醫(yī)學免疫學第八章抗體

本章教學大綱【目的要求】1．掌握抗體和免疫球蛋白的概念、結構、類型和功能。各類免疫球蛋白的特性和功能。

2．熟悉免疫球蛋白的類別轉換機制；單克隆抗體的制備和應用。

3．了解免疫球蛋白的基因結構和基因重排；基因工程抗體。

當前1頁，總共63頁?！窘虒W內容】1.抗體和免疫球蛋白的概念以及免疫球蛋白分型（膜型和分泌型）。

2.免疫球蛋白的基本結構，功能區(qū)，水解片段及其它成分。

3.免疫球蛋白的類型，同種型，同種異型和獨特型。

4.免疫球蛋白的基因結構及其重排和表達。Ig的類別轉換。

5.抗體V區(qū)和C區(qū)的功能。

6.各類免疫球蛋白的特性和功能。

7.單克隆抗體和基因工程抗體。當前2頁，總共63頁。概念1.抗體（antibody,Ab）功能性概念

是由抗原刺激而產生并能與刺激其產生的抗原發(fā)生特異性結合的、具有免疫功能的糖蛋白?？贵w主要存在血清中，也存在于如呼吸道粘膜液、小腸粘膜液、唾液以及乳汁等其它體液中。

2.免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）結構性概念

具有抗體活性或化學結構與抗體分子相似的球蛋白。當前3頁，總共63頁。存在形式

BCR（B細胞受體)

－膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）

抗體－分泌型（secretedimmunoglobulin,sIg）

當前4頁，總共63頁。第一節(jié)抗體的分子結構當前5頁，總共63頁。當前6頁，總共63頁。一、免疫球蛋白的基本結構“Y”型，四肽鏈重鏈

（5種:、、、、）

輕鏈（2種:、）可變區(qū)

（V區(qū)）

超變區(qū)（HVR，3個，又稱CDR互補決定區(qū)）

骨架區(qū):FR（4個）恒定區(qū)（C區(qū)）鉸鏈區(qū)當前7頁，總共63頁。當前8頁，總共63頁。當前9頁，總共63頁。輕鏈：VL、CL重鏈：VHCH1、CH2、CH3、CH4IgGIgMIgAIgEIgD

二、功能區(qū)

功能區(qū)：是不連續(xù)，緊密折疊的區(qū)域，由重鏈和輕鏈經鏈內二硫鍵連接而成的球狀結構。該區(qū)具有特殊的功能特性。當前10頁，總共63頁。當前11頁，總共63頁。主要功能1.VL和VH是抗原結合的部位（FV區(qū)）。2.CL和CH上具有同種異型的遺傳標記。3.IgG的CH2和IgM的CH3具有補體固有成分C1q的結合點，參與激活補體系統(tǒng)。4.CH3/CH4具有結合包括單核細胞、巨噬細胞、粒細胞、B細胞、NK細胞等細胞的Fc段受體的功能。5.IgG的CH2+CH3具有介導IgG通過胎盤的特性。當前12頁，總共63頁。ImmunoglobulinFragments:Structure/FunctionRelationshipsAgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptors當前13頁，總共63頁。

三、免疫球蛋白的水解片段

1.木瓜蛋白酶（Papain）（將重鏈于近氨基端切斷）Fab段（fragmentofantigen-binding，抗原結合片段）Fab段可以與抗原結合，具有抗體的活性。

Fc段（fragmentcrystalizable，可結晶片段）

Fc段不能與抗原結合，但可執(zhí)行Ig的其他生物學功能。

當前14頁，總共63頁。2.胃蛋白酶（Pepsin）（將重鏈于近羧基端切斷）F(ab′)2：可結合2個抗原表位。pFc′：無生物學活性。

3.意義：闡明Ig分子生物學作用。當前15頁，總共63頁。當前16頁，總共63頁。四、其它成分

1.連接鏈（joiningchain，J鏈）：IgM五聚體，IgA雙聚體2.分泌片（secretorypiece,SP）：SIgA

當前17頁，總共63頁。第二節(jié)抗體的類型和生物學活性一、抗體的類型（一）同種型（isotype）同一種屬每個個體都具有的免疫球蛋白的抗原特異性，其抗原決定簇主要存在于Ig的C區(qū)。當前18頁，總共63頁。

1.類和亞類（根據(jù)H鏈的抗原性不同）IgG—γ(gamma)IgA—α(alpha)IgM—μ(mu)IgD—δ(delta)IgE—ε(epsilon)(1)類(2)亞類IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4IgA：IgA1,IgA2當前19頁，總共63頁。當前20頁，總共63頁。2.型和亞型(根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原特異性不同分型)

