醫(yī)學(xué)免疫學(xué)-抗體

1、抗 體（Antibody, Ab）P29-39,第四章,《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》,主講：陸春雪,引 言,非典戰(zhàn)役中的英雄人物——姜素椿教授,引 言,,一、定義1、抗體（antibody, Ab）：B細(xì)胞或記憶B細(xì)胞增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。,概 述,,Emil von Behring (1845-1917),,19世紀(jì)80年代末即發(fā)現(xiàn)抗體，1937年，用電泳方法將血清蛋白分為白蛋白、α1、 α

2、2、β及γ球蛋白等組分，證實抗體活性主要存在于γ區(qū)，也可延伸到β區(qū)和α2 球蛋白區(qū) 。,2、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig): 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球 蛋白。,概念不同 Ab都是Ig，Ig不一定是Ab（Ig包含Ab） Ab是生物學(xué)功能上概念,Ig是化學(xué)結(jié)構(gòu)上概念,二、Ab與Ig的區(qū)別與聯(lián)系,概 述,第一節(jié) 抗體的結(jié)構(gòu),一、抗體的基本結(jié)構(gòu),抗體

3、分子的基本結(jié)構(gòu),四肽鏈結(jié)構(gòu): 兩條相同的重鏈（H鏈）和 兩條相同的輕鏈（L鏈） 以二硫鍵連接而成。,（一）重鏈和輕鏈,H鏈: 分子量約為50-75kD，450-550個氨基酸殘基L鏈: 分子量約為25kD，約214個氨基酸殘基,重鏈（H鏈）類與亞類,,IgA:αIgM:μIgE:εIgD:δIgG:γ,抗體結(jié)構(gòu)示意圖,類：重鏈抗原性的差異,

4、不同類的抗體分子，鏈內(nèi)二硫鍵的數(shù)目和位置、連接寡糖的數(shù)量、結(jié)構(gòu)域的數(shù)目及鉸鏈區(qū)的長度等均不完全相同。,亞類：H鏈鉸鏈區(qū)氨基酸的組成， H鏈二硫鍵的數(shù)目、位置,,IgG: IgG1~ IgG4IgA: IgA1、 IgA2,,Κ鏈λ鏈,輕鏈（L鏈）型與亞型,L鏈恒定區(qū)氨基酸,λ鏈恒定區(qū)個別氨基酸：λ1~ λ4,每類Ab的輕鏈都可以有Κ鏈和λ鏈兩型輕鏈的功能無差異不同種屬生物，兩型輕鏈的比例不同,A

5、b的重鏈和輕鏈都可折疊為數(shù)個球形結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域一般具有其相應(yīng)的功能。,（二）可變區(qū)和恒定區(qū),抗體的結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)）,,,可變區(qū) （ V區(qū)）：H鏈和L鏈靠近N端約110個氨基酸的序列變化很大，稱為可變區(qū)。,高變區(qū) （hypervariable region, HVR）,CDR共同組成Ig的Ag結(jié)合部位，決定著Ab的特異性，負(fù)責(zé)識別及結(jié)合Ag。,骨架區(qū) （framework region, FR）,恒定區(qū)（constant region

6、, C區(qū)）:H鏈和L鏈靠近C端的其余氨基酸數(shù)量、種類、排列順序相對穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)。,L鏈: VL，CL H鏈: IgG、IgA 、IgD: VH，CH1，CH2，CH3 IgM、IgE: VH，CH1，CH2，CH3， CH4,同一種屬的個體，所產(chǎn)生的針對不同Ag的同一類別的Ab，其免疫原性相同。,（三）鉸鏈區(qū)：位于CH1與CH2間，富含脯氨酸,易伸展彎曲，有利于Fab段同時結(jié)合兩個不

