免疫球蛋白優(yōu)秀公開課

第二章免疫球蛋白基本概念

抗體（antibody,Ab）

是免疫系統(tǒng)受抗原刺激后，由B淋巴細(xì)胞合成分泌的、并能與該抗原特異性結(jié)合的球蛋白。存在于血液和組織液中。免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig

）

凡具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白Ig

包括1.抗體

天然抗體如血型抗體

受抗原刺激后產(chǎn)生的抗體2.無抗體活性Ig

如骨髓瘤患者血清M蛋白

一.Ig的基本結(jié)構(gòu)1、重鏈和輕鏈(1)重鏈(heavychain,H)長度

450～550aa血清型

γ,α,μ,δ,εIg

的類(class)根據(jù)H鏈的抗原特異性Ig分為五類IgG(γ),IgA(α),IgM(μ),IgD(δ),IgE(ε)不同類重鏈的氨基酸殘基序列差異很大例人Igγ1鏈和μ鏈同源性為32%(2)輕鏈(lightchain,L)長度214～220aa分子量23～25Kd血清型(抗原特異性)κ:無亞型;λ:1~4亞型人:κ和λ同源性39%Ig功能區(qū)

由肽鏈內(nèi)二硫鍵折疊構(gòu)成的、具有一定功能的球狀結(jié)構(gòu)

L鏈2個功能區(qū)

H鏈4/5個功能區(qū)功能區(qū)大小約110aa可變區(qū)(VariableRegions,V)高變區(qū)

Hypervariable(HVR)or

CDRcomplimentaritydeterminingregions骨架區(qū)Frameworkregions(FR)例針對不同抗原表位IgG-V區(qū)氨基酸序列比較HVR經(jīng)β折疊形成抗原結(jié)合部位,其空間構(gòu)像與抗原表位形狀高度精確互補(bǔ),稱為互補(bǔ)決定區(qū)(CDR)互補(bǔ)決定區(qū)(CDR)3、鉸鏈區(qū)(hingeregion)1.富含脯氨酸，結(jié)構(gòu)松散有彈性2.Ig重鏈連接與分亞類3.Ig變構(gòu)

使抗原結(jié)合腔與抗原表位盡量吻合三、水解片段在一定條件下，免疫球蛋白分子肽鏈的某些部分易被蛋白酶水解為不同片段。木瓜蛋白酶（papain）和胃蛋白酶（pepsin）是最常用的兩種Ig蛋白水解酶，并可藉此研究Ig的結(jié)構(gòu)和功能，分離和純化特定的Ig多肽片斷水解片段1木瓜蛋白酶(papain)水解IgG：得到兩個相同的Fab（抗原結(jié)合片段）段和一個Fc（可結(jié)晶片段）段。2胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG：得到一個具有雙價活性的F（ab’）2段和若干個小分子多肽碎片（pFc’）第二節(jié)免疫球蛋白的異質(zhì)性一、免疫球蛋白的類型1.類：IgG、IgM、IgD、IgA、IgE2.亞類：3.型：4.亞型：

同種型(isotype)免疫原性因物種而異,由C區(qū)表位決定同一物種所有個體均帶有相同C區(qū)基因可刺激異種個體產(chǎn)生抗Ig-Fc抗體

同種異型(allotype)抗原性因個體而異，個體型標(biāo)志：IgG

(γ鏈約30個Gm),IgA2(α2鏈2個Am)IgE(ε鏈1個Em),κ鏈(3個Km)可刺激同種或異種個體產(chǎn)生相應(yīng)抗體免疫球蛋白的主要功能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合激活補(bǔ)體與細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合通過胎盤和黏膜1.IgV區(qū)的功能V區(qū)與抗原決定基特異性結(jié)合1)結(jié)合腔凹槽與抗原決定基空間構(gòu)像特異性精確互補(bǔ)2)結(jié)合腔內(nèi)的氨基酸與抗原決定基的化學(xué)基團(tuán)

