抗体

nullnull抗体和免疫球蛋白Antibody, Ab Immunoglobulin , Ignull抗体：机体受到抗原物质刺激后，由B淋巴细胞转化为浆细胞产生的，能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。 免疫球蛋白（Ig)：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。 分泌型Ig（sIg）：存在血液和组织中，具有抗体各种免疫功能，由浆细胞产生。 模型Ig（mIg）：是B细胞表面的抗原受体，是由成熟B细胞产生免疫球蛋白。 稳定性：不耐热，60-70℃即被破坏，易降解，易变性null血清： 1.饱和硫酸胺沉淀---球蛋白（globulin) 抗体可以被沉淀，因而属于球蛋白； 2.电泳分为四个部分: 白蛋白(albumin)、 α-球蛋白、 β-球蛋白、 γ-球蛋白。 null(1)根据重链分类： 两条重链各由420-446个氨基酸残基组成，分子量约50-75KD。 根据重链靠近羧基末端氨基酸组成及排列顺序不同，将重链分为种：γ、α、μ、δ、ε 根据重链组成不同，将Ig分为五类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE (2)根据轻链分型： 由210-230个氨基酸残基组成，分子量约25kDa， 根据轻链分为κ、λ型 四肽链结构null可变区（variable region,V)：Ig轻链氨基末端（N端）的1/2，重链N端的1/4（λ、α、δ）或1/5（μ、ε）肽段，其氨基酸种类及排列顺序多变，故将此区称为可变区（V区）。 恒定区（constant region,C区）：轻链羧基末端（C端）1/2及重链C端3/4或4/5肽段，氨基酸组成和排列较恒定，称为恒定区。null轻链（L链） 轻链易变区（VL）—结合抗原 轻链恒定区（CL）—遗传标志 重链易变区（VH）—结合抗原 IgG、 重 IgA、 CH1—遗传标志 链 IgD 恒定区 CH2—结合补体、活化补体，通过胎盘 CH3—与细胞表面Fc受体结合 Ig的结构域或功能区（domain） 免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状球形结构。 Ig的H链、L链每隔110个氨基酸即由链内二硫键 连接形成一个能行使特定功能的球性单位。 轻链: VL，CL 重链: VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD)， CH4（IgM和IgE）nullL链V区的CDR： 24-34；50-56；90-102 H链V区的CDR： 31-37；51-68；95-111超变区（HV区）： 在V区中某些特定位置的氨基酸残基更加变化多端，因抗体特异性不同呈现极大的变异性，故称这些部位为超变区。它是抗体与抗原发生特异性结合的部位。超变区也叫互补决定区（complementarity determining region, CDR）。 IgV区的超变区、Ig与抗原结合的CDR区及Ig的独特型决定簇指的是Ig分子V区中的同一结构部分，所不同的是分别从其结构特点、功能及该区抗原性三个不同角度来表示的。 框架区（FR区）： Ig超变区之外的部位，其氨基酸序列、组成相对保守，也称为骨架区。稳定CDR结构，以利IgCDR与抗原决定簇精细特异地结合。null铰链区（Hinge Region) ：有利于与距离不同远近的抗原表位相结合。使补体结合点暴露，为活化补体创造条件。 J链是一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成，以二硫键的形式共价结合到Ig的重链上。参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5连接. 分泌片：由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到二聚体上，保护IgA，使之不受环境中酶的破坏，并介导IgA的转运null免疫球蛋白的水解片段null胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG： 得到一个具有双价活性的F（ab’）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc’）nullnull V区的功能 — 识别并特异性结合抗原 单体（IgG, IgE) — 2价 二聚体(分泌型IgA) — 4价 五聚体(IgM) — 10价 中和效应 — 中和毒素和病毒 与Ag结合 — 促吞噬细胞吞噬 抗体的结合价 实际意义抗体的功能nullC区的功能 1.