7、 同距離的抗原表位； 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解； 有利于Ab分子變構(gòu)，暴露其補(bǔ)體結(jié)合位點；五類Ab或亞類的鉸鏈區(qū)不盡相同 * IgG、IgA、 IgD有鉸鏈區(qū) * IgM和IgE無鉸鏈區(qū),,二、抗體的輔助成分,（一）J鏈 （joining chain）：漿細(xì)胞合成，將單體Ab分子連接成多聚體。（二）分泌片 （secretory piece,SP） * 保護(hù)sIgA的鉸鏈區(qū)免受蛋白水解酶降解；*

8、 介導(dǎo)IgA二聚體從黏膜下到黏膜表面的轉(zhuǎn)運,三、抗體分子的水解片段目的：研究Ab的結(jié)構(gòu)和功能 分離純化特定的Ab多肽片段木瓜蛋白酶（papain）水解 IgG 2個Fab段(fragment antigen binding,抗原結(jié)合片段) 1 個Fc段（fragment crystallizable,可結(jié)晶片段） 胃蛋白酶（pepsin）水解IgG 1個F( ab′)2

9、 pFc ′,抗體的水解片段,水解片段意義：* 闡明Ab分子生物學(xué)作用；* 用作生物制品：去掉Fc段，減少超敏反 應(yīng)發(fā)生。,第二節(jié) 抗體的多樣性與免疫原性,多樣性：自然界存在的抗原數(shù)目繁多，每一種抗原分子 的結(jié)構(gòu)又十分復(fù)雜，含有多種不同的抗原表位。理論上，每一種抗原表位可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種特異性抗體，以及針對同一抗原表位可產(chǎn)生不同類型的抗體。,Ab的免疫原性：Ab具有二重性，可以是抗體，也可以成為抗原，表現(xiàn)為三類不同的抗

10、原表位：(一）同種型：存在于同類抗體分子中的抗原表位，是同一種屬所有個體Ab分子共有的抗原特異性標(biāo)志，為種屬型標(biāo)志，存在于Ab C區(qū)。,張三的IgG,李四的IgG,,,C區(qū),張三IgG,,羊,羊抗張三IgG的抗體,所有人的IgG,,結(jié)合,,（二）同種異型：同一種屬不同個體間Ab 分子所具有的不同抗原特異性標(biāo)志，為個體型標(biāo)志。存在于Ab C區(qū)，由同一基因座的不同等位基因所編碼，均為共顯性。,張三的IgG,李四的IgG,,,（三）獨特

11、型（idiotype,Id)：同一種屬、同一個體來源的抗體分子，CDR區(qū)的氨基酸序列的不同，顯示不同的免疫原性，是每個Ab分子特有的抗原特異性標(biāo)志，其表位又稱為獨特位（idiotope)。存在于V區(qū)。 獨特型可刺激異種、同種異體以及自體產(chǎn)生相應(yīng)Ab,即抗獨特型抗體（AId或Ab2),同一個體內(nèi)，特異性不同的抗體，其V區(qū)抗原特異性不同,傷寒桿菌的抗體,痢疾桿菌的抗體,,,V區(qū),Ab2α、Ab2β負(fù)反饋調(diào)節(jié)Ab1; Ab1、Ab

12、3負(fù)反饋調(diào)節(jié)Ab2,第三節(jié) 抗體的功能,一、識別抗原：V區(qū)的功能,V區(qū)的CDR在識別和結(jié)合特異性抗原中起決定性作用,實際意義:*中和效應(yīng)： 中和毒素、病毒，阻止細(xì)菌吸附*啟動體液免疫應(yīng)答:BCR（mIgM、 mIgD）特 異性識別Ag分子*抗原與抗體的檢測:,二、激活補(bǔ)體： C區(qū)的功能,Ab(IgM、IgG1-3) 與 Ag結(jié)合 ? 構(gòu)型改變 ? 位于CH2/ CH3功能區(qū)的補(bǔ)體結(jié)合位點暴露? 激活補(bǔ)體經(jīng)典

13、途徑IgG4、IgA和IgE的凝聚物 ? 激活補(bǔ)體旁路 途徑,1、調(diào)理作用：IgG 與細(xì)菌等顆粒性抗原結(jié)合后，可通過其Fc段與巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng) FcγR結(jié)合，從而促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬作用。,三、結(jié)合Fc受體：C區(qū)功能,2、抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC) :IgG 與腫瘤或病毒感染的靶細(xì)胞結(jié)合后，可通過其Fc段與NK

