第三章免疫球蛋白與抗體

免疫球蛋白與抗體（Ig,Ab）1當(dāng)前第1頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

掌握免疫球蛋白與抗體的概念及五類免疫球蛋白的特性。熟悉免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)、水解片段與功能；了解人工制備抗體的類型及臨床應(yīng)用。本章學(xué)習(xí)要求2當(dāng)前第2頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第一節(jié)概述

抗體：受抗原刺激后，由B淋巴細(xì)胞分化成的漿細(xì)胞產(chǎn)生的能與相應(yīng)抗原特異結(jié)合的免疫球蛋白。抗體主要存在于血清中，也見于其他體液和外分泌液中，故將抗體介導(dǎo)的免疫稱為體液免疫。一、抗體抗原B漿細(xì)胞抗體TT效應(yīng)淋巴細(xì)胞3當(dāng)前第3頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)1、Ab的發(fā)現(xiàn)：

1890年，Behring和北里在德國Koch實(shí)驗(yàn)室使用白喉脫毒外毒素注射馬，在馬血清中發(fā)現(xiàn)了一種能中和白喉外毒素的物質(zhì)，稱為“抗毒素”，并挽救了成千上萬的白喉患兒。60%死亡率降到26%。

醫(yī)學(xué)史上的一個(gè)重要里程碑，人類防治傳染病的重要方法———血清療法誕生了。獲1901年的第一屆諾貝爾獎(jiǎng)4當(dāng)前第4頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)2、證明是球蛋白證明：抗體是γ球蛋白；但γ球蛋白并非都具有抗體活性當(dāng)前第5頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。

與抗體概念的異同。二、免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）抗體：生物學(xué)功能免疫球蛋白：化學(xué)結(jié)構(gòu)

IgAb6當(dāng)前第6頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)免疫球蛋白存在形式分泌型（secretedimmunoglobulin,

sIg）

－抗體

膜型（membraneimmunoglobulin,

mIg）

－BCR(B細(xì)胞受體)

B7當(dāng)前第7頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第二節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)“Y”字型四肽鏈2條重鏈(heavychain,H)2條輕鏈(lightchain,L)二硫鍵連接抗體的基本功能單位8當(dāng)前第8頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)輕鏈（L)：約210個(gè)AA殘基，分子量約為25kD；

可分為和兩型

—IgG（IgG和IgG）—IgM

（IgM和IgM）—IgA

（IgA和IgA）—IgE

（IgE和IgE）—IgD（IgD和IgD）-S-S-S-SS-SNCLHHLN重鏈(H)：約450-550個(gè)氨基酸殘基，分子量約50-75kD重鏈分γ、α、μ、δ和ε鏈9當(dāng)前第9頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)二、可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)（variableregion,V區(qū)）：輕鏈和重鏈靠近N端的約110個(gè)氨基酸變化很大，稱為可變區(qū)，用VH和VL表示。恒定區(qū)（constantregion,C區(qū)）：免疫球蛋白輕鏈和重鏈中氨基酸序列較保守的區(qū)域。H鏈有一個(gè)VH及3~4個(gè)CH區(qū)。（其中IgM,IgE有CH4區(qū)）L鏈具有VL，CL兩個(gè)功能區(qū)。鉸鏈區(qū)：位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。10當(dāng)前第10頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

超變區(qū)：重鏈和輕鏈V區(qū)各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為超變區(qū)（hypervariableregion,HVR）或決定簇互補(bǔ)決定區(qū)（complementarydeterminingregion,CDR），分別為CDR1、CDR2和CDR3。6個(gè)CDR組成一個(gè)抗原結(jié)合部位。