激活补体系统 Ab(IgM、IgG) + Ag  C1q  补体经典途径 IgG4、IgA和 IgE的凝聚物  补体旁路途径 2.介导免疫细胞活性 (1)调理作用（opsonization）：IgG + 抗原(颗粒性)  FcγR（单核、巨噬细胞及中性粒细胞） 促吞噬细胞吞噬； (2)ADCC：IgG + 抗原(靶细胞)  Fc γR（NK 细胞） 杀伤靶细胞； (3)介导超敏反应：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型超敏反应。 3.穿越胎盘和粘膜nullnullAntibody-Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC) null1．IgG：（单体） （1）分4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 （2）血清含量最高（75%，主力免疫），分子量最小 （3）出生后3月开始合成，半衰期长21天左右 （4）唯一通过胎盘的Ig，新生儿抗感染中发挥重要作用新生儿抗感染中发挥重要作用 （5）丙种球蛋白的主要成分 （6）抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应各类免疫球蛋白的主要特性null2．IgM：（五聚体或单体） 五聚体IgM： （1）分子量最大，存在于血流中，抗败血症 （2）合成最早（先锋免疫）、半衰期短，用于早期诊断、产前诊断 （3）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用 （4）血型抗体主要为IgM （5）参与自身免疫、超敏反应单体IgM：SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志null3.IgA： 血清型IgA：单体，存在于血清中，免疫作用弱 分泌型IgA：双体、三体及多体 （1）存在于乳汁、唾液及外分泌液中，初乳中含有高浓度的sIgA----母乳喂养 （2）局部免疫、激活补体（替代途径）、ADCC null4．IgD： （1）血清含量低（1%） （2）为B细胞的分化受体， B细胞的分化过程中首先出现mIgM，mIgD的出现标志着B细胞成熟 （3）防止免疫耐受的发生 5．IgE： （1）正常时含量极低（0.002%） （2）可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体（FcεRⅠ）结合，引起Ⅰ型超敏反应。 （3）抗寄生虫感染有关null免疫球蛋白的抗原性：免疫球蛋白具有很好的抗原性。 免疫球蛋白分子抗原性具有3种不同类型的表位（决定簇）：同种型、同种异型、独特型。 免疫球蛋白抗原性null（1）同种型（isotype）指同种动物所有个体产生的Ig共有的抗原表位。是每个动物物种所特有，不同种动物之间则不同。 同种型Ig的抗原决定簇存在于CH、CL 据CH的不同，Ig分类、亚类 据CL的不同，Ig分型、亚型null同种型可分为： 1.类和亚类（根据H链的抗原性不同） IgG —γ(gamma) IgA — α(alpha) IgM — μ(mu) IgD — δ(delta) IgE — ε(epsilon) (1)类 (2)亚类IgG：IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA：IgA1, IgA2 IgM: IgM1, IgM2 根据ＣH二硫键的位置和数目等，分亚类。null 2.型和亚型(根据轻链C区抗原特异性不同分型) (1)型 κ(kappa)型 λ(lambda)型 (2)亚型(λ链)： OZ(+) (或λ1) ：第190位(亮氨酸) OZ(-) (或λ2) ：第190位(精氨酸) Kern(+)(或λ3) ：第154位(甘氨酸) Kern(-)(或λ4) ：第154位(丝氨酸)null同种型(isotyope)：（种属特异性） 同一种系所有个体的Ig都含有的抗原决定簇，但与其它物种的有差别。null在同一种系不同个体间，同类Ig也有特异性不同的抗原决定簇，这主要反应在Ig的CH和CL区上一个或数个aa的差异，因为Ig等位基因中某一碱基发生点突变所致。（2）同种异型：null同种异型(allotype）：(个体特异性，个体遗传标志） 同一个种属，不同个体同类免疫球蛋白分子CH或CL一个或几个氨基酸不同而表现出具有不相同的免疫原性null（3）独特型(idiotype，Id)为每一种特异性IgV区上的抗原特异性.