第六版免疫學(xué)課件抗體

1、 抗 體抗體的發(fā)現(xiàn)Emilvon Behring （埃米爾馮貝林 ） （1854 1917）發(fā)現(xiàn)抗毒素并治愈白喉患者白喉?xiàng)U菌 上百只病死白喉毒素分別抽取血液分離血清分別向兩只試管內(nèi)加入白喉毒素基本概念抗體的結(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（Ab活性） 分布：血清、組織液、外分泌液及某些細(xì)胞膜表面 免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）: 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體分子相似

2、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)。 基本概念基本概念 凝膠電泳法 球蛋白 = 丙種球蛋白 = 胎盤球蛋白 = 抗體分子？5抗體都是免疫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的關(guān)系？ 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 第一節(jié) 抗體的結(jié)構(gòu) （ Structure of Ab Molecules） 一. 基本結(jié)構(gòu)恒定區(qū)（constant region, C區(qū)） 鉸鏈區(qū) (hinge

3、 region)三個(gè)區(qū)（五個(gè)區(qū)） 可變區(qū)（variable region, V區(qū)） 超變區(qū)（hypervariable region, HVR） 骨架區(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 chain，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結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)） 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 抗體分子每條多肽鏈分別由2-5個(gè)約含110個(gè)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)。

4、輕鏈包括VL和CL兩個(gè)結(jié)構(gòu)域,重鏈含有1個(gè)VH和3-4個(gè)CH結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)） 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)(一)重鏈和輕鏈 二硫鍵連接 （Heavy & light chains） 重鏈（Heavy chain, H鏈）根據(jù)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免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)根據(jù)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) 8subclass輕鏈（light chain, L鏈）根據(jù)

5、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(gè)別氨基酸差異，分為四個(gè)亞型subtype可變區(qū)（V區(qū)） N-末端 1/2L鏈 + 1/4(或1/5)H鏈氨基酸序列變化較大 VL VH 超（高）變區(qū) (HVR) 骨架區(qū) （FR）免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)9（二）可變區(qū)與恒定區(qū)（Variable & constant regions）超（高）變區(qū)（hypervariable region，HVR) 亦稱為互補(bǔ)決定區(qū)(complimentarity determining region,CDR): CDR1、CDR2、 C

6、DR3共同構(gòu)成Ag結(jié)合部位。骨架區(qū)（Framework region，F(xiàn)R): 維持超（高）變區(qū)的空間構(gòu)型。免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)11超變區(qū)/互補(bǔ)決定區(qū)骨架區(qū)CDR：包括CDR1、CDR2 、 CDR3;抗原結(jié)合部位免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)12抗原B細(xì)胞表位 抗體 CDR表位AbAg恒定區(qū)（C區(qū)） C-末端1/2L鏈 + 3/4(4/5)H鏈 氨基酸序列相對穩(wěn)定 CL CH同一種屬的不同個(gè)體，針對不同抗原所產(chǎn)生的同一類別Ab，其免疫原性相同。3 鉸鏈區(qū)（Hinge region） 位于Y形分子拐角處即在CH1和CH2之間 特點(diǎn)：1)含大量脯氨酸 變構(gòu)：有利于 Ab 與Ag的結(jié)合 有利于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)2)對

7、蛋白酶敏感免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)13免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)14不同類或亞類的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分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化FabFc補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)被屏障結(jié)合抗原之前 暴露的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合抗原之后免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)二、抗體的輔助成分 連接鏈（joining chain，J鏈) 分泌片（secretory piece, SP） 又稱分泌成分（secretory component, SC） 18免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)IgAIgM19J鏈（joining chain) 富含半胱氨酸（cysteine)的多肽鏈，漿細(xì)胞合成，將Ig連

8、接為二聚體或多聚體分泌片（secretory piece, SP） 又稱分泌成分（secretory component, SC）免疫球蛋白的結(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，并介導(dǎo)從黏膜下通過黏膜等細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到黏膜表面。免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)三、抗體分子的水解片段20免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 木瓜蛋白酶（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

