免疫球蛋白免疫學(xué)概述免疫球蛋白是機(jī)體防御系統(tǒng)中的關(guān)鍵分子參與識(shí)別和中和病原體課程目標(biāo)和大綱知識(shí)目標(biāo)掌握免疫球蛋白結(jié)構(gòu)理解分類(lèi)與功能熟悉臨床應(yīng)用能力目標(biāo)分析免疫機(jī)制解釋疾病原理評(píng)估治療方案學(xué)習(xí)方法理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合案例分析第一章：免疫學(xué)基礎(chǔ)免疫系統(tǒng)概念機(jī)體識(shí)別和抵抗外源物質(zhì)的防御系統(tǒng)免疫學(xué)發(fā)展史從牛痘接種到分子免疫學(xué)研究方法形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)技術(shù)免疫學(xué)與遺傳學(xué)免疫系統(tǒng)的組成4中樞免疫器官骨髓與胸腺外周免疫器官淋巴結(jié)、脾臟、扁桃體免疫細(xì)胞淋巴細(xì)胞、吞噬細(xì)胞、輔助細(xì)胞免疫分子固有免疫和適應(yīng)性免疫固有免疫先天存在，非特異性防御物理屏障炎癥反應(yīng)吞噬作用自然殺傷細(xì)胞適應(yīng)性免疫后天獲得，特異性防御特異性識(shí)別免疫記憶體液免疫免疫細(xì)胞類(lèi)型T淋巴細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和直接殺傷B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的主要細(xì)胞巨噬細(xì)胞吞噬異物和抗原呈遞中性粒細(xì)胞第二章：免疫球蛋白概述歷史發(fā)現(xiàn)從血清學(xué)到分子生物學(xué)研究基本結(jié)構(gòu)Y型分子構(gòu)型基礎(chǔ)功能特異性識(shí)別和結(jié)合抗原多樣性機(jī)制基因重排與突變免疫球蛋白的定義概念界定由B細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白分子分子特征具有特異性抗原結(jié)合能力生物學(xué)屬性參與體液免疫應(yīng)答物理特性γ球蛋白電泳遷移率抗體與免疫球蛋白的關(guān)系抗體定義針對(duì)特定抗原產(chǎn)生的免疫球蛋白免疫球蛋白概念包含所有具有免疫球蛋白結(jié)構(gòu)的分子兩者關(guān)系所有抗體都是免疫球蛋白，但非所有免疫球蛋白都是抗體免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)1基本單位四肽鏈結(jié)構(gòu)鏈類(lèi)型兩條重鏈和兩條輕鏈連接方式二硫鍵連接形成Y型分子重鏈和輕鏈重鏈特點(diǎn)分子量50-70kD決定抗體類(lèi)別含有三至四個(gè)恒定區(qū)五種類(lèi)型：γ,μ,α,δ,ε輕鏈特點(diǎn)分子量23kD一個(gè)可變區(qū)和一個(gè)恒定區(qū)兩種類(lèi)型：κ,λ與抗原結(jié)合相關(guān)可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)(V區(qū))位于H鏈和L鏈的N端氨基酸序列高度多樣形成抗原結(jié)合位含超可變區(qū)(CDR)恒定區(qū)(C區(qū))位于H鏈和L鏈的C端氨基酸序列相對(duì)保守決定生物學(xué)功能與補(bǔ)體系統(tǒng)互作結(jié)構(gòu)意義功能分區(qū)明確支持識(shí)別多樣抗原維持相似效應(yīng)功能鉸鏈區(qū)的作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)位于重鏈Fab和Fc段之間的柔性區(qū)域提供靈活性允許兩個(gè)Fab段獨(dú)立移動(dòng)抵抗蛋白酶富含脯氨酸，抵抗蛋白酶水解輔助結(jié)合增強(qiáng)抗體與不同空間構(gòu)型抗原的結(jié)合能力第三章：免疫球蛋白的分類(lèi)5主要類(lèi)別IgG、IgM、IgA、IgD和IgE75%IgG占比血清中最豐富的抗體150kDa基本分子量單體形式的平均分子量IgG的特性和功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單體Y型分子，分子量約150kDa胎盤(pán)通過(guò)唯一能通過(guò)胎盤(pán)的抗體，提供新生兒保護(hù)補(bǔ)體激活有效激活經(jīng)典途徑補(bǔ)體系統(tǒng)亞類(lèi)分型四種亞類(lèi)：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4IgM的特性和功能五聚體結(jié)構(gòu)通常以五聚體形式存在，含J鏈初次免疫反應(yīng)初次免疫應(yīng)答中首先產(chǎn)生強(qiáng)凝集能力多價(jià)抗原結(jié)合位，高效凝集顆?？