醫(yī)學免疫學抗體

醫(yī)學免疫學抗體第1頁/共75頁引

言非典戰(zhàn)役中的英雄人物——姜素椿教授第2頁/共75頁引

言第3頁/共75頁一、定義1、抗體（antibody,Ab）：B細胞或記憶B細胞增殖分化為漿細胞所產(chǎn)生的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。

概述第4頁/共75頁EmilvonBehring(1845-1917)第5頁/共75頁

19世紀80年代末即發(fā)現(xiàn)抗體，1937年，用電泳方法將血清蛋白分為白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等組分，證實抗體活性主要存在于γ區(qū)，也可延伸到β區(qū)和α2

球蛋白區(qū)。第6頁/共75頁第7頁/共75頁2、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig):

具有抗體活性或化學結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。

第8頁/共75頁概念不同

Ab都是Ig，Ig不一定是Ab（Ig包含Ab）

Ab是生物學功能上概念,Ig是化學結(jié)構(gòu)上概念二、Ab與Ig的區(qū)別與聯(lián)系概述

第9頁/共75頁第一節(jié)抗體的結(jié)構(gòu)第10頁/共75頁一、抗體的基本結(jié)構(gòu)抗體分子的基本結(jié)構(gòu)第11頁/共75頁四肽鏈結(jié)構(gòu):兩條相同的重鏈（H鏈）和兩條相同的輕鏈（L鏈）

以二硫鍵連接而成。（一）重鏈和輕鏈H鏈:分子量約為50-75kD，450-550個氨基酸殘基L鏈:分子量約為25kD，約214個氨基酸殘基第12頁/共75頁重鏈（H鏈）類與亞類IgA:αIgM:μIgE:εIgD:δIgG:γ抗體結(jié)構(gòu)示意圖類：重鏈抗原性的差異不同類的抗體分子，鏈內(nèi)二硫鍵的數(shù)目和位置、連接寡糖的數(shù)量、結(jié)構(gòu)域的數(shù)目及鉸鏈區(qū)的長度等均不完全相同。第13頁/共75頁亞類：H鏈鉸鏈區(qū)氨基酸的組成，H鏈二硫鍵的數(shù)目、位置IgG:IgG1~IgG4IgA:IgA1、IgA2第14頁/共75頁第15頁/共75頁Κ鏈λ鏈輕鏈（L鏈）型與亞型L鏈恒定區(qū)氨基酸λ鏈恒定區(qū)個別氨基酸：λ1~λ4每類Ab的輕鏈都可以有Κ鏈和λ鏈兩型輕鏈的功能無差異不同種屬生物，兩型輕鏈的比例不同第16頁/共75頁

Ab的重鏈和輕鏈都可折疊為數(shù)個球形結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域一般具有其相應(yīng)的功能。

（二）可變區(qū)和恒定區(qū)第17頁/共75頁抗體的結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)）第18頁/共75頁可變區(qū)（

V區(qū)）：H鏈和L鏈靠近N端約110個氨基酸的序列變化很大，稱為可變區(qū)。第19頁/共75頁高變區(qū)（hypervariableregion,HVR）CDR共同組成Ig的Ag結(jié)合部位，決定著Ab的特異性，負責識別及結(jié)合Ag。骨架區(qū)（frameworkregion,FR）第20頁/共75頁第21頁/共75頁恒定區(qū)（constantregion,C區(qū)）:H鏈和L鏈靠近C端的其余氨基酸數(shù)量、種類、排列順序相對穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)。第22頁/共75頁

L鏈:VL，CLH鏈:

IgG、IgA、IgD:VH，CH1，CH2，CH3

IgM、IgE:VH，CH1，CH2，CH3，CH4同一種屬的個體，所產(chǎn)生的針對不同Ag的同一類別的Ab，其免疫原性相同。第23頁/共75頁（三）鉸鏈區(qū)：位于CH1與CH2間，富含脯氨酸

第24頁/共75頁

易伸展彎曲，有利于Fab段同時結(jié)合兩個不同距離的抗原表位；

易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解；

有利于Ab分子變構(gòu)，暴露其補體結(jié)合位點；五類Ab或亞類的鉸鏈區(qū)不盡相同*IgG、IgA、IgD有鉸鏈區(qū)*IgM和IgE無鉸鏈區(qū)第25頁/共75頁二、抗體的輔助成分（一）J鏈（joiningchain）：漿細胞合成，將單體Ab分子連接成多聚體。（二）分泌片（secretorypiece,SP）*保護sIgA的鉸鏈區(qū)免受蛋白水解酶降解；*介導(dǎo)IgA二聚體從黏膜下到黏膜表面的轉(zhuǎn)運第26頁/共75頁第27頁/共75頁

