第3講抗體(第4章)

第三講抗體(第4章，P29)一、基本概念1.抗體(antibody,Ab)

——指B細(xì)胞在識(shí)別抗原后經(jīng)過(guò)增殖、分化成漿細(xì)胞所合成、分泌的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。這個(gè)概念主要是從生物學(xué)功能上講抗體球蛋白主要分布在區(qū)，但抗體≠球蛋白2.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。免疫球蛋白是從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講的抗體都是Ig，而Ig不一定都是抗體與抗體有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Ig基因結(jié)構(gòu)Tonegawa1987單克隆抗體Koler,Milstein&Jerne1984放射免疫測(cè)定Yalow1977抗體分子結(jié)構(gòu)Edelman&Poter1972抗體生成、吞噬Ehrlich&Metchnikoff1908血清治療vonBering1901二、抗體的結(jié)構(gòu)(一)基本結(jié)構(gòu)(單體分子)1.分子組成與構(gòu)型

單體Ab由兩對(duì)相同的多肽鏈借鏈間二硫鍵相連而成，形似英文大寫“Y”Ig=2×(重鏈+輕鏈)

2.重鏈(heavychain,H鏈)由450-550個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約50-75kD。Ab的類別重鏈的免疫原性因其恒定區(qū)的氨基酸組成和排列順序不同而異。H鏈：,,,,.(Ab)

IgA,IgG,IgM,IgD,IgEAb的亞類同一類Ab，據(jù)其重鏈鉸鏈區(qū)的氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目和位置的差異，又可分為不同的亞類。IgG可分為IgG1-IgG4；IgA可分為IgA1和IgA2。3.輕鏈(lightchain,L鏈)每肽鏈大約由214個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約25kD。據(jù)其免疫原性不同分為、兩個(gè)型。▽1個(gè)Ig分子的兩條輕鏈的型別是相同的。▽同一類Ig分子中既有型、又有型。(二)Ab肽鏈的分區(qū)1.可變區(qū)(V區(qū))

2.恒定區(qū)(C區(qū))

N端C端VariableregionConstantregion高變區(qū)(hypervariableregions,HVR)

VH和VL各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為高變區(qū)，或互補(bǔ)決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)，兩條肽鏈的6個(gè)高變區(qū)共同構(gòu)成一個(gè)與相應(yīng)抗原表位特異性結(jié)合部位，即形成一個(gè)與相應(yīng)抗原表位互補(bǔ)的表面，決定了抗體的特異性。

可變區(qū)(V區(qū))

N-末端1/2L+1/4(1/5)H骨架區(qū)——維持高變區(qū)的空間構(gòu)型因其氨基酸的種類和排列順序隨抗體特異性的不同而千變?nèi)f化

HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3變化程度最高。C-末端1/2L+3/4(4/5)H恒定區(qū)(C區(qū))

N端C端constantregion恒定區(qū)(C區(qū))

該肽段的氨基酸種類和排列順序在同一種屬動(dòng)物的同一類Ab中都比較恒定

3.鉸鏈區(qū)⊕位于重鏈的CH1與CH2之間，包括H鏈間的二硫鍵；⊕富含脯氨酸,易伸展彎曲；⊕有利于Ab與Ag的結(jié)合；⊕對(duì)蛋白酶敏感。⊕IgM和IgE無(wú)鉸鏈區(qū)。

Hingeregion4.結(jié)構(gòu)域或功能區(qū)指Ig的H、L鏈中大約由110個(gè)氨基酸構(gòu)成的多肽段，因具有某種生物學(xué)功能，叫結(jié)構(gòu)域，又稱為功能區(qū)。是一種由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球形結(jié)構(gòu)(domain)。是Ig發(fā)揮各種功能的基本單位。IgG分子由兩條H鏈和兩條L鏈共價(jià)結(jié)合而成。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個(gè)CH結(jié)構(gòu)域。VH和VL共同組成抗原結(jié)合部位。Ab分子中線對(duì)稱，具有兩個(gè)相同的抗原結(jié)合部位。L鏈：VL、CLH鏈：VH、CH1、CH2、CH3、CH4