(1)型κ(kappa)型λ(lambda)型(2)亞型(λ鏈)：

OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)

OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)

Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)

Kern(-)(或λ4)：第154位(絲氨酸)當前21頁，總共63頁。（二）同種異型（allotype）同一種屬不同個體之間免疫球蛋白也具有的差異性，主要反映在分子的CH和CL上的一個或數(shù)個氨基酸的差異(geneticmarkers

—遺傳標志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km因子：Km1，Km2，Km3（三）獨特型（idiotype）在同一個體內，不同B細胞克隆所產生的免疫球蛋白分子V區(qū)以及T、B細胞表面抗原受體V區(qū)所具有的抗原特異性不同。由免疫球蛋白的超變區(qū)特有的氨基酸序列和構型決定。當前22頁，總共63頁。當前23頁，總共63頁。二、抗體的生物學活性

（一）特異性結合抗原超變區(qū)－表位靜電力、氫鍵、范德華力可逆影響因素：PH、溫度、電解質中和效應—中和毒素和病毒與Ag結合—促吞噬細胞吞噬1.結合基礎2.實際意義當前24頁，總共63頁。（二）激活補體系統(tǒng)

Ab（IgM、IgG）+Ag→C1q

→

補體經典途徑

IgG4、IgA和IgE的凝聚物→

補體旁路途徑

（三）結合Fc受體(1)介導超敏反應：Ⅰ型超敏反應；(2)調理作用（opsonization）：IgG+抗原(顆粒性)→FcγR（單核、巨噬細胞及中性粒細胞）→促吞噬細胞吞噬；(3)ADCC：IgG+抗原(靶細胞)→

FcγR（NK細胞）→

殺傷靶細胞。

（四）通過胎盤和粘膜當前25頁，總共63頁。當前26頁，總共63頁。當前27頁，總共63頁。當前28頁，總共63頁。三、抗體的Fc受體(一)IgG的FcR分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，均屬免疫球蛋白超家族成員

FcγRⅠ：單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞，

IgG(IgG1和IgG3)的高親合力受體；FcγRⅡ：分布廣泛，以低親和力結合免疫復合物和多聚形式的IgG；FcγRⅢ：IgG1、IgG3為低親和力受體。巨噬細胞、

NK細胞、嗜酸性粒細胞和中性粒細胞，與單體或免疫復合物形式的IgG結合，介導NK細胞的ADCC效應及巨噬細胞的捕獲或清除等。當前29頁，總共63頁。(二)IgE的Fc受體FcεRⅠ：結構：跨膜糖蛋白，屬Ig超家族,IgE的高親和力受體。分布和功能：嗜堿性粒細胞和肥大細胞，介導Ⅰ型速發(fā)型超敏反應。FcεRⅡ(CD23)：結構：穿膜糖蛋白，低親和力受體,屬C型凝集素家族成員。分布：成熟B細胞、活化巨噬細胞和樹突狀細胞等。當前30頁，總共63頁。(三)IgA的Fc受體

FcαR(CD89)為跨膜糖蛋白，屬Ig超家族成員。為中等親和力受體，主要表達于單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等，介導吞噬、ADCC以及炎癥介質的釋放。(四)IgM受體、IgD前者主要表達于B細胞，二者共同表達于成熟B細胞。當前31頁，總共63頁。FcγR、FcαR和FcεR結構示意圖

當前32頁，總共63頁。四、免疫球蛋白超家族（一）概念許多細胞膜表面和機體的某些蛋白分子，其多肽鏈折疊方式與Ig折疊相似，在DNA水平上和氨基酸序列上與IgV區(qū)或IgC區(qū)有較高的同源性。編碼這些多肽鏈的基因被稱為免疫球蛋白基因超家族，基因表達產物稱為免疫球蛋白超家族(Immunoglobulinsuperfamily,IGSF)。

當前33頁，總共63頁。（二）組成1.T細胞、B細胞抗原識別受體和信號傳導分子2.MHC及相關分子3.Ig受體4.某些細胞因子受體5.神經系統(tǒng)功能相關分子6.部分白細胞分化抗原（CD）當前34頁，總共63頁。免疫球蛋白超家族分子的結構示意圖