三、抗體分子的水解片段目的：研究Ab的結(jié)構(gòu)和功能分離純化特定的Ab多肽片段木瓜蛋白酶（papain）水解

IgG2個Fab段(fragmentantigenbinding,抗原結(jié)合片段)1個Fc段（fragmentcrystallizable,可結(jié)晶片段）

胃蛋白酶（pepsin）水解IgG1個F(ab′)2pFc′第28頁/共75頁抗體的水解片段第29頁/共75頁水解片段意義：*

闡明Ab分子生物學作用；*

用作生物制品：去掉Fc段，減少超敏反應(yīng)發(fā)生。第30頁/共75頁第31頁/共75頁

Ab的免疫原性：Ab具有二重性，可以是抗體，也可以成為抗原，表現(xiàn)為三類不同的抗原表位：(一）同種型：存在于同類抗體分子中的抗原表位，是同一種屬所有個體Ab分子共有的抗原特異性標志，為種屬型標志，存在于AbC區(qū)。第32頁/共75頁IgGIgM張三的IgG

李四的IgG

C區(qū)張三IgG羊羊抗張三IgG的抗體所有人的IgG結(jié)合第33頁/共75頁（二）同種異型：同一種屬不同個體間Ab分子所具有的不同抗原特異性標志，為個體型標志。存在于AbC區(qū)，由同一基因座的不同等位基因所編碼，均為共顯性。

第34頁/共75頁張三的IgG

李四的IgG

第35頁/共75頁（三）獨特型（idiotype,Id)：同一種屬、同一個體來源的抗體分子，CDR區(qū)的氨基酸序列的不同，顯示不同的免疫原性，是每個Ab分子特有的抗原特異性標志，其表位又稱為獨特位（idiotope)。存在于V區(qū)。

獨特型可刺激異種、同種異體以及自體產(chǎn)生相應(yīng)Ab,即抗獨特型抗體（AId或Ab2)第36頁/共75頁同一個體內(nèi)，特異性不同的抗體，其V區(qū)抗原特異性不同傷寒桿菌的抗體痢疾桿菌的抗體V區(qū)第37頁/共75頁Ab2α、Ab2β負反饋調(diào)節(jié)Ab1;Ab1、Ab3負反饋調(diào)節(jié)Ab2第38頁/共75頁第39頁/共75頁一、識別抗原：V區(qū)的功能

V區(qū)的CDR在識別和結(jié)合特異性抗原中起決定性作用第40頁/共75頁實際意義:*中和效應(yīng)：中和毒素、病毒，阻止細菌吸附*啟動體液免疫應(yīng)答:BCR（mIgM、mIgD）特異性識別Ag分子*抗原與抗體的檢測:第41頁/共75頁二、激活補體：C區(qū)的功能Ab(IgM、IgG1-3)與Ag結(jié)合構(gòu)型改變位于CH2/CH3功能區(qū)的補體結(jié)合位點暴露激活補體經(jīng)典途徑IgG4、IgA和IgE的凝聚物激活補體旁路途徑第42頁/共75頁1、調(diào)理作用：IgG與細菌等顆粒性抗原結(jié)合后，可通過其Fc段與巨噬細胞和中性粒細胞表面相應(yīng)FcγR結(jié)合，從而促進吞噬細胞的吞噬作用。三、結(jié)合Fc受體：C區(qū)功能第43頁/共75頁第44頁/共75頁2、抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity，ADCC):IgG與腫瘤或病毒感染的靶細胞結(jié)合后，可通過其Fc段與NK細胞、巨噬細胞和中性粒細胞表面相應(yīng)FcγR結(jié)合，直接殺傷靶細胞。第45頁/共75頁第46頁/共75頁第47頁/共75頁第48頁/共75頁第49頁/共75頁第50頁/共75頁第51頁/共75頁與細胞表面FcR結(jié)合調(diào)理作用、ADCC

