(qū)氨基酸組成和排列順序不同分為： 重鏈分： Ig分： IgA IgG IgD IgE IgM共八十五頁免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)根據(jù)(gnj)重鏈C區(qū)氨基酸組成和排列順序的不同，Ig分為五類（class） IgG - (gamma)； IgA - (alpha) IgM - (mu)； IgD - (delta) IgE -(epsilon) 8共八十五頁subclass共八十五頁輕鏈（light chain, L鏈）根據(jù)恒定區(qū)氨基酸組成和排列順序不同分為兩型：(type) 、 正常人血清免疫球蛋白: =2:1小鼠: =20:1 過多-B細(xì)胞瘤根據(jù) C區(qū)個

6、別(gbi)氨基酸差異，分為四個亞型subtype共八十五頁可變區(qū)（V區(qū)） N-末端 1/2L鏈 + 1/4(或1/5)H鏈氨基酸序列(xli)變化較大 VL VH 超（高）變區(qū) (HVR) 骨架區(qū) （FR）免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)9（二）可變區(qū)與恒定區(qū)（Variable & constant regions）共八十五頁超（高）變區(qū)（hypervariable region，HVR) 亦稱為互補(bǔ)決定(judng)區(qū)(complimentarity determining region,CDR): CDR1、CDR2、 CDR3共同構(gòu)成Ag結(jié)合部位。骨架區(qū)（Framework region，

7、FR): 維持超（高）變區(qū)的空間構(gòu)型。免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)11共八十五頁超變區(qū)/互補(bǔ)(h b)決定區(qū)骨架(gji)區(qū)共八十五頁共八十五頁共八十五頁CDR：包括(boku)CDR1、CDR2 、 CDR3;抗原結(jié)合部位免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)12共八十五頁抗原(kngyun)B細(xì)胞(xbo)表位 抗體 CDR表位AbAg共八十五頁恒定區(qū)（C區(qū)） C-末端1/2L鏈 + 3/4(4/5)H鏈 氨基酸序列相對(xingdu)穩(wěn)定 CL CH同一種屬的不同個體，針對(zhndu)不同抗原所產(chǎn)生的同一類別Ab，其免疫原性相同。共八十五頁3 鉸鏈(jiolin)區(qū)（Hinge region）

8、位于Y形分子拐角處即在CH1和CH2之間 特點：1)含大量脯氨酸 變構(gòu)：有利于 Ab 與Ag的結(jié)合 有利于暴露(bol)補(bǔ)體結(jié)合位點2)對蛋白酶敏感免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)13共八十五頁免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)14共八十五頁不同(b tn)類或亞類的Ab鉸鏈區(qū)不盡相同，IgG1,IgG2,IgG4和IgA-較短；IgG3和IgD-較長；IgM，IgE-無Ig分子(fnz)結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化FabFc補(bǔ)體結(jié)合位點被屏障結(jié)合抗原之前 暴露的補(bǔ)體結(jié)合位點結(jié)合抗原之后共八十五頁免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)二、抗體的輔助成分 連接(linji)鏈（joining chain，J鏈) 分泌片（secret

9、ory piece, SP） 又稱分泌成分（secretory component, SC） 18共八十五頁免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)IgAIgM19J鏈（joining chain) 富含半胱氨酸（cysteine)的多肽鏈，漿細(xì)胞合成(hchng)，將Ig連接為二聚體或多聚體共八十五頁分泌(fnm)片（secretory piece, SP） 又稱分泌成分（secretory component, SC）免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)IgA 分子輔助成分，含糖肽鏈，由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌，結(jié)合于IgA二聚體上，形成分泌型IgA（SIgA）。分泌片保護(hù)分泌型IgA免受蛋白水解酶降解作用，并

