醫(yī)學(xué)免疫學(xué) 抗體課件

第四章抗體深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部陳思E-mail：chensi@概述抗體(Antibody,Ab)：是由B細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合、具有體液免疫功能的糖蛋白，主要存在于血清等體液中。免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)：具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。分泌型(sIg)：存在于體液中，具有抗體的各種功能膜型(mIg)：B細(xì)胞膜上的抗原受體AbIg漿細(xì)胞IgM未成熟B細(xì)胞IgM成熟B細(xì)胞IgD活化B細(xì)胞記憶B細(xì)胞IgM概述概述1901vonBeringSeratherapy1908Ehrlich&MetchnikoffAbproduction1972Edelman&PoterAbstructure1977Yalowradioimmunology1984Koler,Milstein&JerneMonoclonalAb1987TonegawaGeneofAb

NobelPrizewinnersforantibodies

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性第三節(jié)抗體的功能第四節(jié)各類抗體的特性和功能第五節(jié)人工制備抗體主要內(nèi)容第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

一、抗體的基本結(jié)構(gòu)1.重鏈和輕鏈重鏈（heavychain）：分為五類，IgM、IgD、IgG、IgA、IgE，其相應(yīng)的重鏈分別為μ鏈、δ鏈、γ鏈、α鏈和ε鏈。輕鏈（lightchain）：分為兩型，κ型和λ型，兩者無功能上的差異，一個(gè)天然Ig分子上兩條輕鏈的型別總是相同的。IgM-Mu(μ)IgD-Delta(δ)IgG-Gamma(γ)IgA-Alpha(α)IgE-Epsilon(ε)第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

2.可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)

(variableregion,V區(qū))：抗體分子重鏈和輕鏈中靠近N端氨基酸序列變化較大，稱為可變區(qū)，分別占重鏈的1/4（或1/5）和輕鏈的1/2。恒定區(qū)(constantregion,C區(qū))：抗體分子輕鏈與重鏈中靠近C端氨基酸序列較保守的區(qū)域稱為恒定區(qū)，分別占重鏈的3/4（或4/5）和輕鏈的1/2。第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

恒定區(qū)（C區(qū)）輕鏈和重鏈的近C端的氨基酸變化比較小，稱為恒定區(qū)，稱為CH和CL不同類Ig重鏈CH長度不一，有的包括CHl、CH2和CH3；有的還包括CH4同一種屬動(dòng)物中，同一類別Ig分子其C區(qū)氨基酸的組成和排列順序比較恒定不同抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生同種類別抗體，其V區(qū)不同而C區(qū)較恒定相同抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生不同類別抗體，其V區(qū)相同而C區(qū)不同第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

3.絞鏈區(qū)（hingeregion）位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲；易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解；能改變兩個(gè)Y形臂之間的距離，有利于兩臂同時(shí)結(jié)合兩個(gè)抗原表位；IgD、IgG、IgA有絞鏈區(qū)，IgM和IgE則無。第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

二、抗體的輔助成分1.J鏈：J鏈?zhǔn)且桓缓腚装彼岬亩嚯逆湥蓾{細(xì)胞合成，主要功能是將單體Ig分子連接為多聚體。IgA二聚體和IgM五聚體均含J鏈；IgG、IgD和IgE常為單體，無J鏈。2.分泌片(SP):由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌，以非共價(jià)形式結(jié)合到IgA二聚體上，并一起被分泌到黏膜表面。使IgA分泌到黏膜表面，發(fā)揮黏膜免疫作用；保護(hù)SIgA絞鏈區(qū)，使其免遭蛋白水解酶降解。第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)

第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性第三節(jié)抗體的功能第四節(jié)各類抗體的特性和功能第五節(jié)人工制備抗體主要內(nèi)容第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性抗體分子具有多樣性，表現(xiàn)為：不同抗原表位刺激機(jī)體所產(chǎn)生的不同類型的抗體分子，其識(shí)別抗原的特異性不同，其重鏈類別和輕鏈型別也有差異；(C區(qū)、V區(qū)均不同）不同抗原表位誘導(dǎo)的同一類型抗體（如IgG），其識(shí)別抗原的特異性不同；(C區(qū)相同、V區(qū)不同）同一抗原表位誘生的不同類型的抗體，其識(shí)別抗原的特異性相同，但重鏈和輕鏈的類型不同。(C區(qū)不同、V區(qū)相同）第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性抗體分子本身具有的免疫原性，可激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答：同種型（isotype）：是指同一種屬所有個(gè)體的Ab分子共有的抗原特異性標(biāo)志，為種屬型標(biāo)志。同種型抗原表位存在于Ab的C區(qū)；同種異型（allotype）：是指同一種屬不同個(gè)體間Ab分子所具有的不同抗原特異性標(biāo)志，為個(gè)體型的標(biāo)志，主要存在于Ab的C區(qū)；獨(dú)特型（idiotype）：是指每個(gè)Ab分子所特有的抗原特異性標(biāo)志，它們存在于Ab的V區(qū)。第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性