乖?補(bǔ)體激活最有效的補(bǔ)體經(jīng)典途徑激活者IgA的特性和功能體內(nèi)分布血清中主要為單體分泌型為二聚體含J鏈和分泌片粘膜表面最豐富保護(hù)功能防止病原體粘附中和毒素抵抗蛋白酶降解阻止微生物入侵IgD的特性和功能膜表達(dá)主要作為B細(xì)胞表面抗原受體成熟標(biāo)志標(biāo)志B細(xì)胞成熟狀態(tài)激活功能參與B細(xì)胞抗原識(shí)別和激活免疫調(diào)節(jié)可能激活嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞IgE的特性和功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含四個(gè)CH區(qū)，無(wú)鉸鏈區(qū)血清濃度血清中含量最低的抗體類(lèi)型過(guò)敏反應(yīng)介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)抗寄生蟲(chóng)參與對(duì)抗寄生蟲(chóng)感染的免疫應(yīng)答第四章：免疫球蛋白的功能區(qū)Fab段由VH、CH1和VL、CL組成包含抗原結(jié)合位決定抗體特異性Fc段由CH2和CH3組成介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)與補(bǔ)體和細(xì)胞表面受體結(jié)合鉸鏈區(qū)連接Fab和Fc提供空間靈活性含多個(gè)二硫鍵抗原結(jié)合位結(jié)構(gòu)組成由重鏈和輕鏈可變區(qū)形成的口袋狀結(jié)構(gòu)CDR區(qū)域含六個(gè)超可變區(qū)，決定抗原特異性結(jié)合方式非共價(jià)鍵作用：氫鍵、靜電力、疏水作用親和力抗原表位與抗體結(jié)合位的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)性決定親和力Fc段的功能受體結(jié)合與巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等表面Fc受體結(jié)合促進(jìn)吞噬增強(qiáng)抗原-抗體復(fù)合物的吞噬清除補(bǔ)體激活與C1q組分結(jié)合，啟動(dòng)經(jīng)典途徑跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)介導(dǎo)抗體通過(guò)某些生物屏障（如胎盤(pán)）補(bǔ)體結(jié)合位補(bǔ)體結(jié)合位位于CH2區(qū)域IgG和IgM可有效激活補(bǔ)體IgG亞類(lèi)中IgG3激活補(bǔ)體能力最強(qiáng)第五章：免疫球蛋白的生物學(xué)功能防御功能識(shí)別并清除異物調(diào)節(jié)功能維持免疫平衡靶向功能引導(dǎo)免疫效應(yīng)記憶功能支持二次免疫應(yīng)答中和作用抗原識(shí)別特異性結(jié)合病原體表面抗原阻斷功能覆蓋關(guān)鍵位點(diǎn)，阻止與宿主細(xì)胞結(jié)合聚集形成導(dǎo)致病原體凝集，降低感染力促進(jìn)清除增強(qiáng)免疫系統(tǒng)對(duì)病原體的清除調(diào)理作用抗原包被抗體覆蓋抗原表面受體識(shí)別吞噬細(xì)胞通過(guò)Fc受體識(shí)別復(fù)合物增強(qiáng)吞噬促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)復(fù)合物的攝取和處理激活補(bǔ)體系統(tǒng)1C1q結(jié)合C1q與抗原-抗體復(fù)合物中抗體Fc段結(jié)合2級(jí)聯(lián)激活啟動(dòng)補(bǔ)體系統(tǒng)經(jīng)典途徑級(jí)聯(lián)反應(yīng)3膜攻擊復(fù)合物形成MAC復(fù)合物，穿透靶細(xì)胞膜4溶解裂解導(dǎo)致靶細(xì)胞滲透壓失衡和細(xì)胞死亡抗體依賴(lài)性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）抗體結(jié)合抗體識(shí)別并結(jié)合靶細(xì)胞表面抗原效應(yīng)細(xì)胞招募NK細(xì)胞通過(guò)Fc受體識(shí)別抗體Fc段2釋放顆粒NK細(xì)胞釋放穿孔素和顆粒酶B3靶細(xì)胞死亡靶細(xì)胞發(fā)生凋亡或裂解第六章：免疫球蛋白的基因重排基因組織免疫球蛋白基因以片段形式存在2體細(xì)胞重組B細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