骨架區(qū)：V區(qū)中，CDR以外區(qū)域的氨基酸組成和排列順序相對(duì)不易變化，稱為骨架區(qū)（frameworkregion,FR）?？勺儏^(qū)可變區(qū)：11當(dāng)前第11頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)超變區(qū)決定與抗原決定簇結(jié)合。骨架區(qū)主要穩(wěn)定超變區(qū)的空間構(gòu)型。12當(dāng)前第12頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)三、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域功能區(qū)：由重鏈和輕鏈經(jīng)鏈內(nèi)二硫鍵連接而成的球狀結(jié)構(gòu)，不連續(xù)，每個(gè)結(jié)構(gòu)域具有各自的功能。AgBinding抗原結(jié)合位點(diǎn)ComplementBindingSite補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)，活化補(bǔ)體PlacentalTransferIgG胎盤轉(zhuǎn)移BindingtoFcReceptorsFC段受體，親細(xì)胞活性同種異型抗原決定簇存在部位，遺傳標(biāo)志促進(jìn)可變區(qū)與抗原表位結(jié)合；暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)，活化補(bǔ)體13當(dāng)前第13頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)四、免疫球蛋白的其它成分1、連接鏈（JoinChain,J鏈)

連接多聚體Ig的蛋白質(zhì)，存在于SIgA和IgM。J鏈SIgA（分泌型IgA)J鏈IgM14當(dāng)前第14頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)2、分泌片（Secretorypiece,SP）

只存在于粘膜分泌型IgA中，由上皮細(xì)胞合成，防止蛋白酶對(duì)IgA的水解。SIgASP15當(dāng)前第15頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)五、免疫球蛋白的水解片段16當(dāng)前第16頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)水解酶作用位點(diǎn)水解片段及其功能

木瓜蛋白酶鉸鏈區(qū)重鏈間二硫鍵近N端（1）兩個(gè)相同的Fab段：可與抗原結(jié)合（2）一個(gè)Fc段：激活補(bǔ)體、結(jié)合細(xì)胞、通過胎盤胃蛋白酶鉸鏈區(qū)重鏈間二硫鍵近C端（1）一個(gè)具有雙價(jià)活性的F(ab’)2段：可同時(shí)結(jié)合兩個(gè)抗原表位（2）若干個(gè)小分子多肽碎片(pFc’)：無生物學(xué)作用IgG酶解后的比較17當(dāng)前第17頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第三節(jié)抗體的生物學(xué)功能18當(dāng)前第18頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)（一）

V區(qū)-----識(shí)別并特異性結(jié)合抗原

病毒毒素二聚體（SIgA）----4價(jià)單體分子（IgG，IgE）----2價(jià)五聚體（IgM）----5價(jià)意義：（1）中和效應(yīng)-----中和毒素和病毒19當(dāng)前第19頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)FabFc固定補(bǔ)體與Fc受體結(jié)合BFc受體Ig（2）與抗原結(jié)合----C區(qū)變構(gòu)，激活補(bǔ)體，與Fc受體結(jié)合，起多種效應(yīng)。20當(dāng)前第20頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

(二）激活補(bǔ)體----發(fā)揮溶解細(xì)胞等多種活性Ab（IgM、IgG）+Ag→

C1q→

補(bǔ)體經(jīng)典途徑

IgG4、IgA和IgE的凝聚物

→

補(bǔ)體旁路途徑

21當(dāng)前第21頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)發(fā)揮殺傷作用稱ADCC

激活NK細(xì)胞促進(jìn)吞噬稱調(diào)理作用

結(jié)合吞噬細(xì)胞3.超敏反應(yīng)：結(jié)合肥大細(xì)胞及嗜堿性粒細(xì)胞。（三）與Fc受體（FcR)結(jié)合----介導(dǎo)免疫細(xì)胞活性

體內(nèi)多種細(xì)胞具有Fc受體，如吞噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞、肥大細(xì)胞、粒細(xì)胞。1.ADCC(抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒)作用2.調(diào)理作用：促進(jìn)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等顆粒性抗原。22當(dāng)前第22頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)23當(dāng)前第23頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)24當(dāng)前第24頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)4、通過胎盤(IgG)和粘膜(IgA)

