醫(yī)學(xué)免疫學(xué)課件：03Immuno globulin

1、Chapter 4 Immunoglobulin19011901von Beringvon Bering血清治療血清治療19081908Ehrlich & Ehrlich & MetchnikoffMetchnikoff抗體生成、吞噬抗體生成、吞噬19721972Edelman & PoterEdelman & Poter抗體分子結(jié)構(gòu)抗體分子結(jié)構(gòu)19771977YalowYalow放射免疫測定放射免疫測定19841984Koler,Milstein Koler,Milstein & Jerne& Jerne單克隆抗體單克隆抗體19871987To

2、negawaTonegawaIgIg基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972Gerald Edelman 1929 -Nobel Prize in 1972Susumu TonegamaNobel Prize 1987The first evidence to show antibody is one of serum protein fractions1939, A. Tiselius and E. A. KabatTo immunize rabbits with ovalbumi

3、nBelong to -globulin fractionimmunoglobulinUntreated antiserumTreated antiserumn抗體（抗體（Antibody, Ab) 是由是由B細(xì)胞識別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類細(xì)胞識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，具有免疫功能的球蛋白。能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，具有免疫功能的球蛋白。n免疫球蛋白（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，亦稱具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白，亦稱 球蛋白。球蛋白。 分泌型：存在于體液中，具有抗體的各

4、種功能分泌型：存在于體液中，具有抗體的各種功能 膜型：膜型：B細(xì)胞膜上的抗原受體細(xì)胞膜上的抗原受體nAb=Ig,IgAb；Ab是功能描述，是功能描述，Ig是化學(xué)結(jié)構(gòu)描述；是化學(xué)結(jié)構(gòu)描述；Basic Immunoglobulin StructurenHeavy & Light ChainsnDisulfide bondsnInter-chainnIntra-chain Immunoglobulin Structure1. 重鏈和輕鏈 Ig的兩條長鏈稱為重鏈（heavy Chain，H鏈） 分為、 兩條輕鏈（light Chain，L鏈） 分為、型。每個(gè)分子的兩條輕鏈完全相同。Immuno

5、globulin StructurenDomainsnVL & CLnVH & CH1 - CH3 (or CH4)CH1VLCLVHCH2 CH3Hinge RegionCarbohydrateDisulfide bondImmunoglobulin StructurenVariable & Constant RegionsnVL & CLnVH & CHnHinge RegionCH1VLCLVHCH2 CH3Hinge RegionCarbohydrateDisulfide bondStructure of the Variable Regionn

6、Hypervariable region (HVR) or ncomplementarity determining regions (CDR)nFramework regions 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 5040 30 2010 0 CDR1CDR2CDR3 抗 體 分 子 的 多 樣 性 酸殘基的變異率相應(yīng)位置上氨基抗原抗原B 細(xì) 胞 表 位 抗體 CDR表位AbAgIg的水解片段的水解片段Immunoglobulin Fragments: Struct

7、ure/Function RelationshipsnFabnAg bindingnValence = 1nSpecificty determined by VH and VLPapainFcFabnFcnEffector functionsImmunoglobulin Fragments: Structure/Function RelationshipsnF(ab)2npFcPepsinFc PeptidesF(ab)2IgIg的的J J鏈和分泌片鏈和分泌片（一）連接鏈（一）連接鏈（J J鏈）鏈） 由漿細(xì)胞合成的一種糖蛋白。由漿細(xì)胞合成的一種糖蛋白。 IgAIgA和和IgMIgM含有含有J

8、J鏈鏈（二）分泌片（二）分泌片secretory componentssecretory components 是分泌型是分泌型IgA(sIgAIgA(sIgA）的一個(gè)輔助成分，由）的一個(gè)輔助成分，由粘膜上皮細(xì)胞合成和分泌。粘膜上皮細(xì)胞合成和分泌。 保護(hù)保護(hù)sIgAsIgA的鉸鏈區(qū)免受蛋白酶的水解破壞的鉸鏈區(qū)免受蛋白酶的水解破壞 介導(dǎo)介導(dǎo)IgAIgA二聚體的轉(zhuǎn)運(yùn)二聚體的轉(zhuǎn)運(yùn)Ig的其它成分的其它成分Ig的其它成分的其它成分a、同種型（、同種型（isotype)n是指同一種屬所有正常個(gè)體是指同一種屬所有正常個(gè)體Ig分子共同具有的抗分子共同具有的抗原特異性標(biāo)志。同種型決定簇主要存在于原特異性標(biāo)志。同