14、細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng)FcγR結(jié)合，直接殺傷靶細(xì)胞。,IgE的Fc段可與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的高親和力IgE Fc受體（FcεR Ⅰ)結(jié)合，并使其致敏。若相同變應(yīng)原再次進(jìn)入機(jī)體與致敏靶細(xì)胞表面的特異性IgE結(jié)合，即可使之脫顆粒，釋放組胺等生物活性介質(zhì)，引起Ⅰ型超敏反應(yīng) 。,3、介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng),,四、穿過胎盤和黏膜：C區(qū)功能,穿過胎盤 ： IgG 意義：新生兒抗感染 穿過黏膜：sIgA 意義： 黏膜

15、局部抗感染,第四節(jié) 各類抗體的特性與功能,一、IgG單體分子，4個亞類；血清中含量最高,約占血清總Ig的75%;半衰期最長(20～23天），是再次應(yīng)答的主要抗體；也是抗感染的主要抗體；是唯一能通過胎盤的抗體；,與細(xì)胞表面FcR結(jié)合?調(diào)理作用、ADCC 能結(jié)合SPA ?純化抗體、免疫診斷 參與II、III型超敏反應(yīng),二、 IgM 1、占血清Ig含量的5～10%； 2、兩種形式存在 單體：mIgM表達(dá)于B細(xì)胞表面

16、，構(gòu)成BCR 分泌型：五聚體，分子量最大； 3、個體發(fā)育中最早合成和分泌的Ab； 4、IgM 不能通過胎盤 ? 臍帶血IgM升高提示胎兒有宮內(nèi)感染；,5、初次體液免疫應(yīng)答中最早出現(xiàn)的Ab ----早期抗感染; 6、半衰期: 5天 --- 血清中特異性IgM 增高提示 有近期感染； 7、激活補(bǔ)體能力強(qiáng)；8、自身抗體（如：類風(fēng)濕因子）、天然血型 Ab為IgM；,1.兩種類

17、型： 血清型 --- 單體，血清中； 分泌型 --- 二聚體，由J鏈連接，含上皮細(xì)胞 合成的SP,經(jīng)分泌性上皮細(xì)胞分泌 至外分泌液中； 2.占血清Ab含量的10～15%；,三、IgA,3.黏膜局部抗感染免疫的主要Ab：抗感染：阻止病原體黏附到細(xì)胞表面 中和毒素4.嬰幼兒從母體初乳中獲得sIgA,屬重要的 自然被動

18、免疫。,四、IgD 1.單體分子; 2.存在形式： 分泌型: 血清中，功能不清; 膜結(jié)合型: 構(gòu)成BCR,是B細(xì)胞發(fā)育成熟的 重要標(biāo)志。 未成熟B細(xì)胞:mIgM 成熟B細(xì)胞:mIgM + mIgD 3.占血清Ig含量的0.2%； 4.半衰期: 3天。,mIgM,mIgD,,成熟B細(xì)胞,未成熟B細(xì)胞

19、,五、IgE 1.單體分子； 2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)； 3.半衰期: 2天； 4.黏膜下淋巴組織中的漿細(xì)胞分泌； 5.親細(xì)胞抗體，介導(dǎo) I 型超敏反應(yīng)； 6.過敏性疾病和某些寄生蟲感染患者血清中 特異性IgE水平增高。,第五節(jié)　人工制備抗體,1、制備抗血清----多克隆抗體2、單克隆抗體技術(shù)3、基因工程抗體,1、含義：指由多個B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的針對抗

