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細胞在識別抗原后經過增殖、分化成漿細胞所合成、分泌的，能與相應抗原發(fā)生特異性結合的免疫球蛋白。這個概念主要是從生物學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、或化學結構與抗體相似的球蛋白。免疫球蛋白是從化學結構上講的抗體都是Ig，而Ig不一定都是抗體與抗體有關的諾貝爾獎獲得者Ig基因結構Tonegawa1987單克隆抗體Koler,Milstein&Jerne1984放射免疫測定Yalow1977抗體分子結構Edelman&Poter1972抗體生成、吞噬Ehrlich&Metchnikoff1908血清治療vonBering1901二、抗體的結構(一)基本結構(單體分子)1.分子組成與構型

單體Ab由兩對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，據其重鏈鉸鏈區(qū)的氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數目和位置的差異，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個氨基酸殘基組成，分子量約25kD。據其免疫原性不同分為、兩個型。▽1個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)，或互補決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)，兩條肽鏈的6個高變區(qū)共同構成一個與相應抗原表位特異性結合部位，即形成一個與相應抗原表位互補的表面，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萬化

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的結合；⊕對蛋白酶敏感。⊕IgM和IgE無鉸鏈區(qū)。

Hingeregion4.結構域或功能區(qū)指Ig的H、L鏈中大約由110個氨基酸構成的多肽段，因具有某種生物學功能，叫結構域，又稱為功能區(qū)。是一種由鏈內二硫鍵連接的球形結構(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鏈共價結合而成。輕鏈包括VL和CL兩個結構域，重鏈含有1個VH和3個CH結構域。VH和VL共同組成抗原結合部位。Ab分子中線對稱，具有兩個相同的抗原結合部位。L鏈：VL、CLH鏈：VH、CH1、CH2、CH3、CH4

(IgM、IgE)分區(qū)二級結構---β片層Ig是由幾股多肽鏈折疊而成的兩個反向平行的β片層，兩個β片層由一個鏈內二硫鍵垂直連接，形成“三明治”狀的“β桶狀結構”。(三)Ab的輔助成分1.J鏈

(joiningchain)

由漿細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SIgA的作用。是SIgA分子上的一個輔助成分。

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SIgA的轉運。(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：結合抗原即具有抗體活性，抗原結合價=1crystallizablefragment①中文:可結晶片段。(2)Fc②組成:二條H鏈C端1/2

(CH2+CH3,包括鉸鏈區(qū))。③功能:Fc段無抗原結合活性，是Ab與效應分子(如補體)或細胞(如巨噬細胞、肥大細胞等)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Fab片段加鉸鏈區(qū)組成，抗原結合價=2。F(ab’)2由于F(ab’)2片段保留了結合相應抗原的生物學活性，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):識別并特異性結合抗原1.V區(qū)的功能▽B細胞表面的IgM和IgD等(稱為BCR)能特異性地識別抗原

▽體外的抗原-抗體結合反應▽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)激活補體(IgG,IgM)(2)結合細胞Fc受體▽介導調理作用(IgG)▽介導ADCC作用(IgG)▽介導I型超敏反應(IgE)(3)穿越胎盤(IgG)(4)穿過黏膜(SIgA)調理作用(opsonization)

含義:指細菌特異性IgG(IgG1和IgG3)的Fab與細菌表面抗原特異性結合，以其Fc段與巨噬細胞、中性粒細胞上的IgGFc受體(FcR)結合，通過IgG的“橋聯(lián)”作用，促進吞噬細胞對細菌的吞噬，稱為Fc調理。

Fc調理——抗原

+Fab(特異的)——Fc+吞噬細胞表面

Fc受體(非特異的)-----促進吞噬細菌

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

+

Fab(特異的)----Fc

+

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

FcRantibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用AbEffectorcellTargetcell表達Fc受體的組織細胞(NK、M、中性粒細胞)，通過識別抗體的Fc段直接殺傷被抗體包被的靶細胞。ADCCNK靶細胞介導ADCC經典途徑激活補體C1qr2s2調理吞噬作用抗體C區(qū)介導的主要效應四、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(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免疫效應作用①中和作用④ADCC②激活補體(IgG1、2、3)---CH2有補體受體

⑤通過胎盤(IgG1、3、4)③調理作用IgM(1)

分子組成(2)

合成時間：是最早合成的Ab①五聚體②分子量最大③有CH4,無鉸鏈區(qū)(3)IgM占血清免疫球蛋白總量5~10%,在體內維持的時間較短,消失快①個體發(fā)育中——最早產生②初次免疫應答中——最早產生(4)IgM免疫效應作用①激活補體②發(fā)揮早期抗感染作用③B細胞抗原識別受體(BCR)部分為IgM(mIgM)——單體。④免疫學診斷(宮內感染、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；膜結合型IgD(mIgD)

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

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

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B細胞克隆所產生的、針對多種抗原表位的不同特異性抗體的總合。

▽來源：動物免疫血清、恢復期患者血清、免疫接種人群

▽優(yōu)點：作用全面(中和、調理、CDC、ADCC)；來源廣泛，制備容易；▽缺點：特異性差(易發(fā)生交叉反應)；同性質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——由一個雜交瘤細胞產生的、針對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、但壽命較短的漿細胞與無抗原特異性但長壽，并且可無限分裂的骨髓瘤細胞融合，形成能產生抗體的雜交瘤細胞，經過篩選便得到能產生只識別一種抗原表位的抗體的雜交瘤細胞。3.單克隆抗體的特點⊕高度特異性(少或無交叉反應)

⊕高度均一性(類、亞類、型都相同)

⊕純度高、高效價⊕高產量、成本低(可連續(xù)生產)

4.單克隆體抗在醫(yī)學中的應用⊕診斷各類病原體⊕腫瘤特異性抗原和腫瘤相關抗原的檢測⊕檢測淋巴細胞的表面標志⊕“生物導彈”(三)基