之間的氫鍵等分子間的吸引力結(jié)果

形成Ag-Ab復(fù)合物,使抗原不能發(fā)揮原有的生物學(xué)效應(yīng)BacterialtoxinsHostcellToxinreceptorsNeutralizationbyantibodyPhagocytosisofantibody-antigencomplexbymacrophageFcreceptorFormingphagosome2.IgC區(qū)的功能(1)激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑(IgG和IgM)IgG與Ag結(jié)合后暴露CH2的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)并激活補(bǔ)體系統(tǒng)C1rC1sC1qC1rC1sC1qNoactivationActivationMacrophageExtracellularbacteriaOpsonizationIngestionbymacrophageDigestioninlysosome(2)結(jié)合細(xì)胞(細(xì)胞親嗜性)

1.免疫調(diào)理作用

結(jié)合巨噬細(xì)胞2）抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)結(jié)合自然殺傷細(xì)胞(naturalkillercells,NK)3）介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)(IgE,IgG4)

結(jié)合肥大細(xì)胞與嗜堿性粒細(xì)胞3通過胎盤(IgG)

IgG-C2與胎盤的FcRn結(jié)合后進(jìn)入子宮4參與免疫調(diào)節(jié)第四節(jié)五類免疫球蛋白的特征IgG多為單體，是唯一能通過胎盤的抗體據(jù)重鏈（鏈）免疫原性，IgG分4個亞型一、IgG

IgG1、IgG2和IgG3能通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體血清含量最高(75%～80%),也是丙種球蛋白的主要成分半衰期較長（20～23d）主要的抗感染抗體(具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免疫調(diào)理作用)，抗感染主力軍參與II、III型超敏反應(yīng)IgG的特點(diǎn)IgG

分子的四種亞型IgG1IgG4IgG3IgG2

g1，g2，g3和g4等Igg鏈分別參與組成IgG1、IgG2、IgG3和IgG4等分子。IgG3的鉸鏈區(qū)最長，IgG2鉸鏈區(qū)較短。四種亞類的IgG分子在血清中的濃度不同，所發(fā)揮的生物學(xué)特性亦不相同。占血清免疫球蛋白總量5%-10%,血清濃度約為1mg/ml單體以膜結(jié)合型表達(dá)于B細(xì)胞表面，構(gòu)成B細(xì)胞抗原受體（BCR）（二）IgM為五聚體，是分子量最大的Ig，稱巨球蛋白。IgM激活補(bǔ)體、結(jié)合抗原、免疫調(diào)理作用比IgG強(qiáng)天然血型抗體是IgMIgMJ鏈IgM

抗體結(jié)構(gòu)分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgbIgaIgbIgM是個體發(fā)育中最早產(chǎn)生的抗體，胚胎晚期已能合成，新生兒臍帶血中若IgM水平升高，提示胎兒曾有宮內(nèi)感染IgM是抗原刺激后出現(xiàn)最早的抗體，半衰期短，故檢測IgM水平可用于傳染病的早期診斷。mIgM是B細(xì)胞抗原受體（BCR）的主要成分也可參與II、III型超敏反應(yīng)IgM的特點(diǎn)分為血清型和分泌型兩種。血清型IgA主要由腸系膜淋巴組織中的漿細(xì)胞產(chǎn)生，為單體。而分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等處的固有層中漿細(xì)胞產(chǎn)生，為雙體、三體或多體。sIgA主要存在于唾液、淚液、以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。(三)IgAJ鏈分泌鏈IgAdimerIgA的特點(diǎn)參與皮膚粘膜的局部抗感染作用初乳中含有高濃度的sIgA----母乳喂養(yǎng)通過替代途徑激活補(bǔ)體參與Ⅲ型超敏反應(yīng)sIgA的合成和主要作用部位在黏膜血清IgD濃度很低，僅占血清免疫球蛋白總量的0.2%絞鏈區(qū)較長，易被蛋白酶水解，故半壽期很短（3d）IgD是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志B細(xì)胞的分化過程中首先出現(xiàn)mIgM，mIgD的出現(xiàn)標(biāo)志著B細(xì)胞成熟對防止免疫耐受有一定作用(四)IgD

IgD分子的結(jié)構(gòu)血清中含量最低可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的高親和力Fcε受體（FcεRⅠ）結(jié)合，引起Ⅰ型超敏反應(yīng)FcεRⅡ分布于巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞(五)IgE