中特定片段連接多樣性產(chǎn)生產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)種可能的抗體組合V(D)J重組概述~40V基因片段編碼可變區(qū)大部分~25D基因片段僅存在于重鏈~6J基因片段連接區(qū)域片段10^12潛在組合理論可能產(chǎn)生的抗體多樣性重鏈基因重排步驟一：D-J重組一個(gè)D片段與一個(gè)J片段連接步驟二：V-DJ重組一個(gè)V片段與已重組的DJ片段連接步驟三：RNA剪接將V(D)J與C區(qū)基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄后處理連接步驟四：蛋白翻譯成熟mRNA翻譯形成重鏈蛋白輕鏈基因重排κ輕鏈約40個(gè)Vκ基因5個(gè)Jκ基因無(wú)D片段單個(gè)Cκ基因先于λ鏈重排λ輕鏈約30個(gè)Vλ基因4個(gè)Jλ基因無(wú)D片段多個(gè)Cλ基因κ鏈重排失敗后進(jìn)行等位排斥1定義單個(gè)B細(xì)胞只表達(dá)一種特異性抗體重鏈等位排斥成功重排一條染色體后，抑制另一條染色體重排輕鏈等位排斥κ鏈或λ鏈只有一種被表達(dá)調(diào)控機(jī)制通過(guò)細(xì)胞信號(hào)和基因組穩(wěn)定性維持第七章：免疫球蛋白的多樣性基因組合V(D)J片段隨機(jī)組合連接多樣性片段連接處核苷酸添加或刪除體細(xì)胞突變抗原刺激后可變區(qū)高頻突變4鏈配對(duì)多樣性重鏈輕鏈隨機(jī)組合體細(xì)胞高頻突變發(fā)生階段B細(xì)胞活化后在生發(fā)中心抗原驅(qū)動(dòng)的過(guò)程主要針對(duì)可變區(qū)分子機(jī)制AID酶介導(dǎo)DNA脫氨基作用錯(cuò)誤修復(fù)引入突變生物學(xué)意義增強(qiáng)抗體親和力產(chǎn)生親和力成熟優(yōu)化抗原識(shí)別基因轉(zhuǎn)換供體序列來(lái)自假基因或未重排的V基因基因片段轉(zhuǎn)移將供體序列轉(zhuǎn)移到活性V基因同源重組修復(fù)通過(guò)DNA修復(fù)機(jī)制完成序列交換多樣性增加在某些物種(如鳥(niǎo)類(lèi))是主要多樣性機(jī)制類(lèi)別轉(zhuǎn)換誘導(dǎo)信號(hào)細(xì)胞因子和輔助T細(xì)胞信號(hào)1基因重組重鏈恒定區(qū)基因的選擇性表達(dá)2AID酶作用引發(fā)S區(qū)DNA雙鏈斷裂3亞類(lèi)轉(zhuǎn)變保持抗原特異性，改變生物學(xué)功能第八章：免疫球蛋白的合成和分泌前B細(xì)胞開(kāi)始重鏈基因重排早期B細(xì)胞表達(dá)μ重鏈與替代輕鏈未成熟B細(xì)胞完成輕鏈重排，表達(dá)IgM成熟B細(xì)胞同時(shí)表達(dá)IgM和IgD漿細(xì)胞高效分泌特定抗體B細(xì)胞分化過(guò)程骨髓階段基因重排，自身耐受建立2遷移循環(huán)成熟B細(xì)胞遷移至外周淋巴組織3抗原激活識(shí)別抗原，獲得T細(xì)胞輔助生發(fā)中心反應(yīng)克隆擴(kuò)增，親和力成熟，類(lèi)別轉(zhuǎn)換5分化終點(diǎn)形成漿細(xì)胞或記憶B細(xì)胞漿細(xì)胞的作用抗體工廠每秒可產(chǎn)生2000個(gè)抗體分子細(xì)胞結(jié)構(gòu)豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體生存時(shí)間短命(數(shù)日)至長(zhǎng)命(數(shù)年)漿細(xì)胞定居位置骨髓、脾臟和粘膜相關(guān)淋巴組織免疫球蛋白的分泌機(jī)制轉(zhuǎn)錄翻譯核內(nèi)mRNA合成，核糖體翻譯蛋白折疊內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中重鏈輕鏈組裝和折疊糖基化修飾高爾基體中進(jìn)行糖基化修飾分泌外排通過(guò)分泌泡將抗體釋放至細(xì)胞外第九章：免疫球蛋白與疾病12自身免疫性疾病自身抗體攻擊自身組織免疫缺陷病抗體產(chǎn)生不足或功能異常過(guò)敏反應(yīng)IgE介導(dǎo)的超敏反應(yīng)腫瘤性疾病B細(xì)胞惡性增殖性疾病自身免疫性疾病疾病機(jī)制自身抗體攻擊自身組織和器官自身抗原表位暴露分子模擬現(xiàn)象免疫耐受缺陷典型疾病常見(jiàn)的自身免疫性疾病例子系統(tǒng)性紅斑狼瘡(抗核抗體)類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(抗環(huán)瓜氨酸肽抗體)重癥肌無(wú)力(抗乙酰膽堿受體抗體)格雷夫斯病(抗TSH受體抗體)免疫缺陷病原發(fā)性缺陷X連