(IgM、IgE)分區(qū)二級(jí)結(jié)構(gòu)---β片層Ig是由幾股多肽鏈折疊而成的兩個(gè)反向平行的β片層，兩個(gè)β片層由一個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵垂直連接，形成“三明治”狀的“β桶狀結(jié)構(gòu)”。(三)Ab的輔助成分1.J鏈

(joiningchain)

由漿細(xì)胞合成的一富含半胱氨酸的多肽鏈；2.分泌片

(secretorypiece,SP)

▽具有保護(hù)SIgA的作用。是SIgA分子上的一個(gè)輔助成分。

功能:將單體Ig分子連接成為多聚體：SIgA二聚體和IgM五聚體。▽介導(dǎo)SIgA的轉(zhuǎn)運(yùn)。(四)Ab的水解片段1.IgG的木瓜蛋白酶水解片段IgG2FabFc木瓜蛋白酶十fragmentofantigenbinding①中文：抗原結(jié)合片段(1)Fab②組成：一條完整的L鏈和一條H鏈N端1/2L+(VH+CH1)③功能：結(jié)合抗原即具有抗體活性，抗原結(jié)合價(jià)=1crystallizablefragment①中文:可結(jié)晶片段。(2)Fc②組成:二條H鏈C端1/2

(CH2+CH3,包括鉸鏈區(qū))。③功能:Fc段無(wú)抗原結(jié)合活性，是Ab與效應(yīng)分子(如補(bǔ)體)或細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞等)表面Fc受體相互作用的部位。

2.IgG胃蛋白酶水解片段IgGF(ab’)2pFc’胃蛋白酶十由兩個(gè)Fab片段加鉸鏈區(qū)組成，抗原結(jié)合價(jià)=2。F(ab’)2由于F(ab’)2片段保留了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被廣泛用作生物制品。三、抗體的功能1.V區(qū)的功能2.C區(qū)的功能V區(qū):識(shí)別并特異性結(jié)合抗原1.V區(qū)的功能▽B細(xì)胞表面的IgM和IgD等(稱為BCR)能特異性地識(shí)別抗原

▽體外的抗原-抗體結(jié)合反應(yīng)▽中和作用:----病毒、毒素▽阻斷病原入侵(IgG,IgM,SIgA)2.C區(qū)的功能C1qr2s2(1)激活補(bǔ)體(IgG,IgM)(2)結(jié)合細(xì)胞Fc受體▽介導(dǎo)調(diào)理作用(IgG)▽介導(dǎo)ADCC作用(IgG)▽介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)(IgE)(3)穿越胎盤(IgG)(4)穿過(guò)黏膜(SIgA)調(diào)理作用(opsonization)

含義:指細(xì)菌特異性IgG(IgG1和IgG3)的Fab與細(xì)菌表面抗原特異性結(jié)合，以其Fc段與巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞上的IgGFc受體(FcR)結(jié)合，通過(guò)IgG的“橋聯(lián)”作用，促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌的吞噬，稱為Fc調(diào)理。

Fc調(diào)理——抗原

+Fab(特異的)——Fc+吞噬細(xì)胞表面

Fc受體(非特異的)-----促進(jìn)吞噬細(xì)菌

ADCC作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)中文：抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。ADCC----靶細(xì)胞

+

Fab(特異的)----Fc

+

效應(yīng)細(xì)胞表面Fc受體(非特異的)-----促進(jìn)殺傷靶細(xì)胞含義：IgG的Fab特異性結(jié)合靶細(xì)胞(病毒感染細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞)表面的抗原表位，其Fc段與殺傷細(xì)胞(如NK細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞等)表面的Fc受體結(jié)合，抗體作為橋梁，介導(dǎo)殺傷細(xì)胞直接殺傷靶細(xì)胞。

FcRantibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用AbEffectorcellTargetcell表達(dá)Fc受體的組織細(xì)胞(NK、M、中性粒細(xì)胞)，通過(guò)識(shí)別抗體的Fc段直接殺傷被抗體包被的靶細(xì)胞。ADCCNK靶細(xì)胞介導(dǎo)ADCC經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體C1qr2s2調(diào)理吞噬作用抗體C區(qū)介導(dǎo)的主要效應(yīng)四、各類抗體的特性與功能IgGIgMIgAIgDIgEIgG(1)一般特性①單體Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)