能結(jié)合SPA純化抗體、免疫診斷參與II、III型超敏反應(yīng)第52頁/共75頁二、IgM

1、占血清Ig含量的5～10%；

2、兩種形式存在單體：mIgM表達于B細胞表面，構(gòu)成BCR

分泌型：五聚體，分子量最大；

3、個體發(fā)育中最早合成和分泌的Ab；

4、IgM不能通過胎盤

臍帶血IgM升高提示胎兒有宮內(nèi)感染；第53頁/共75頁5、初次體液免疫應(yīng)答中最早出現(xiàn)的Ab

----早期抗感染;6、半衰期:5天---血清中特異性IgM增高提示有近期感染；7、激活補體能力強；8、自身抗體（如：類風濕因子）、天然血型

Ab為IgM；第54頁/共75頁1.兩種類型：血清型---單體，血清中；分泌型---二聚體，由J鏈連接，含上皮細胞合成的SP,經(jīng)分泌性上皮細胞分泌至外分泌液中；2.占血清Ab含量的10～15%；三、IgA第55頁/共75頁3.黏膜局部抗感染免疫的主要Ab：抗感染：阻止病原體黏附到細胞表面中和毒素4.嬰幼兒從母體初乳中獲得sIgA,屬重要的自然被動免疫。第56頁/共75頁四、IgD1.單體分子;2.存在形式：

分泌型:

血清中，功能不清;

膜結(jié)合型:

構(gòu)成BCR,是B細胞發(fā)育成熟的重要標志。未成熟B細胞:mIgM

成熟B細胞:mIgM+mIgD3.占血清Ig含量的0.2%；

4.半衰期:3天。第57頁/共75頁mIgMmIgD成熟B細胞未成熟B細胞第58頁/共75頁五、IgE1.單體分子；

2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；

3.半衰期:2天；

4.黏膜下淋巴組織中的漿細胞分泌；

5.親細胞抗體，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)；

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。第59頁/共75頁第60頁/共75頁1、含義：指由多個B細胞克隆產(chǎn)生的針對抗原物質(zhì)中多種抗原表位的多種抗體混合物。如:免疫血清（含多種特異性抗體）優(yōu)點：作用全面,來源廣泛，制備容易。缺點：特異性不高，易發(fā)生交叉反應(yīng)。一、多克隆抗體第61頁/共75頁帶有多個表位抗原針對不同表位的B細胞克隆增殖多種抗體的混合物（多克隆抗體）刺激小鼠帶有多個表位抗原針對不同表位的B細胞克隆增殖多種抗體的混合物（多克隆抗體）第62頁/共75頁二、單克隆抗體（monoclonalantibody,mAb）針對單一抗原表位的特異性抗體。定義：第63頁/共75頁雜交瘤細胞：

骨髓瘤細胞---無限增殖；免疫B細胞---合成、分泌特異性抗體。

雜交瘤技術(shù)

:HAT培養(yǎng)基---

次黃嘌呤(H)

氨基蝶呤(A)

胸腺嘧啶核苷(T)每一個雜交瘤細胞由一個B細胞和一個骨髓瘤細胞融合而成第64頁/共75頁第65頁/共75頁第66頁/共75頁

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)均一、純度高、特異性強、效價高、血清交叉反應(yīng)少或無

缺點：鼠源性對人具有較強的免疫原性，反復(fù)人體使用后可誘導(dǎo)產(chǎn)生人抗鼠的免疫應(yīng)答導(dǎo)致機體免疫損傷。第67頁/共75頁三、基因工程抗體(geneticengineeringantibody)

原理：借助DNA重組和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，按人們的意愿在基因水平上對Ig分子進行切割、拼接或修飾，重新組裝成新型抗體分子。第68頁/共75頁根本出發(fā)點：解決抗體的鼠源性問題優(yōu)點：人源化或完全人源的抗體，均一性強，可工業(yè)化生產(chǎn)；缺點：親和力弱，效價不高。第69頁/共75頁基因工程抗體第70頁/共75頁

思考題

1、掌握抗體的結(jié)構(gòu)與功能。

2、比較并熟悉各類抗體的異同點。

3、簡述人工制備抗體的方法。60第71頁/共75頁1.木瓜蛋白酶水解IgG所獲片段中，能與抗原特異結(jié)合的是A．Fab段B．Fc段C．F(ab)2段D．pFc’段E．以上均不對2.Ab的絞鏈區(qū)位于

A．VL與CH1之間B．VH與CH1之間C．CH1與CH2之間

D．CH2與CH3之間E．CH3與CH4之間3.下列五類Ab的特性哪項是錯誤的A．IgG是唯一通過胎盤的免疫球蛋白B．SIgA多為雙聚體C．IgM分子量最大D．免疫應(yīng)答過程中產(chǎn)生最早的是IgGE．正常血清中IgE含量最少第72頁/共75頁4．抗體的超變區(qū)位于A.VH和CHB.VL和VHC.Fc段D.VH和CLE.CL和CH5．未成熟B淋巴細胞的mIg類別是A.mIgMB.mIgGC.mIgED.mIgAE.mIgD6．關(guān)于IgE特性的描述，下列哪些是正確的A.IgE在五類Ig