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥IgA選擇性缺乏重癥聯(lián)合免疫缺陷病繼發(fā)性缺陷HIV感染/艾滋病惡性腫瘤患者免疫抑制藥物使用臨床表現(xiàn)反復(fù)感染機(jī)會(huì)性病原體感染疫苗反應(yīng)不良過(guò)敏反應(yīng)致敏階段初次接觸過(guò)敏原，產(chǎn)生IgE1IgE結(jié)合IgE結(jié)合肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面受體2過(guò)敏原再接觸過(guò)敏原交聯(lián)細(xì)胞表面IgE3細(xì)胞脫顆粒釋放組胺等炎癥介質(zhì)4過(guò)敏癥狀引起過(guò)敏性鼻炎、哮喘、蕁麻疹等癥狀5第十章：免疫球蛋白的臨床應(yīng)用診斷工具用于疾病檢測(cè)和監(jiān)測(cè)免疫治療被動(dòng)免疫和單抗藥物影像學(xué)標(biāo)記抗體用于分子成像生物研究用于蛋白定位和功能研究被動(dòng)免疫治療靜脈注射免疫球蛋白(IVIG)來(lái)源于血漿池含多種抗體特異性高純度IgG制品補(bǔ)充抗體功能適應(yīng)癥原發(fā)性免疫缺陷特定自身免疫疾病川崎病特異性感染免疫預(yù)防器官移植排斥反應(yīng)單克隆抗體技術(shù)動(dòng)物免疫注射特定抗原刺激B細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞融合B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤克隆篩選篩選產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞克隆大規(guī)模培養(yǎng)擴(kuò)增選定克隆，收集抗體純化處理去除培養(yǎng)基雜質(zhì)，獲得純抗體免疫球蛋白在診斷中的應(yīng)用免疫診斷領(lǐng)域應(yīng)用廣泛檢測(cè)病原體感染及自身抗體監(jiān)測(cè)免疫系統(tǒng)功能狀態(tài)第十一章：免疫球蛋白的檢測(cè)方法1920s電泳技術(shù)最早應(yīng)用于蛋白分離1960s放射免疫分析首批高靈敏度免疫測(cè)定1971ELISA開(kāi)發(fā)酶標(biāo)記替代放射性標(biāo)記1980s流式技術(shù)普及單細(xì)胞水平抗體檢測(cè)免疫電泳基本原理蛋白在電場(chǎng)中遷移，形成特征性條帶2分離方法根據(jù)分子量、電荷和形狀分離蛋白3免疫固定電泳特異性識(shí)別特定免疫球蛋白臨床應(yīng)用診斷多發(fā)性骨髓瘤和單克隆抗體病ELISA技術(shù)直接法抗原包被，檢測(cè)特異抗體間接法抗原包被，二級(jí)抗體檢測(cè)夾心法抗體包被，檢測(cè)特定抗原競(jìng)爭(zhēng)法樣品與標(biāo)記抗原競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合免疫熒光技術(shù)直接免疫熒光熒光素標(biāo)記一抗步驟簡(jiǎn)單信號(hào)較弱間接免疫熒光熒光素標(biāo)記二抗信號(hào)放大靈敏度高應(yīng)用范圍組織切片染色細(xì)胞熒光標(biāo)記自身抗體檢測(cè)流式細(xì)胞術(shù)樣品制備細(xì)胞懸液與熒光標(biāo)記抗體孵育1樣品注入單細(xì)胞流經(jīng)激光束信號(hào)檢測(cè)散射光和熒光信號(hào)采集數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行多參數(shù)分析第十二章：免疫球蛋白研究的新進(jìn)展基因工程抗體人源化、嵌合抗體和全人源抗體雙特異性抗體同時(shí)識(shí)別兩種抗原的抗體CAR-T療法利用抗體識(shí)別域?qū)騎細(xì)胞免疫檢查點(diǎn)抑制劑針對(duì)免疫抑制信號(hào)的抗體藥物基因工程抗體鼠源抗體首代單抗，免疫原性高嵌合抗體鼠源可變區(qū)，人源恒定區(qū)3人源化抗體僅CDR區(qū)為鼠源，框架區(qū)人源化全人源抗體通過(guò)噬菌體展示或轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)雙特異性抗體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)兩種不同抗原結(jié)合位的抗體分子橋接作用將兩種不同細(xì)胞或分子聯(lián)系在一起腫瘤治療同時(shí)結(jié)合T細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞分子設(shè)計(jì)串聯(lián)單鏈抗體或雙體抗體CAR-T細(xì)胞療法T細(xì)胞采集從患者