當前35頁，總共63頁。

第三節(jié)各類免疫球蛋白的特性和功能

一、IgG1.一般特性(1)單體分子；(2)四個亞類；(3)血清中含量最高(75%Ig)；(4)半衰期最長(21～23天)；(5)3～5歲達成人水平(8.0～17mg/ml)；(6)可與SPA結合。當前36頁，總共63頁。2.生物學活性(1)通過胎盤（新生兒抗感染）；(2)激活補體（裂解細胞）；(3)調理作用（促進吞噬）；(4)介導ADCC（細胞毒作用）。3.實際意義(1)抗感染；(2)自身抗體→自身免疫??；(3)介導變態(tài)反應(Ⅱ、Ⅲ型)；(4)封閉抗體→腫瘤細胞逃逸；(5)親合層析法—IgG純化；(6)免疫學檢測。

當前37頁，總共63頁。二、IgM

1.五聚體，分子量最大(900kd)，又稱巨球蛋白；2.人類發(fā)育過程中最早合成的Ig；3.體液免疫應答最先產生的Ig—感染早期免疫；4.占血清Ig含量的5～10%；5.半衰期5天—血清中特異性IgM水平增高提示有近期感染；6.激活補體；7.IgM不能通過胎盤→臍帶血或新生兒血清中IgM水平升高表明胎兒有宮內感染；8.B細胞膜IgM（mIgM）→體液免疫應答；9.自身抗體→自身免疫病。當前38頁，總共63頁。

三、IgA

1.兩種類型

2.半衰期6天；

3.占血清Ig含量的5～15%；

4.粘膜局部抗感染免疫，阻止病原微生物黏附；

5.聚合IgA激活補體替代途徑。

血清型：IgA1，單體；分泌型：IgA2，二聚體,粘膜局部漿細胞合成；分泌片由粘膜上皮細胞合成；當前39頁，總共63頁。OriginofSecretoryComponentofsIgA當前40頁，總共63頁。

四、IgD1.單體分子

2.存在形式：分泌性—血清中，功能不清；膜結合性—B細胞表面,3.意義（1）是B細胞成熟的重要標志；（2）抗原受體，對B細胞活化、增殖和分化起調節(jié)作用；

4.占血清Ig含量的1%；

5.半衰期3天。當前41頁，總共63頁。

五、IgE1.單體分子；

2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.種系進化中出現(xiàn)最晚；4.呼吸道和胃腸道漿細胞產生；5.介導Ⅰ型超敏反應；6.過敏性疾病和某些寄生蟲感染患者血清中特異性IgE水平增高。當前42頁，總共63頁。五大類免疫球蛋白特性比較（1）當前43頁，總共63頁。五大類免疫球蛋白特性比較（2）當前44頁，總共63頁。各類免疫球蛋白比較當前45頁，總共63頁。第四節(jié)免疫球蛋白的基因結構及其表達一、免疫球蛋白的基因庫免疫球蛋白基因組成當前46頁，總共63頁。二、免疫球蛋白的基因結構及其重排和表達免疫球蛋白基因結構當前47頁，總共63頁。三、抗體多樣性的遺傳學基礎（1）胚系中眾多的V、D、J基因片段；（2）V-D-J和V-J重排時，基因片段進行隨機組合；（3）VDJ連接過程中的核苷酸缺失和N區(qū)的核苷酸插入；（4）L鏈H鏈之間隨機配對組合；（5）體細胞突變。當前48頁，總共63頁。四、免疫球蛋白的類轉換（classswitch）

Ig類轉換，又稱同種型轉換（isotypeswitch）：是指B細胞在受抗原刺激后，首先合成IgM,然后轉為合成IgG等其它類別。機制：B細胞→活化→基因重排形成V-D-J–Cμ→合成IgM→CD40/CD40L信號及細胞因子作用→Cμ基因被替換→合成具有相同抗原特異性的不同的Ig類和亞類。TD-Ag刺激當前49頁，總共63頁。B細胞基因重排機制圖當前50頁，總共63頁。當前51頁，總共63頁。第五節(jié)單克隆抗體和基因工程抗體一、多克隆抗體（polyclonalantibody）

1.定義：抗原分子通常具有多個抗原決定簇，動物免疫后可刺激多種具有相應抗原受體的B細胞發(fā)生免疫應答，因而可產生多種針對不同抗原決定簇的抗體。這些由不同B細胞克隆產生的抗體稱為多克隆抗體（polycolonalantibody,PcAb）。

2.實際意義（1）預防、治療感染性疾?。ㄌ禺愋圆?，可發(fā)生超敏反應）（2）臨床診斷當前52頁，總共63頁。二、單克隆抗體（monoclonalantibody,McAb）

1.定義：由單一克隆B細胞雜交瘤產生的、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