1、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,第一節(jié),免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),一. Ig 的基本結(jié)構(gòu) 1、重鏈和輕鏈,(1)重鏈 ( heavy chain, H ) 長 度 450550 aa 血清型 , , , , Ig 的類

2、( class ) 根據(jù)H鏈的抗原特異性Ig分為五類 IgG(), IgA(), IgM(), IgD(), IgE() 不同類重鏈的氨基酸殘基序列差異很大 例 人Ig 1鏈和鏈同源性為32%,(2) 輕鏈( light chain, L ) 長 度 214220 aa 分子量 2325 Kd 血清型(抗原特異性) :無亞型; :1 4亞型 人: 和同源性39%,2、可變區(qū)和恒定區(qū),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) ( Variable Regions,V ),高變區(qū) Hypervari

3、able (HVR) or CDR complimentarity determining regions,骨架區(qū) Framework regions(FR),例 針對不同抗原表位 IgG-V區(qū)氨基酸序列比較,HVR經(jīng)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, 稱為互補決定區(qū)(CDR),互補決定區(qū)(CDR),3、鉸鏈區(qū) ( hinge region ),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,J鏈是一條多肽鏈，富含半胱氨酸，由漿細胞合成，主要功能是將單體Ig連接為多聚體。 （5 IgM,2 IgA） 分

4、泌片：由黏膜上皮細胞合成和分泌，以非共價形式結(jié)合到二聚體上，保護IgA，使之不受環(huán)境中酶的破壞，并介導(dǎo)IgA的轉(zhuǎn)運,二、J鏈和分泌片,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（pF

5、c）,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、IgE 2.亞類： 3.型： 4.亞型：,雙重特性： 抗體活性 免疫原性（抗原物質(zhì)） 根據(jù)Ig不同抗原決定基存在的部位以及在異種、同種異體或自體中產(chǎn)生免疫的差別，可將Ig的抗原性分為同種型、同種異性和獨特性抗原決定基,二、免疫球蛋白的血清型,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，個體型標志： IgG (鏈 約30個Gm), IgA2 (2 鏈2個

6、Am) IgE (鏈1個Em), 鏈 ( 3個Km ) 可刺激同種或異種個體產(chǎn)生相應(yīng)抗體,獨特型( idiotype ) 抗原性因Ig分子而異 由V區(qū)表位決定 可刺激異種或同種個體、及自體產(chǎn)生抗獨特型抗體,第三節(jié),免疫球蛋白的功能,免疫球蛋白的主要功能 與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合 激活補體 與細胞表面Fc受體結(jié)合 通過胎盤和黏膜,1. Ig V 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,2)結(jié)合腔內(nèi)的氨基酸與抗原決定基的化學(xué)基團 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),2. Ig C區(qū)的功能 (1)

7、激活補體經(jīng)典途徑 ( IgG 和 IgM ) IgG與Ag結(jié)合后暴露CH2的補體結(jié)合位點并激活補體系統(tǒng),No activation,Activation,(2) 結(jié)合細胞(細胞親嗜性) 1. 免疫調(diào)理作用 結(jié)合巨噬細胞,2）抗體依賴性細胞介導(dǎo)的細胞毒作用( ADCC ) 結(jié)合自然殺傷細胞(natural killer cells ,NK),3） 介導(dǎo)型超敏反應(yīng)( IgE, IgG4 ) 結(jié)合肥大細胞與嗜堿性粒細胞,3 通過胎盤 ( IgG ) IgG-C2與胎盤的FcRn結(jié)合后進入子宮 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

8、，IgG分4個亞型,一、IgG,IgG1、IgG2和IgG3能通過經(jīng)典途徑激活補體 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（2023d） 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,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)合型表達于B細胞表面，構(gòu)成B細胞抗原

9、受體（BCR）,（二）IgM,為五聚體，是分子量最大的Ig，稱巨球蛋白。 IgM激活補體、結(jié)合抗原、免疫調(diào)理作用比IgG強 天然血型抗體是IgM,IgM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,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胞產(chǎn)生，為雙體

10、、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)IgA,J 鏈,分泌鏈,IgA dimer,IgA的特點,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體 參與型超敏反應(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細胞的重要表面標志 B細胞的分化過程中首先出現(xiàn)mIgM，mIgD的出現(xiàn)標志著B細胞成熟 對防止免疫耐受有一定作用,(四)IgD,血清中含量最低 可與肥大細胞、嗜堿性粒細胞上的高親和力

11、Fc受體（FcR）結(jié)合，引起型超敏反應(yīng) FcR分布于巨噬細胞、B細胞、嗜酸粒細胞,(五)IgE,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,Ag,IgGa,IgMa,IgAa,IgEa,IgGb,IgMb,IgAb,IgEb,IgEc,IgAc,IgMc,IgGc,V 區(qū) 相 同 ， C 區(qū) 不 同,Ea,Eb,Ec,多克隆抗體( pAb：polyclonal antibody ) 例 甲型副傷寒桿菌(PA)O-Ag 免疫家兔 激活多個B細胞克隆 O1 抗-O1 - IgG / IgM / IgA O2 抗-O2 - IgG /

12、 IgM / IgA O12 抗-O12-IgG / IgM / IgA,單克隆抗體 ( McAb：monoclonal antibody ) 是由1個B細胞克隆合成的、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,McAb,PcAb,低,差,無,高,強,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、標記的McAb用于基礎(chǔ)研究，了解細胞分化等,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 免疫小鼠脾細胞 ( HGPRT + Ig + ) HGPRT (次黃嘌呤-

13、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 - 細胞不能生長 PEG(聚乙二醇) 融合細胞,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, 精確殺傷腫瘤細胞 免疫功能監(jiān)測 CDn-McAb 監(jiān)測患者白細胞數(shù) 變化(如CD4+T / CD8+T) 用藥監(jiān)測

14、 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，IgY,1. 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( )