10、介導(dǎo)從黏膜下通過黏膜等細(xì)胞轉(zhuǎn)運到黏膜表面。共八十五頁共八十五頁免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu)三、抗體分子(fnz)的水解片段20共八十五頁免疫(miny)球蛋白的結(jié)構(gòu) 木瓜(m u)蛋白酶（Papain） IgG Fab段(fragment of antigen binding,抗原結(jié)合片段) Fc段（fragment crystallizable,可結(jié)晶片段） 胃蛋白酶（Pepsin） IgG F( ab)2 pFc 21共八十五頁共八十五頁第二節(jié) 抗體(kngt)的多樣性和免疫原性 不同抗原(kngyun)或同一種抗原刺激B細(xì)胞產(chǎn)生免疫球蛋白，在特異性及其類型等方面不盡相同不同抗原表位刺激機(jī)

11、體產(chǎn)生不同類型免疫球蛋白，識別抗原特異性不同，重鏈和輕鏈型別也有差異不同抗原表位刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生同類免疫球蛋白，其識別抗原特異性也不同共八十五頁免疫(miny)球蛋白的血清型同種型（isotype）同種(tn zhn)異型（allotype） 獨特型（idiotype） 22免疫球蛋白的免疫原性Ig 分子上含有3類不同抗原表位，分別為：共八十五頁同種型（isotype）：VHCH1CH2CH3CH4VLCL由C區(qū)決定(judng)同一(tngy)種屬所有個體免疫球蛋白共有的抗原表位。Ig的C區(qū)免疫球蛋白的血清型23共八十五頁免疫(miny)球蛋白的類型（一）類Ig重鏈C區(qū)含抗原表位不同 IgG,I

12、gA, IgM,IgD,IgE（二）亞類同一類Ig重鏈的抗原性及二硫鍵數(shù)目和位置(wi zhi)不同 IgG14，IgA1，2 ，IgM 1，2（三）型Ig輕鏈抗原表位不同 型（四）亞型同一型免疫球蛋白，根據(jù)其輕鏈C區(qū)N端氨基酸排列的差異， 例如 鏈190氨基酸為亮氨酸 OZ（） 1 精氨酸 OZ () 2 154氨基酸甘氨酸 Kern(+) 3； 絲氨酸Kern(-) 4共八十五頁VHCH1CVLCL同一種屬不同個體(gt)間免疫球蛋白具有特異性不同的抗原表位。CH和CL同種(tn zhn)異型（allotype） 免疫球蛋白的血清型24共八十五頁由超變區(qū)決定(judng)獨特型（idiot

13、ype）： 免疫(miny)球蛋白的血清型 在同一個體內(nèi)，不同B細(xì)胞所產(chǎn)生的Ig分子V區(qū)具有特異性不同的抗原表位。25共八十五頁共八十五頁 類型名稱 變異部位 血清型 類 CH IgG，IgA, IgM, IgD, IgE 亞類 CH IgG14, IgA12, IgM 型 CL , 亞型 CL() CH (13) Gm CH (2) A2M1, A2M2 CL () Km1, Km2，Km3 VH/VL 極多，108同種型同種異型獨特型共八十五頁 第三節(jié) 抗體(kngt)的功能V區(qū)的功能 - 識別并特異性結(jié)合AgAb結(jié)合抗原表位的個數(shù)稱為抗原結(jié)合價 實際意義: 體內(nèi) 中和效應(yīng)。如中和毒素(d

14、 s)和病毒、清除病原體等。 體外 有利于Ag或Ab的檢測和功能的判斷。26共八十五頁C區(qū)的功能(gngnng) 激活補(bǔ)體系統(tǒng) (IgG,IgM) IgM、IgG1、3、2 + Ag 補(bǔ)體經(jīng)典途徑 pIg（A E G4） 旁路途徑 結(jié)合細(xì)胞表面Fc受體(IgG A E) 調(diào)理吞噬作用（opsonization）： 抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)： 介導(dǎo)超敏反應(yīng)：型、型和型超敏反應(yīng)。穿過胎盤和粘膜 免疫(miny)球蛋白的功能27共八十五頁抗體(kngt)的中和作用共八十五頁抗體(kngt)的