9、酶（Pepsin） IgG F( ab)2 pFc 21第二節(jié) 抗體的多樣性和免疫原性 不同抗原或同一種抗原刺激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)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免疫球蛋白的血清型同種型（isotype）同種異型（allotype） 獨(dú)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：同種型（isotype）：VHCH1CH2CH3CH4VLCL由C區(qū)決定同一種屬所有個(gè)體免疫球蛋白共有的抗原表位。Ig的C

10、區(qū)免疫球蛋白的血清型23免疫球蛋白的類型（一）類Ig重鏈C區(qū)含抗原表位不同 IgG,IgA, 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(-) 4VHCH1CVLCL同一種屬不同個(gè)體間免疫球蛋白具有特異性不同的抗原表位。CH和CL同種異型（allotype） 免疫球蛋白的血清型24由超變區(qū)決定獨(dú)特型

11、（idiotype）： 免疫球蛋白的血清型 在同一個(gè)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 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(dú)特型 第三節(jié) 抗體的功能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(gè)數(shù)稱為抗原結(jié)合價(jià) 實(shí)際意義: 體內(nèi) 中和效應(yīng)。如中和毒素和病毒、清除病原體等。 體外 有利于Ag或Ab

12、的檢測和功能的判斷。26C區(qū)的功能 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 免疫球蛋白的功能27抗體的中和作用抗體的調(diào)理作用 FcR 抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxic

13、ity） AbEffector cellTarget cell表達(dá)Fc受體的細(xì)胞(NK、M、中性粒細(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。NK介導(dǎo) ADCC經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體C1qr2s2調(diào)理吞噬作用靶細(xì)胞介導(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 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)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞-新生Fc段受體(FcRn) neonatal FcR 免疫球蛋白的功能輕鏈: VL，CL 重鏈: VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD) 多一

14、個(gè)CH4（IgM和IgE）免疫球蛋白各功能區(qū)的功能各功能區(qū)的功能17VH+VL 抗原特異性結(jié)合位點(diǎn)CH+CL同種異型的遺傳標(biāo)記(IgG)CH2、(IgM)CH3補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)(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)合肥大細(xì)胞，嗜堿性粒細(xì)胞(FcR )Ig GIg MIg AIg EIg D第四節(jié) 各類抗體的特性和功能29IgG分子的四種亞型IgG1IgG4IgG3IgG2 各類免疫球蛋白的特性和功能主要以單體形式存在，抗原結(jié)合價(jià)為2價(jià)出生后3個(gè)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

15、，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)理作用 NK細(xì)胞，吞噬細(xì)胞介導(dǎo)ADCC 結(jié)合SPA協(xié)同凝集實(shí)驗(yàn)特性：又稱為胎盤球蛋白 新生兒抗感染免疫的重要抗體介導(dǎo)II,III型超敏反應(yīng)介導(dǎo)自身免疫功能：抗感染的主要抗體 IgG四個(gè)亞類的特點(diǎn)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 + + + 結(jié)合Fc受體 + + +IgM J

16、 鏈分 泌 型 IgM膜 型 IgMmIgM Iga Igb Iga Igb各類免疫球蛋白的特性和功能B31IgMMembrane-bound IgM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(jià)為5價(jià)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)典途徑激活補(bǔ)體功能：抗感染的先鋒抗體（早期抗感染）早期診斷依據(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)志各類免疫球蛋白的特性和功能33 J 鏈分泌片IgA dimerIgA：血清型-單體分泌型-雙體特點(diǎn):以二聚體形式存在，抗原結(jié)合價(jià)為四價(jià)生后半年左右合成sIgA通過母乳

17、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各類免疫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)胞成熟的重要標(biāo)志；34各類免疫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)（刺激肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞）；35結(jié)構(gòu)功能： 介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)

18、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)合包被在蠕蟲上的IgE的Fc段，最終殺死寄生蟲 抗寄生蟲感染 人類各類免疫球蛋白分子的特性 (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(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 + + + ? ? 多克隆抗體（polyclonal antibody