抗體分子的抗原性示意圖

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性

第三節(jié)抗體的功能第四節(jié)各類抗體的特性和功能第五節(jié)人工制備抗體主要內(nèi)容第三節(jié)抗體的功能

一、抗體V區(qū)的功能：特異性識(shí)別、結(jié)合抗原第三節(jié)抗體的功能

二、抗體C區(qū)的功能:1.激活補(bǔ)體：IgG1-3和IgM與相應(yīng)抗原結(jié)合后，可因構(gòu)型改變而使其CH2/CH3功能區(qū)內(nèi)的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)暴露，從而激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑。IgG4、IgA和IgE的聚合物可激活補(bǔ)體旁路途徑。IgG1IgG3IgMIgG2IgAIgEIgG4經(jīng)典途徑旁路途徑第三節(jié)抗體的功能

2.結(jié)合Fc受體：ADCC—IgG與腫瘤或細(xì)菌感染的靶細(xì)胞結(jié)合后，可通過其Fc段與具有殺傷活性的細(xì)胞如NK細(xì)胞表面相應(yīng)IgGFc受體結(jié)合，增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用，此即抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC,AntibodyDependentCell-mediatedCytotoxicity）。第三節(jié)抗體的功能

2.結(jié)合Fc受體：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)：IgE通過其Fc段與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面IgEFc受體結(jié)合并使其致敏，相同變應(yīng)原再次進(jìn)入機(jī)體與致敏靶細(xì)胞表明特異性IgE結(jié)合，即可促進(jìn)這些細(xì)胞合成和釋放生物活性物質(zhì)，引起I型超敏反應(yīng)。第三節(jié)抗體的功能

參與的抗體結(jié)合的細(xì)胞結(jié)合的Fc受體產(chǎn)生的效應(yīng)調(diào)理作用IgG（為主）/IgA巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等吞噬細(xì)胞FcγR/FcαR吞噬溶酶體的形成，促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌的吞噬ADCC作用IgG（為主）/IgANK細(xì)胞等具有殺傷活性的細(xì)胞FcγR/FcαR釋放顆粒酶、穿孔素，增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用I型超敏反應(yīng)IgE肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞FcεR合成和釋放生物活性物質(zhì)，引起I型超敏反應(yīng)和寄生蟲反應(yīng)第三節(jié)抗體的功能

3.通過黏膜和胎盤第三節(jié)抗體的功能

3.通過黏膜和胎盤

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性第三節(jié)抗體的功能第四節(jié)各類抗體的特性和功能第五節(jié)人工制備抗體主要內(nèi)容第四節(jié)各類抗體的特性和功能

一、IgG單體（H2L2）；分4個(gè)亞型；血清中含量最高（75-80%）；半衰期為20-23天；免疫功能最全面，是機(jī)體抗感染的“主力軍”；唯一能夠通過胎盤（CH2）；介導(dǎo)Ⅱ、Ⅲ型超敏反應(yīng)。第四節(jié)各類抗體的特性和功能

二、IgM五聚體(5xH2L2+J)；分子量最大；出現(xiàn)最早，介導(dǎo)初次免疫應(yīng)答，是機(jī)體抗感染的“先頭部隊(duì)”；抗原結(jié)合能力和補(bǔ)體激活功能最強(qiáng)大；天然血型抗體屬IgM；構(gòu)成B細(xì)胞受體（BCR）的主要成分，是未成熟B細(xì)胞的標(biāo)志。第四節(jié)各類抗體的特性和功能

三、IgA分為血清型和分泌型2種；合成量最大，但半衰期短（5-6天）；血清型IgA主要以單體形式存在；分泌型IgA由J鏈連接的二聚體和分泌片段組成主要存在于胃腸道和支氣管分泌液、初乳、唾液和淚液中；參與粘膜局部免疫的主要抗體，是機(jī)體抗感染的“邊防軍”；嬰兒可從母親初乳中獲得sIgA，是一種重要的自然被動(dòng)免疫。