③半衰期最長(zhǎng)(20~23天)②血清中含量最多④親和力高

⑤分布廣,為抗感染主力

(2)IgG免疫效應(yīng)作用①中和作用④ADCC②激活補(bǔ)體(IgG1、2、3)---CH2有補(bǔ)體受體

⑤通過(guò)胎盤(IgG1、3、4)③調(diào)理作用IgM(1)

分子組成(2)

合成時(shí)間：是最早合成的Ab①五聚體②分子量最大③有CH4,無(wú)鉸鏈區(qū)(3)IgM占血清免疫球蛋白總量5~10%,在體內(nèi)維持的時(shí)間較短,消失快①個(gè)體發(fā)育中——最早產(chǎn)生②初次免疫應(yīng)答中——最早產(chǎn)生(4)IgM免疫效應(yīng)作用①激活補(bǔ)體②發(fā)揮早期抗感染作用③B細(xì)胞抗原識(shí)別受體(BCR)部分為IgM(mIgM)——單體。④免疫學(xué)診斷(宮內(nèi)感染、早期及正在感染)membraneIgMIgA(1)分子組成與分布(2)分泌型IgA的免疫效應(yīng)作用①血清型IgA：為單體分子①黏膜局部抗感染作用②自然被動(dòng)免疫作用，即嬰兒從母乳中獲得SIgA②分泌型IgA(secretoryIgA)IgD血清IgD的確切功能尚未清楚；膜結(jié)合型IgD(mIgD)

是BCR的重要組成成分。mIgD是B細(xì)胞分化成熟的標(biāo)志成熟的B細(xì)胞表面抗原受體為mIgM+mIgD未成熟的B細(xì)胞表面僅表達(dá)mIgM活化B細(xì)胞或記憶B細(xì)胞表面的mIgD逐漸消失

IgE(1)合成與分布:黏膜下淋巴組織的漿細(xì)胞分泌(2)特性單體、含量最少的Ig①與I型變態(tài)反應(yīng)有關(guān)有CH4、無(wú)鉸鏈區(qū)(3)意義②參與抗寄生蟲(chóng)感染對(duì)肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞有親嗜性

五、人工制備抗體⊕多克隆抗體(polyclonalantibody,pAb)

⊕單克隆抗體(monoclonalantibody,mAb)

(一)多克隆抗體(polyclonalantibody,pAb)

多克隆抗體----是由含多種抗原表位的抗原刺激、激活多個(gè)B細(xì)胞克隆所產(chǎn)生的、針對(duì)多種抗原表位的不同特異性抗體的總合。

▽來(lái)源：動(dòng)物免疫血清、恢復(fù)期患者血清、免疫接種人群

▽優(yōu)點(diǎn)：作用全面(中和、調(diào)理、CDC、ADCC)；來(lái)源廣泛，制備容易；▽缺點(diǎn)：特異性差(易發(fā)生交叉反應(yīng))；同性質(zhì)的多抗不易大量制備。(二)單克隆抗體(monoclonalantibody,mAb)

1.概念單克隆抗體——由一個(gè)雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的、針對(duì)單一抗原表位的特異性抗體，稱為單克隆抗體。2.制備單抗的總原理將有抗原特異性、但壽命較短的漿細(xì)胞與無(wú)抗原特異性但長(zhǎng)壽，并且可無(wú)限分裂的骨髓瘤細(xì)胞融合，形成能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞，經(jīng)過(guò)篩選便得到能產(chǎn)生只識(shí)別一種抗原表位的抗體的雜交瘤細(xì)胞。3.單克隆抗體的特點(diǎn)⊕高度特異性(少或無(wú)交叉反應(yīng))

⊕高度均一性(類、亞類、型都相同)

⊕純度高、高效價(jià)⊕高產(chǎn)量、成本低(可連續(xù)生產(chǎn))

4.單克隆體抗在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用⊕診斷各類病原體⊕腫瘤特異性抗原和腫瘤相關(guān)抗原的檢測(cè)⊕檢測(cè)淋巴細(xì)胞的表面標(biāo)志⊕“生物導(dǎo)彈”(三)基