独特型的抗原决定簇称为独特位(idiotope)。 独特型抗原决定簇主要由V区（VL、VH）超变区aa排列顺序所决定。 在同种异体以及自身体内诱导产生的针对Id的抗体，称为抗独特型抗体(Antiidiotype Antibody, AId).null免疫球蛋白的不同结构区其免疫原性不同： 同种型（isotype）：种属特异性标志 同种异型（allotype）：个体特异性标志 独特型（idiotope）：免疫调节网络① Ig基因结构特点① Ig基因结构特点Ig基因重排和表达 重链: 14号染色体重链: 14号染色体V区编码基因: VH (可变区) ----- 95 (50个功能基因) DH (多样性区) ----- 23 JH (连接区) ----- 6C区编码基因: ----- 11 (2个无效基因） CH (恒定区): Cμ, Cδ, Cγ1, Cγ2, Cγ3, Cγ4, Cε, Cα1, Cα2轻链(--2号染色体, --22染色体)轻链(--2号染色体, --22染色体) ： V, J，C --- 70 (40个功能基因），5，1 ： V, J , C  --- 60 (30个功能基因), 7，7（4个功能基因）null重链编码基因中, V、D、J基因片段编码可变区，C基因片段编码恒定区轻链编码基因中, V、J基因片段编码可变区，C基因片段编码恒定区null重链C区编码基因: ----- 11 (2个无效基因） CH (恒定区): Cμ, Cδ, Cγ1, Cγ2, Cγ3, Cγ4, Cε, Cα1, Cα2 ： V, J，C --- 70 (40个功能基因），5，1 ： V, J , C  --- 60 (30个功能基因), 7，7（4个功能基因）λ链编码基因还包括2个VpreB和3个IGLL，分别编码B细胞发育早期的非成熟型B细胞受体preBCR的组成成分VpreB（CD179a）和IgLL（CD179b，相当于小鼠的λ5）A. 重链: VDJ基因重排和C基因类别转换 A. 重链: VDJ基因重排和C基因类别转换 ② Ig基因重排过程B. 轻链V-J重排B. 轻链V-J重排③ Ig基因重排机制③ Ig基因重排机制重组酶RAG-1, 2: 特异性表达在早期T、B淋巴细胞 RSS (rearrangement signal sequence, 重排信号序列) 12/23原则 环出(looping out)RAG-1: recombination activating genes 1nullRSS: 7mer ----spacer------9mer RAG-1, RAG-2识别位点 7mer: CACAGTG 回文序列 9mer: ACAAAAACC 富含A Spacer: 间隔序列: 12mer 或 23mernull“12-23” 原则 --- 只有具有23mer RSS间隔序列的基因片段与12mer RSS间隔序列的基因片段之间可能发生重组 VDJ或VJ基因重排的分子基础RAGRAGnullL V1 V2 V3 V4 V5 Vn J1 J2 J3 J4 J5 J6C区RAG1/2RAG1/2C区连接酶L V1 V2J4 J5 J6L V1 V2J4 J5 J6Looping outA. 等位排斥(Allelic exclusion): 两条同源染色体上的两个等位基因只有一个能够表达。A. 等位排斥(Allelic exclusion): 两条同源染色体上的两个等位基因只有一个能够表达。④ Ig基因重排特点nullB. 同种型排斥（Isotypic exclusion）： 一个B细胞中，κ链基因和λ链基因两种基因中只有其中的一种能表达。B细胞骨髓外成熟的主要事件B细胞骨髓外成熟的主要事件1) 体细胞高频突变(somatic hypermutation,发生在成熟淋巴细胞)：亲和力成熟：在初次免疫应答后期和再次免疫应答，B细胞的轻链和重链V基因发生随机点突变，使得产生抗体的亲和力普遍提高的现象，称为抗体亲和力的成熟。null抗原 活化B细胞增殖 VDJ与其他C区基因重组 类别转换 IgM IgG, IgA, IgE 抗原 活化B细胞增殖 VDJ与其他C区基因重组 类别转换 IgM IgG, IgA, IgE 2)重链转类类别转换（class switching)：B细胞受抗原刺激后，最先总是产生IgM，然后再转成产生其他类别的Ig，这种现象称为Ig的类别转换。nullIgM 转换成IgG3IgM转换成IgA1Switch regionnull 类别转换发生在B细胞受抗原活化、与Th细胞相互作用的过程中 ---- 依赖于Th产生的细胞因子。