20、 原物質(zhì)中多種抗原表位的多種抗體混合物。 如:免疫血清（含多種特異性抗體）優(yōu)點：作用全面,來源廣泛，制備容易。缺點：特異性不高，易發(fā)生交叉反應(yīng)。,一、多克隆抗體,,二、單克隆抗體（monoclonal antibody, mAb）,針對單一抗原表位的特異性抗體。,定義：,雜交瘤細(xì)胞： 骨髓瘤細(xì)胞 --- 無限增殖； 免疫B細(xì)胞 --- 合成、分泌特異性抗體。 雜交瘤技術(shù) : HAT培養(yǎng)基---

21、次黃嘌呤(H) 氨基蝶呤(A) 胸腺嘧啶核苷(T),,每一個雜交瘤細(xì)胞由一個B細(xì)胞和一個骨髓瘤細(xì)胞融合而成,單克隆抗體的制備過程,抗原(多表位)免疫小鼠 骨髓瘤細(xì)胞培養(yǎng) 免疫脾細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞 細(xì)胞融合 HAT培養(yǎng)基 雜交瘤細(xì)胞的篩選與克隆化 mAb的大量制備,,

22、,,PEG,,,,優(yōu)點：結(jié)構(gòu)均一、純度高、特異性強(qiáng)、效價高、血清交叉反應(yīng)少或無 缺點：鼠源性對人具有較強(qiáng)的免疫原性，反復(fù)人體使用后可誘導(dǎo)產(chǎn)生人抗鼠的免疫應(yīng)答導(dǎo)致機(jī)體免疫損傷。,三、基因工程抗體(genetic engineering antibody) 原理：借助DNA重組和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，按人們的意愿在基因水平上對Ig分子進(jìn)行切割、拼接或修飾，重新組裝成新型抗體分子。,根本出發(fā)點：解決抗體的鼠源性問題優(yōu)點：

23、人源化或完全人源的抗體，均一性 強(qiáng)，可工業(yè)化生產(chǎn)；缺點：親和力弱，效價不高。,基因工程抗體,思考題 1、掌握抗體的結(jié)構(gòu)與功能。 2、比較并熟悉各類抗體的異同點。 3、簡述人工制備抗體的方法。,60,1. 木瓜蛋白酶水解IgG所獲片段中，能與抗原特異結(jié)合的是 A．Fab段 B．Fc段 C．F(ab)2 段

24、 D．pFc’段 E．以上均不對,2. Ab的絞鏈區(qū)位于 A．VL與CH1之間 B．VH與CH1之間 C．CH1與CH2之間 D．CH2與CH3之間 E．CH3與CH4之間,3.下列五類Ab的特性哪項是錯誤的 A．IgG是唯一通過胎盤的免疫球蛋白 B．SIgA多為雙聚體 C．IgM分

25、子量最大 D．免疫應(yīng)答過程中產(chǎn)生最早的是IgG E．正常血清中IgE含量最少,4．抗體的超變區(qū)位于 A. VH和CH B. VL和VH C. Fc段 D. VH和CL E. CL和CH,5．未成熟B淋巴細(xì)胞的mIg類別是 A. mIgM B. mIgG

26、 C. mIgE D. mIgA E. mIgD,6．關(guān)于IgE特性的描述，下列哪些是正確的 A. IgE在五類Ig中含量最低 B. IgE有CH4區(qū) C. IgE可介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng) D. IgE有親細(xì)胞性 E. IgE在種系發(fā)育過程中最早產(chǎn)生,1．血清中含量最高的Ab是 ，含量最低的Ab是 。2．在五類Ab

27、中，分子量最大的是 ；參與粘膜免疫的主要 是 。3．機(jī)體初次受微生物感染時，血清中最先增高的抗體是 。 4．用木瓜蛋白酶水解IgG，可得到兩個相同的 片段和 一個 片段。5．人工制備的抗體可分為多克隆抗體、 和 三類。6．

28、ABO天然血型抗體屬 類抗體。7．在五類Ab中，沒有絞鏈區(qū)的是 和 。8．發(fā)揮調(diào)理作用和ADCC作用的的Ab是 ， 介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)的Ab是 。9．根據(jù) 抗原特異性的不同將Ab分成五類， 根據(jù) 抗原特異性的不同將Ab分成兩