4免疫球蛋白

nullnullImmunoglobulin，Ignull l、掌握免疫球蛋白的结构和功能。 2、掌握五类免疫球蛋白的生物学功能． 3、熟悉单克隆抗体的制备方法和医学意义。[教学要求]null抗体是否等于免疫球蛋白？null抗体（antibody,Ab)——是B细胞在有效抗原刺激下分化为浆细胞，产生的具有与相应抗原能发生特异性结合的球蛋白，是介导体液免疫应答的重要效应分子。 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）——具有抗体功能或结构与抗体相同的蛋白分子 Ig≠Ab；Ab是功能描述，Ig是化学结构描述概 念null存在部位： 血清、其他体液或外分泌液中。 将抗体介导的免疫称为体液免疫。 将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。 电泳区带：大部分在γ区带，故曾有γ球蛋白（或丙种球蛋白）之称。null第一节 免疫球蛋白的结构第一节 免疫球蛋白的结构一、免疫球蛋白的基本结构null四肽链结构 所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构，即2H+2L。null(一)轻链与重链轻链和重链轻链和重链轻链（L链） κ链 λ链重链（H链）:根据其抗原性的差异，人类Ig的H链分为重链决定Ig类及亚类 链 链 链 链 链IgG IgA IgM IgD IgE正常人κ：λ≈2 ：1轻链决定型别 κ型 λ型null（二）可变区和恒定区 （Variable region and Constant region）（二）可变区和恒定区 （Variable region and Constant region）V区：VL、VH 可变区（V区）：氨基酸种类、排列顺序差异较大，构成抗体的多样性。恒定区（C区） 氨基酸种类、排列顺序恒定C区：CL、CH null “三明治样”立体结构 抗体分子的立体结构null高变区(hypervariable region，HVR)框架区(Framework,FR)nullCDR1(L)CDR2(L)CDR3(L)CDR2(H)CDR3(H)CDR1(H)抗原决定簇互补决定区与抗原决定簇的互补null高变区（三）铰链区 （hinge region）（三）铰链区 （hinge region） 位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，易发生伸展和一定程度的移动，便于抗体更好地与抗原结合;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。铰链区免疫球蛋白基本结构null免疫球蛋白的水解片段nullnull免疫球蛋白的辅助结构 J链（joining chain） 参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5连接 分泌片（secretory piece, SP） 粘膜上皮细胞分泌 保护 sIgA不被蛋白酶降解 介导IgA的转运J链和分泌片null单体、二聚体、五聚体null免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区功能区的作用功能区的作用V区C区VL+VH功能区： 抗原结合部位（2个）CH3功能区：是Ig与其Fc受体结合的部位(固定细胞）CL和CH 区：具有同种异型抗体的遗传标记。（2个）CH2区：IgG的补体结合点和通过胎盘的部位功能区(结构域）nullVL+VH功能区：抗原结合部位null IgG CH3区：可与单核-M细胞、B细胞、NK细胞、中性粒细胞上的IgG-Fc受体结合——调理吞噬、ADCC。IgG CH2区：补体结合点和通过胎盘的部位。nullnullnullFabFc固定补体结合细胞结合抗原null三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解裂解部位：铰链区二硫键N端侧裂解片段：2Fab+Fc Fab （fragment antigen binding） 可与抗原结合的片断 抗原结合价 = 1 结合抗原后不能形成凝集或沉淀反应 特异性由 VH 和 VL决定Fc段（ fragment crystallizable） 可结晶片段 多种生物 学功能木瓜蛋白酶水解IgGnull裂解部位：铰链区二硫键C端侧裂解片段 F(ab´)2+pFc ´胃蛋白酶水解F(ab ´)2 ：①具双价抗体活性 ②能形成凝集或沉淀反应 ③生物制品应用pFc ´：无生物学活性的小碎片。胃蛋白酶裂解IgG第二节 免疫球蛋白的异质性第二节 免疫球蛋白的异质性 异质性即：免疫球蛋白分子的不均一性（heterogeneity）null 1.不同抗原位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性不同，其重、轻链类型有差异； 2.不同抗原表位诱生的同一类型的Ig，其识别抗原的特异性不同； 3.同一抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性相同，但重、轻链类型不同。一、 Ig的多样性null二、Ig的血清型 1、同种型(isotype) 指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异性标志，主要存在于Ig的C区中。null注射破伤风抗毒素之前 需要先做皮试，为什么？抗毒素可以中和毒素抗毒素是动物血清，对人来说是抗原物质，重复注射会引起超敏反应胃蛋白酶水解片段（pFc´）抗原性消失应用何种酶水解抗毒素可以 防止超敏反应，为什么?紧急预防破伤风需要注射 破伤风抗毒素，为什么？null2、同种异型（allotype)同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标志）不同而表现的抗原性差异null3、独特型（idiotype)独特型是同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标志，由Ig超变区特有的氨基酸序列和构型所决定。 可变区、抗原结合部位、独特型抗原决定簇是同一物质在不同情况下的不同名字。nullnull第三节 免疫球蛋白的功能第三节 免疫球蛋白的功能（一）特异性结合抗原一、免疫球蛋白的主要功能null中和作用（二）激活补体经典途径（二）激活补体经典途径null激活补体经典途径，溶解抗原靶细胞null（三）☆结合细胞表面的Fc受体 调理作用、 发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（Ab dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC） ADCC作用 介导I型超敏反应、nullFc受体吞噬细胞抗体的免疫 调理作用抗体抗原null调理吞噬作用nullBACK免疫球蛋白的调理作用nullBACKADCC作用null抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用机制nullADCC 效 应nullADCCnullADCCnullIgE 介导的肥大细胞激活IgEFcR I肥大细胞过敏介质变应原nullI型超敏反应nullBACK结合细胞表面的Fc受体null（四）选择性转移： IgG 是唯一能穿过胎盘的免疫球蛋白 sIgA能穿过粘膜。 （五）免疫调节 null二、 各类免疫球蛋白的特性与功能 Properties of Antibody Classes and Subclasses二、 各类免疫球蛋白的特性与功能 Properties of Antibody Classes and Subclasses1.IgGnullIgG于出生后3个月开始合成 IgG多为单体，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量的75%～80% IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体 （一）、IgGnullIgG是唯一能通过胎盘的抗体 通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。 具有抗菌、抗毒和抗病毒作用 参与II、III型超敏反应 null为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。 IgM激活补体能力比IgG强 天然血型抗体是IgM IgM是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示该儿曾有宫内感染 （二）、IgMnullIgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。 也可参与II、III型超敏反应null分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。而分泌型IgA（SIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。 主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。 分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜（三）、IgAnullnullIgD是B细胞的重要表面标志 B细胞的分化过程中首先出现SmIgM，后来出现SmIgD，他的出现标志着B细胞成熟了。（四）、IgDnull又称亲细胞抗体 CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体结合，引起I型超敏反应 （五）、IgEnull不同类型免疫球蛋白的比较 IgM IgD IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA IgE 血清含量 （mg/dl） 150 4 900 300 100 50 210 0.003 血管外分布 +/— — +++ +++ +++ +++ ++ ++ 中和作用 + — ++ ++ ++ ++ ++ — 调理作用 — — +++ — ++ + + — 补体激活 ++++ — ++ + ++ — — — ADCC作用 — — ++ — ++ — — + 肥大细胞活化 — — — — — — — ++++ 穿越粘膜 + — — — — — +++ — 穿越胎盘 — — +++ +++ +++ +++ — — null 经过类别转换之后抗体的亲和力增高（亲和力成 熟）。 三、抗体类别转换（antibody class awitching） 抗体类别转换指B细胞接受抗原刺激后，所合成抗体可变区不变（即结合抗原的特异性相同），但其重链类别（恒定区）发生改变，即首先合成IgM，在多种因素影响下可转变为合成IgG、IgA或IgE等其他类别或亚类 Ig。7-5null抗体类别转换（antibody class awitching）抗体类别转换的主要机制是Ig恒定区基因重组或其重链mRNA的不同拼接。**细胞因子在抗体类型转变中的作用**细胞因子在抗体类型转变中的作用null 免疫应答的突变和类别转换 Maturation of the immune response and class-switchingcmcdcg3VJCg3DVJDPrimary transcriptV-D-JcmmRNAPrimary transcriptV-D-JCg3mRNACmCdLost genesIgMmaturationIgGnullnullnull膜型抗体分子 （Membrane bound antibody molecules）第四节 单克隆抗体第四节 单克隆抗体一、多克隆抗体 （Poly-clonal abtibody,PcAb)一、多克隆抗体 （Poly-clonal abtibody,PcAb) 多个抗原决定基——机体——多种抗体的混合物也称第一代人工抗体null产生多种针对不同表位的相应抗体 （多克隆抗体）诱发多个B细胞克隆活化机体 天然抗原 （多个抗原表位）问题：1.如果用单一抗原决定簇来免疫动物能得到单克隆抗体吗？为什么？ 2.多克隆抗体的详细机制是什么？null表位A表位B表位C抗原克隆A克隆B克隆Cnull二、单克隆抗体 （Mono-clonal antibody,McAb)二、单克隆抗体 （Mono-clonal antibody,McAb) 由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群称为克隆（clone）。 McAb通常是指由一株B淋巴细胞杂交瘤增生而成的单一细胞克隆所产生只针对某一特定的抗原决定基的抗体。又称第二代人工抗体。nullMcAb的制备原理： 单克隆杂交瘤细胞制备 nullnullnull单克隆和多克隆抗体的比较单克隆和多克隆抗体的比较特异性敏感性均一性McAbPcAb低差无高强有单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用1、用于免疫学检测，辅助临床诊断 2、McAb用于亲和层析，分离微量可溶性抗原 3、标记的McAb用于基础研究，了解细胞分化等 4、制备生物导弹用于肿瘤、移植等以及治疗自身免疫疾病.单克隆抗体的优缺点单克隆抗体的优缺点优点：结构高度均一，纯度高，特异性强，效价高，少或无血清交叉反应。 缺点：多为鼠源，有致过敏危险。null由基因重组技术制备的抗体称为基因抗体，也称第三代抗体。 目的：保留抗体的抗原结合能力、降低生产成本、易于大规模生产、减小鼠源性成份。 缺点：和抗原的亲和能力低 三、基因工程抗体nullnull复习题： 名词解释： Ig、Ab、HVR、McAb 简答题： 1、简述免疫球蛋白的结构 (基本结构、水解片断) 2、简述免疫球蛋白的功能 3、简述各类免疫球蛋白的特点和功能 4. McAb特点及其应用