9、種型決定簇主要存在于Ig恒定恒定區(qū)內(nèi)。區(qū)內(nèi)。IgM (kappa)IgG1 (kappa)Ig的抗原性的抗原性b、 同種異型（同種異型（Allotype)n同一種屬不同個(gè)體同一種屬不同個(gè)體所產(chǎn)生的同一類型所產(chǎn)生的同一類型Ig的遺傳標(biāo)記不同，的遺傳標(biāo)記不同，而表現(xiàn)的抗原性差而表現(xiàn)的抗原性差異。異。IgG1 (kappa)Person 2IgG1 (kappa)Person 1c c、 獨(dú)特型（獨(dú)特型（idiotype)idiotype)n免疫球蛋白免疫球蛋白V V區(qū)所具有區(qū)所具有的抗原特異性標(biāo)志的抗原特異性標(biāo)志n獨(dú)特型、獨(dú)特型、IgIg的超變區(qū)和的超變區(qū)和抗原結(jié)合部位抗原結(jié)合部位同一同一物質(zhì)結(jié)構(gòu)

10、物質(zhì)結(jié)構(gòu)。n抗獨(dú)特型抗體（抗抗體）抗獨(dú)特型抗體（抗抗體）IgG1 (kappa)Person 2anti-BIgG1 (kappa)Person 1anti-An獨(dú)特型抗原 idiotypic antigen BCR、TCR、IgV區(qū)特異性的氨基酸序列Immunoglobulin Fragments: Structure/Function RelationshipsAg BindingComplement Binding SitePlacental TransferBinding to Fc Receptors抗體抗原結(jié)合所致的分子和細(xì)胞效應(yīng)n抗體結(jié)合抗原n借助其他分子和細(xì)胞清除抗原 由C區(qū)決

11、定 必須在結(jié)合抗原以后： 暴露分子細(xì)胞的結(jié)合位點(diǎn) Fc受體聚集 Ab的生物學(xué)活性的生物學(xué)活性Preventing Bacterial Adherence通過胎盤和黏膜：通過胎盤和黏膜：IgG所獨(dú)有，是嬰兒獲得天然被動免疫的主要原因，主要借助胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞表面的FcR進(jìn)行的?？贵w并非都對機(jī)體有利 C. Human Immunoglobulin ClassesnIgG - Gamma ()heavy chainsnIgM - Mu heavy () chainsnIgA - Alpha heavy ()chainsnIgD - Delta heavy () chainsnIgE - Epsilon

12、 heavy () chains五類Ig的結(jié)構(gòu)IgGnProperties 4 subclasses Major serum Ig: IgG accounts for about 75-80% of the total serum immunoglobulin in normal adult The abundant antibody produced during secondary humoral immune responses in the blood Placental transfer Does not require Ag binding (except IgG2)Fixes c

13、omplement (except IgG4) Binds to Fc receptors (except IgG2, IgG4) Phagocytes - opsonization NK cells - ADCC IgMnStructurenPentamer (19S)nExtra domain (CH4)nJ chainCH4J ChainB Cell Antigen Receptor (BcR)Ig-Ig- Ig-Ig- IgMnPropertiesnThe largest ， no hing regionnExpressed on the surfaces of B cells（BCR

14、）nFirst Ig made by fetus and B cells（臍帶血IgM升高的意義）nThe key immunoglobulin of the primary responsenFixes complement: an efficient activator of the classical complement pathwayn天然的血型抗體、類風(fēng)濕因子是IgMIgAnStructurenSerum - monomernSecretions (sIgA)nDimer (11S)nJ chainnSecretory componentJ ChainSecretory Piece

15、IgAnPropertiesnMajor secretory Ig (Mucosal or Local Immunity)nTears, saliva, gastric and pulmonary secretions nneutralize pathogensnDoes not fix complement (unless aggregated)IgDnStructurenMonomernTail pieceTail PieceIgDnPropertiesnB cell surface Ig (B cell maturation)nDoes not bind complementIgEnSt

16、ructurenMonomernExtra domain (CH4)CH4IgEnPropertiesnLeast common serum IgnBinds to basophils and mast cells (Does not require Ag binding)nAllergic reactionsnParasitic infections nBinds to Fc receptor on eosinophilsnDoes not fix complement人工制備抗體人工制備抗體a.多克隆抗體 用抗原免疫動物后獲得的免疫血清（抗血清） 由不同克隆的B細(xì)胞針對不同抗原決定簇所產(chǎn)生 針對不同抗原表位的抗體組成的復(fù)合物針對不同抗原表位的抗體組成的復(fù)合物b.單克隆抗體 一個(gè)B細(xì)胞針對一個(gè)抗原決定簇所產(chǎn)生 雜交瘤技術(shù)制備，1975年 骨髓瘤細(xì)胞無限增殖，脾細(xì)胞產(chǎn)生抗體， 雜交瘤細(xì)胞大量無限增殖且合成抗體McAb概念：識別一種抗原表位的B細(xì)胞克隆所產(chǎn)生的均一性抗體單克隆雜交瘤的制備單克隆雜交瘤的制備Georeges Georeges Kohler Kohler 1946-1946-Cesar Cesar MilsteMilsteNobel Nobel Prize Prize in in 1984198