IgE分子的結(jié)構(gòu)第五節(jié)抗體的制備多克隆抗體單克隆抗體基因工程抗體蛋黃抗體C區(qū)相同V區(qū)不同血清中Ig多樣性原因AgIgGaIgMaIgAaIgEaIgGbIgMbIgAbIgEbIgEcIgAcIgMcIgGcV區(qū)相同，C區(qū)不同EaEbEc多克隆抗體(pAb：polyclonalantibody)

例

甲型副傷寒桿菌(PA)O-Ag免疫家兔激活多個B細(xì)胞克隆O1抗-O1-IgG/IgM/IgA…O2抗-O2-IgG/IgM/IgA…O12抗-O12-IgG/IgM/IgA…

單克隆抗體(McAb：monoclonalantibody)

是由1個B細(xì)胞克隆合成的、只能與一種抗原決定基特異結(jié)合的完全均一的Ig單克隆和多克隆抗體的比較和用途特異性敏感性均一性McAbPcAb低差無高強(qiáng)有1、用于免疫學(xué)檢測，輔助臨床診斷2、McAb用于親和層析，分離微量可溶性抗原3、標(biāo)記的McAb用于基礎(chǔ)研究，了解細(xì)胞分化等4、制備生物導(dǎo)彈用于腫瘤、移植等的臨床治療。單克隆抗體制備（簡介）

主要材料免疫小鼠脾細(xì)胞(HGPRT+Ig+)HGPRT(次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核苷轉(zhuǎn)移酶)可利用次黃嘌呤等通過旁路途徑合成DNA骨髓瘤細(xì)胞(HGPRT--Ig--)HAT(次黃嘌呤-氨基碟呤-胸腺嘧啶培養(yǎng)液)

在此培養(yǎng)液中，氨基碟呤可阻斷DNA合成主要途徑，因此HGPRT--細(xì)胞不能生長PEG(聚乙二醇)

融合細(xì)胞單克隆抗體應(yīng)用舉例單克隆抗體在腫瘤方面的應(yīng)用腫瘤診斷

抗腫瘤-McAb檢測腫瘤相關(guān)抗原腫瘤定位

注射同位素標(biāo)記抗腫瘤-McAb后,用X光片確定腫瘤位置導(dǎo)向療法

抗腫瘤-McAb-生物毒素/化療藥物,精確殺傷腫瘤細(xì)胞免疫功能監(jiān)測

CDn-McAb監(jiān)測患者白細(xì)胞數(shù)變化(如CD4+T/CD8+T)用藥監(jiān)測

藥物-McAb測定患者血藥濃度應(yīng)用：臨床檢測、抑制器官移植排斥、治療自身免疫疾病、生物導(dǎo)彈等三.基因工程抗體基因工程抗體種類人源抗體的生產(chǎn)過程四.蛋黃抗體存在于蛋黃（Yolk）中，IgY1.分子結(jié)構(gòu)與IgG相似，1個可變區(qū)，5個恒定區(qū)1.應(yīng)用優(yōu)勢純度高，產(chǎn)量高，采集方便：收集免疫母雞產(chǎn)下的雞蛋即可，使用少量的抗原免疫禽類既可獲得大量的質(zhì)量均一的特異性IgY(兔血清生成抗體量的18倍）;穩(wěn)定性好：耐酸，巴氏滅菌溫度下也不會失活并且在pH值小于3時仍能保持穩(wěn)定活性食用安全：比從哺乳類動物提取的抗體更加安全衛(wèi)生。特異性高：不激活哺乳動物的補(bǔ)體系統(tǒng)，不與類風(fēng)濕因子或Fc受體相結(jié)合，避免在免疫檢測過程中產(chǎn)生假陰性或價陽性結(jié)果;

抗體的作用

思考題1.體內(nèi)主要的抗感染抗體是()2.能激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑的Ig是()和()3.能主動通過胎盤的Ig是()4.分子量最大的Ig是()5.正常人血清中含量最少的Ig是()6.在黏膜局部發(fā)揮免疫防御作用的Ig是()7.傳染病早期診斷的診斷依據(jù)是()8.宮內(nèi)感染的診斷依據(jù)是()9.標(biāo)志B細(xì)胞分化成熟的Ig是()10.參與I型超敏反應(yīng)的Ig是()1.雙重性質(zhì)

抗體

與