第四節(jié)各類抗體的特性和功能

四、IgD

半衰期短，血清濃度很低；血清型lgD確切功能尚不明；mlgD可作為B細(xì)胞分化發(fā)育成熟的標(biāo)志，活化后逐漸消失。五、IgE

血清中含量最少;親細(xì)胞抗體，其CH2和CH3功能區(qū)可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的高親和力FcεRI結(jié)合，引起I型超敏反應(yīng)。此外還和寄生蟲免疫有關(guān)。

IgGIgMIgAIgDIgE

結(jié)構(gòu)特征重鏈γμαδε亞類數(shù)4無2無無C區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)34334鉸鏈區(qū)有無有有無輔助成分無JJ，SP無無

理化性質(zhì)存在形式單體單體/五聚體單體/二聚體單體單體合成時(shí)間出生后3個(gè)月胚胎發(fā)育晚期出生后4-6個(gè)月任何時(shí)間較晚血清含量75-80%5-10%10-15%0.3%0.02%半衰期20-23天10天6天3天2.5天第四節(jié)各類抗體的特性和功能第四節(jié)各類抗體的特性和功能IgGIgMIgAIgDIgE

生物學(xué)功能補(bǔ)體經(jīng)典途徑+（IgG1-3）++---補(bǔ)體旁路途徑+（IgG4）-+-+調(diào)理作用+-+--ADCC作用+-±--超敏反應(yīng)+（Ⅱ/Ⅲ型）+（Ⅱ/Ⅲ型）--+（Ⅰ型）胎盤+----黏膜-?+（腸道、呼吸道、乳腺、唾液腺和淚腺）--BCR成分-+-+（B細(xì)胞成熟標(biāo)志）-其它功能天然的血型抗體，最早合成和分泌抗寄生蟲免疫

第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)第二節(jié)抗體的多樣性和免疫原性第三節(jié)抗體的功能第四節(jié)各類抗體的特性和功能

第五節(jié)人工制備抗體主要內(nèi)容第五節(jié)人工制備抗體一、多克隆抗體(polyclonalantibody,pAb)：在含多種抗原表位的抗原物質(zhì)刺激下，體內(nèi)多個(gè)B細(xì)胞克隆被激活并產(chǎn)生針對(duì)多種不同抗原表位的抗體，其混合物即為多克隆抗體。二、單克隆抗體(monoclonalantibody)：只針對(duì)某一特定的抗原決定簇，純度高的抗體。三、基因工程抗體：借助DNA重組和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，在基因水平上對(duì)Ig分子進(jìn)行切割、拼接和修飾，重新組裝而成的新型抗體分子。第五節(jié)人工制備抗體帶有多個(gè)表位的抗原針對(duì)不同表位的特異性B細(xì)胞多克隆抗體產(chǎn)生示意圖第五節(jié)人工制備抗體多克隆抗體的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：作用全面，CDC，調(diào)理作用，ADCC等缺點(diǎn)：特異性不高，易交叉反應(yīng)，需要大量使用抗原免疫動(dòng)物多克隆抗體的應(yīng)用：作為檢測(cè)、診斷用試劑第五節(jié)人工制備抗體第五節(jié)人工制備抗體單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)均一、純度高、特異性強(qiáng)、效價(jià)高、少或無交叉反應(yīng)、制備成本低單克隆抗體應(yīng)用：作為診斷用試劑：廣泛應(yīng)用傳染病、腫瘤、淋巴鑒定分群等。疾病的防治：靶向治療、抑制器官移植排斥、治療自身免疫疾病、生物導(dǎo)彈等。第五節(jié)人工制備抗體進(jìn)入臨床治療應(yīng)用的第一個(gè)單克隆抗體——美羅華（抗CD20單抗）治療：復(fù)發(fā)、難治的B細(xì)胞淋巴瘤（靶細(xì)胞表面的抗原CD20）人IgG1鼠抗人CD20單抗腫瘤性B細(xì)胞CD20+第五節(jié)人工制備抗體三、基因工程抗體：人-鼠嵌合抗體：將鼠源抗體的可變區(qū)與人源抗體的恒定區(qū)融合而制成的抗體。具有鼠源抗體結(jié)合抗原的特異性和親和力，同時(shí)降低了鼠源抗體對(duì)人體的免疫原性。

人源化抗體：將小鼠抗體分子的互補(bǔ)決定區(qū)序列移植到人抗體可變區(qū)框架中而制