15、調(diào)理作用共八十五頁共八十五頁 FcR 抗體(kngt)依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity） AbEffector cellTarget cell表達(dá)Fc受體的細(xì)胞(NK、M、中性(zhngxng)粒細(xì)胞）通過識別抗體的Fc段直接殺傷被抗體包被的的靶細(xì)胞。共八十五頁共八十五頁NK介導(dǎo) ADCC經(jīng)典途徑(tjng)激活補(bǔ)體C1qr2s2調(diào)理(tio l)吞噬作用靶細(xì)胞共八十五頁介導(dǎo)型超敏反應(yīng) 肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞Fce R Th2 APC IL-4BCRIgE粘膜下腺血小板平滑肌細(xì)胞小血管釋放介質(zhì)變應(yīng)原 脫顆粒

16、致敏肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞產(chǎn)生IgE臨床癥狀 肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞共八十五頁滋養(yǎng)層細(xì)胞(xbo)-新生Fc段受體(FcRn) neonatal FcR共八十五頁 免疫(miny)球蛋白的功能共八十五頁輕鏈: VL，CL 重鏈: VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD) 多一個(y )CH4（IgM和IgE）免疫(miny)球蛋白各功能區(qū)的功能各功能區(qū)的功能17VH+VL 抗原特異性結(jié)合位點CH+CL同種異型的遺傳標(biāo)記(IgG)CH2、(IgM)CH3補(bǔ)體結(jié)合位點(IgG)CH2+CH3介導(dǎo)IgG通過胎盤(IgG)CH3結(jié)合細(xì)胞表面受體FcR (M,B,NK)(IgE)CH4結(jié)

17、合肥大細(xì)胞，嗜堿性粒細(xì)胞(FcR )共八十五頁Ig GIg MIg AIg EIg D第四節(jié) 各類抗體(kngt)的特性和功能29共八十五頁IgG分子(fnz)的四種亞型IgG1IgG4IgG3IgG2 各類免疫(miny)球蛋白的特性和功能共八十五頁主要以單體形式存在，抗原結(jié)合價為2價出生后3個月開始合成，35歲接近成人血清中含量最高，占血清總Ig的75-80%產(chǎn)生比較晚，是再次應(yīng)答的主要抗體半衰期最長(t 23天)分布最廣，易通過(tnggu)毛細(xì)血管壁，是血管外的主要抗體唯一能通過胎盤的Ig，新生兒抗感染免疫起重要作用激活補(bǔ)體 IgG13（經(jīng)典），IgG4（替代）結(jié)合細(xì)胞 吞噬細(xì)胞調(diào)理作

18、用 NK細(xì)胞，吞噬細(xì)胞介導(dǎo)ADCC 結(jié)合SPA協(xié)同凝集實驗特性(txng)：又稱為胎盤球蛋白共八十五頁 新生兒抗感染免疫的重要(zhngyo)抗體介導(dǎo)II,III型超敏反應(yīng)介導(dǎo)自身免疫功能(gngnng)：抗感染的主要抗體 共八十五頁 IgG四個亞類的特點(tdin)IgG1IgG2IgG3IgG4血清含量(占IgG的百分比） 70 20 6 4 血清半衰期(天) 23 23 7 23通過胎盤 + + + +固定補(bǔ)體(bt) + + + 結(jié)合Fc受體 + + +共八十五頁IgM J 鏈分 泌 型 IgM膜 型 IgMmIgM Iga Igb Iga Igb各類免疫(miny)球蛋白的特性和功能