nullIg（BCR或抗体）多样性产生机制T细胞多样性库（1015~1018）T cell repertoire B细胞多样性库（109~1012）B cell repertoire2. 连接多样性 V-J, V-DJ 或D-J连接过程中, 几个核苷酸的丢失或新核苷酸的插入增加Ig的多样性。重链多样性增加100 倍, 轻链增加30 倍.2. 连接多样性 V-J, V-DJ 或D-J连接过程中, 几个核苷酸的丢失或新核苷酸的插入增加Ig的多样性。重链多样性增加100 倍, 轻链增加30 倍.重组多样性 重链VDJ和轻链VJ基因片段随机重组 人类Ig: 50VH × 23DH × 6JH = 6900 V 40V × 5J =200 V 30V × 7J =210 V 6900 x 100 x 100 x 200 x 30 x 30 = nullnullTdT(末端脱氧核苷酸转移酶)Dt/A/C/GTPDt/A/C/GTPAGCTAGCTAG连接酶AGCTAGCTAG随机核苷酸加减新核苷酸插入：null多克隆抗体(polyclonal antibody，PcAb )：采用传统的免疫，将抗原物质经不同的途径进入动物体内，经数次免疫后采取动物血液，分离出血清，由此获得的抗血清即为多克隆抗体。用天然的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种特异性抗体）。 单克隆抗体(Monoclonal Antibody，McAb):由一个B细胞分化增殖的子代细胞产生的针对单一抗原决定簇的抗体，称单克隆抗体。 由一个B细胞克隆产生。 识别一种抗原表位。 高度均一（结构、特异性）。 杂交瘤技术制备。 基因工程抗体：利用基因工程技术来制备的抗体分子称为基因工程抗体，是分子水平的抗体。抗体的制备nullHybridized cellsnullnullDNA内源性途径(主要途径) 谷氨酰胺 or 单磷酸尿苷酸AHT次嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 ( HGPRT )胸腺嘧啶激酶 ( TK )外源性途径(旁路途径)次黄嘌呤（hypoxanthine，H）、氨甲蝶呤（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷（thymidine，T） nullHAT培养基筛选B淋巴细胞： HGPRT+， TK+骨髓瘤细胞： HGPRT-， TK-存活死亡null 鼠源性单克隆抗体将逐渐被人源化抗体所替代： 鼠源性单克隆抗体与人补体成分结合能力低，CDC作用相应较弱，对肿瘤细胞的杀伤能力较弱； 它与NK等免疫细胞表面Fc受体亲和力弱，介导的 ADCC作用较弱； 鼠源抗体在人血循环中的半衰期短，它发挥ADCC与CDC作用的时间较短； 鼠单克隆抗体具有免疫原性，宿主易产生抗抗体引起过敏反应。抗体人源化改造及人源抗体制备nullnull 人-鼠嵌合抗体：应用基因工程技术将小鼠单克隆抗体的恒定区用人源抗体恒定区代替而拼接成嵌合抗体。 改型抗体如CDR移植、SDR移植：用鼠单克隆抗体的CDR、SDR移植到人源抗体可变区，替代人源抗体CDR、SDR。 表面氨基酸残基人源化抗体人源化的主要技术null嵌合抗体、CDR移植抗体nullnullSDR人源化方法null鼠抗体（红）和人源化抗体（绿）Fv结构的叠合图表面氨基酸残基人源化null人源抗体制备技术 人х人杂交瘤技术 EB病毒转化技术 人源抗体库 噬菌体抗体库 合成抗体库 核糖体展示抗体库 转基因动物 null移植人免疫球蛋白的小鼠null提高抗体效应功能抗体药物的作用机理抗体药物的作用机理直接效应 诱导凋亡 抑制增殖 阻断生长因子或生长因子受体 干扰血管生成 间接效应 依赖补体的细胞毒（CDC） 依赖抗体的细胞毒（ADCC) 作为毒素、放射性同位素和细胞毒药物的载体 形成抗独特型抗体 通过双特异性抗体靶向效应细胞null抗体偶联细胞毒物质null抗体融合蛋白nullBsAbBsAb效应细胞靶细胞触发受体膜表面分子 NK细胞 CD16肿瘤细胞HER2/neu抗HER2/neu×抗CD16 BsAbBsAb（a)BsAb桥连效应细胞和靶细胞；(b)连接的触发分子启动细胞毒反应；(c) 效应细胞对靶细胞产生致死性杀伤反应。 细胞毒反应双特异性抗体作用原理HER2/neu (also known as ErbB-2) stands for "Human Epidermal growth factor Receptor 2" CD16 (FcRIII)