IgG是唯一可通過胎盤的抗體，在新生兒抗感染中有重要作用。

SIgA可通過分泌片介導(dǎo)穿越粘膜上皮細(xì)胞，在粘膜表面抗感染中起作用重要。25當(dāng)前第25頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)26當(dāng)前第26頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)與抗原作特異性結(jié)合激活補(bǔ)體結(jié)合細(xì)胞激活吞噬細(xì)胞：調(diào)理作用激活NK細(xì)胞：ADCC作用激活肥大細(xì)胞：超敏反應(yīng)穿過胎盤和粘膜V區(qū)活性C區(qū)活性抗體生物學(xué)活性總結(jié)與具有Fc受體的細(xì)胞結(jié)合27當(dāng)前第27頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第四節(jié)五類免疫球蛋白的特性與功能28當(dāng)前第28頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)29當(dāng)前第29頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)1、IgG1、單體分子；

2、四個(gè)亞類；

3、血清中含量最高(75%Ig)；

4、半衰期最長(21～23天)；30當(dāng)前第30頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)5、抗感染的主要抗體，具有抗菌、抗病毒、中和毒素急免疫調(diào)節(jié)作用，能激活補(bǔ)體。

6、再次應(yīng)答的主要抗體。7、唯一能通過胎盤的抗體（在新生兒抗感染中起重要作用）；31當(dāng)前第31頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)2、IgM3、在免疫應(yīng)答中產(chǎn)生最早。功能：理論上十價(jià)，但由于空間位阻，結(jié)合價(jià)為五價(jià)，但仍具最強(qiáng)的溶菌、激活補(bǔ)體、免疫調(diào)理作用。2、在個(gè)體發(fā)育中最早合成。4、占血清Ig含量的5～10%；1、五聚體，分子量最大(900kd)，又稱巨球蛋白）5、半衰期5天32當(dāng)前第32頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)3、IgA分兩型血清型：IgA1,單體。占血清Ig10-20%分泌型（SIgA）：

IgA2，二聚體；功能粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物黏附；聚合IgA激活補(bǔ)體替代途徑。

粘膜局部漿細(xì)胞合成；分泌片由粘膜上皮細(xì)胞合成；33當(dāng)前第33頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)sIgA的合成和主要作用部位在黏膜34當(dāng)前第34頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)4、IgD2、血清中含量極少,約占血清Ig的1%。4、B細(xì)胞成熟的表面標(biāo)志。3.存在形式：分泌型—

血清中，功能不清1、單體分子

膜結(jié)合型—B細(xì)胞表面。

意義：B細(xì)胞成熟的標(biāo)志。抗原受體，對(duì)B細(xì)胞活化、增殖和分化起調(diào)節(jié)作用；成熟B細(xì)胞可同時(shí)表達(dá)SmIgD和SmIgM。不成熟B細(xì)胞只表達(dá)SmIgM。35當(dāng)前第35頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)未成熟B細(xì)胞 成熟B細(xì)胞 活化或記憶B細(xì)胞mIgMmIgD36當(dāng)前第36頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)5、IgE1、單體分子4、具親細(xì)胞性（親細(xì)胞抗體）功能：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)2、血清中含量極微；3、呼吸道和消化道粘膜漿細(xì)胞產(chǎn)生。37當(dāng)前第37頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)IgGIgMIgA/SIgAIgDIgE存在形式單體五聚體單體/二聚體單體單體相對(duì)分子質(zhì)量(×1000)146970160/385184188血清中總Ig百分含量70~755~1015~20＜10.002半衰期235633出現(xiàn)時(shí)間出生后三個(gè)月出生前出生后四個(gè)月晚晚五大類免疫球蛋白特性比較（1）38當(dāng)前第38頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)IgGIgMIgAIgDIgE與補(bǔ)體結(jié)合能力√√中和作用√√√調(diào)理作用√ADCC√參與粘膜防御√能穿透胎盤√與細(xì)胞結(jié)合√√參與超敏反應(yīng)√√√五大類免疫球蛋白特性比較（2）39當(dāng)前第39頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)第五節(jié)人工制備抗體?

多克隆抗體（polyclonalantibody，PcAb）?

單克隆抗體（monoclonalantibody，McAb）

?

基因工程抗體（engineeringantibody）40當(dāng)前第40頁\共有45頁\編于星期五\21點(diǎn)

利用抗原免疫動(dòng)物