19、B31IgM共八十五頁Membrane-bound IgM共八十五頁特性：又稱巨球蛋白分子量最大，以五聚體形式存在，抗原結(jié)合價為5價出現(xiàn)最早的Ig（胚胎末期）分布局限，幾乎都在血管內(nèi)通過經(jīng)典途徑(tjng)激活補(bǔ)體共八十五頁功能(gngnng)：抗感染的先鋒抗體（早期抗感染）早期診斷(zhndun)依據(jù) 抗菌作用最強(qiáng)(5001000IgG)天然血型抗體宮內(nèi)感染的診斷依據(jù)只表達(dá)mIgM是未成熟B細(xì)胞的標(biāo)志共八十五頁各類免疫(miny)球蛋白的特性和功能33 J 鏈分泌片IgA dimerIgA：血清型-單體(dn t)分泌型-雙體共八十五頁共八十五頁共八十五頁特點(tdin):以二聚體形式(xn

20、gsh)存在，抗原結(jié)合價為四價生后半年左右合成sIgA通過母乳被動轉(zhuǎn)移給新生兒分布:唾液,淚液,乳汁以及呼吸道，消化道和泌尿生殖道的分泌液中 功能：粘膜局部抗感染的主要抗體 阻止病原體粘附于粘膜細(xì)胞中和病毒和外毒素共八十五頁各類免疫(miny)球蛋白的特性和功能IgD單體分子；存在形式： 分泌型:血清中，功能不清； 膜結(jié)合型IgD(mIgD):B細(xì)胞表面,抗原受體(BCR)；是B細(xì)胞成熟的重要(zhngyo)標(biāo)志；34共八十五頁各類免疫(miny)球蛋白的特性和功能IgE(親細(xì)胞抗體 )血清中含量最低；但在超敏反應(yīng)性疾病和某些寄生蟲感染者血清中特異性IgE顯著提高種系發(fā)育過程中出現(xiàn)最晚;呼吸道

21、和胃腸道等處的粘膜固有層漿細(xì)胞產(chǎn)生；介導(dǎo) I 型超敏反應(yīng)（刺激(cj)肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞）；35共八十五頁結(jié)構(gòu)(jigu)共八十五頁功能(gngnng)： 介導(dǎo)I型超敏反應(yīng) 嗜酸性粒細(xì)胞有IgE的FcR，嗜酸性粒細(xì)胞通過此受體結(jié)合(jih)包被在蠕蟲上的IgE的Fc段，最終殺死寄生蟲 抗寄生蟲感染共八十五頁 人類各類免疫(miny)球蛋白分子的特性 (P36)抗體類別 IgG IgA IgM IgD IgE重鏈類別 g a m d e重鏈亞類g1, g2, g3, g4 a1, a2輕鏈類別 k 和 l k 和 l k 和 l k 和 l k 和 l分子式 g2l2 或 g2k2a2l2或

22、(a2l2)5SCJa2k2或(a2k2)5SCJ (m2l2)5J或 (m2k2)5J d 2l2 或d2k2 e2l2 或 e2k2分子量（kDa） 150 160或400 900 180 190固定補(bǔ)體能力 + - + - -血清濃度(mg/100ml) 1000 200 120 3 0.05血清半衰期(天) 23 6 5 3 2穿過胎盤 - - - -肥大細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞脫顆粒- - - - +裂解細(xì)菌活性 + + + ? ?抗病毒活性 + + + ? ?共八十五頁 多克隆(k ln)抗體（polyclonal antibody，PcAb)單克隆抗體 (monoclonal antibody, McAb) 由單一克隆B細(xì)胞(xbo)雜交瘤產(chǎn)生的，只識別抗 原分子某一特定抗原決定簇的具有高度特異性 的抗體。 基因工程抗體 (genetic engineering antibody)第五節(jié) 人工制備抗體共八十五頁多克隆抗體（polyclonal antibody） 概念:指由多種抗原表位刺激不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的多種抗體混合物。 即免疫血清（含多種特異性抗體）。 實際意義：診斷: 如：肥達(dá)氏反應(yīng)治療:如：破傷風(fēng)抗毒素血清(xuqng) 預(yù)防:如：破傷風(fēng)抗毒素血清 36共八十五頁多克隆抗體的獲得途