医学免疫学-抗体.ppt

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1、抗 体（Antibody,Ab）P29-39,第四章,医学免疫学,主讲：陆春雪,引 言,非典战役中的英雄人物姜素椿教授,引 言,一、定义1、抗体（antibody,Ab）：B细胞或记忆B细胞增殖分化为浆细胞所产生的，能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。,概 述,Emil von Behring(1845-1917),19世纪80年代末即发现抗体，1937年，用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、1、2、及球蛋白等组分，证实抗体活性主要存在于区，也可延伸到区和2 球蛋白区。,2、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig):具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球 蛋白。,概念不同 Ab都是Ig，

2、Ig不一定是Ab（Ig包含Ab）Ab是生物学功能上概念,Ig是化学结构上概念,二、Ab与Ig的区别与联系,概 述,第一节 抗体的结构,一、抗体的基本结构,抗体分子的基本结构,四肽链结构:两条相同的重链（H链）和 两条相同的轻链（L链）以二硫键连接而成。,（一）重链和轻链,H链:分子量约为50-75kD，450-550个氨基酸残基L链:分子量约为25kD，约214个氨基酸残基,重链（H链）类与亚类,IgA:IgM:IgE:IgD:IgG:,抗体结构示意图,类：重链抗原性的差异,不同类的抗体分子，链内二硫键的数目和位置、连接寡糖的数量、结构域的数目及铰链区的长度等均不完全相同。,亚类：H链铰链区氨

3、基酸的组成，H链二硫键的数目、位置,IgG:IgG1 IgG4IgA:IgA1、IgA2,链链,轻链（L链）型与亚型,L链恒定区氨基酸,链恒定区个别氨基酸：1 4,每类Ab的轻链都可以有链和链两型轻链的功能无差异不同种属生物，两型轻链的比例不同,Ab的重链和轻链都可折叠为数个球形结构域，每个结构域一般具有其相应的功能。,（二）可变区和恒定区,抗体的结构域（功能区）,可变区（V区）：H链和L链靠近N端约110个氨基酸的序列变化很大，称为可变区。,高变区（hypervariable region,HVR）,CDR共同组成Ig的Ag结合部位，决定着Ab的特异性，负责识别及结合Ag。,骨架区（fram

4、ework region,FR）,恒定区（constant region,C区）:H链和L链靠近C端的其余氨基酸数量、种类、排列顺序相对稳定，称为恒定区。,L链:VL，CL H链:IgG、IgA、IgD:VH，CH1，CH2，CH3 IgM、IgE:VH，CH1，CH2，CH3，CH4,同一种属的个体，所产生的针对不同Ag的同一类别的Ab，其免疫原性相同。,（三）铰链区：位于CH1与CH2间，富含脯氨酸,易伸展弯曲，有利于Fab段同时结合两个不 同距离的抗原表位；易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解；有利于Ab分子变构，暴露其补体结合位点；五类Ab或亚类的铰链区不尽相同*IgG、IgA、IgD有铰链

5、区*IgM和IgE无铰链区,二、抗体的辅助成分,（一）J链（joining chain）：浆细胞合成，将单体Ab分子连接成多聚体。（二）分泌片（secretory piece,SP）*保护sIgA的铰链区免受蛋白水解酶降解；*介导IgA二聚体从黏膜下到黏膜表面的转运,三、抗体分子的水解片段目的：研究Ab的结构和功能 分离纯化特定的Ab多肽片段木瓜蛋白酶（papain）水解 IgG 2个Fab段(fragment antigen binding,抗原结合片段)1 个Fc段（fragment crystallizable,可结晶片段）胃蛋白酶（pepsin）水解IgG 1个F(ab)2 pFc,抗

6、体的水解片段,水解片段意义：*阐明Ab分子生物学作用；*用作生物制品：去掉Fc段，减少超敏反 应发生。,第二节 抗体的多样性与免疫原性,多样性：自然界存在的抗原数目繁多，每一种抗原分子 的结构又十分复杂，含有多种不同的抗原表位。理论上，每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体，以及针对同一抗原表位可产生不同类型的抗体。,Ab的免疫原性：Ab具有二重性，可以是抗体，也可以成为抗原，表现为三类不同的抗原表位：(一）同种型：存在于同类抗体分子中的抗原表位，是同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志，为种属型标志，存在于Ab C区。,张三的IgG,李四的IgG,C区,张三IgG,羊,羊抗张三IgG的

7、抗体,所有人的IgG,结合,（二）同种异型：同一种属不同个体间Ab 分子所具有的不同抗原特异性标志，为个体型标志。存在于Ab C区，由同一基因座的不同等位基因所编码，均为共显性。,张三的IgG,李四的IgG,（三）独特型（idiotype,Id)：同一种属、同一个体来源的抗体分子，CDR区的氨基酸序列的不同，显示不同的免疫原性，是每个Ab分子特有的抗原特异性标志，其表位又称为独特位（idiotope)。存在于V区。独特型可刺激异种、同种异体以及自体产生相应Ab,即抗独特型抗体（AId或Ab2),同一个体内，特异性不同的抗体，其V区抗原特异性不同,伤寒杆菌的抗体,痢疾杆菌的抗体,V区,Ab2、A

8、b2负反馈调节Ab1;Ab1、Ab3负反馈调节Ab2,第三节 抗体的功能,一、识别抗原：V区的功能,V区的CDR在识别和结合特异性抗原中起决定性作用,实际意义:*中和效应：中和毒素、病毒，阻止细菌吸附*启动体液免疫应答:BCR（mIgM、mIgD）特 异性识别Ag分子*抗原与抗体的检测:,二、激活补体：C区的功能,Ab(IgM、IgG1-3)与 Ag结合 构型改变 位于CH2/CH3功能区的补体结合位点暴露 激活补体经典途径IgG4、IgA和IgE的凝聚物 激活补体旁路 途径,1、调理作用：IgG 与细菌等颗粒性抗原结合后，可通过其Fc段与巨噬细胞和中性粒细胞表面相应 FcR结合，从而促进吞噬

9、细胞的吞噬作用。,三、结合Fc受体：C区功能,2、抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC):IgG 与肿瘤或病毒感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面相应FcR结合，直接杀伤靶细胞。,IgE的Fc段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE Fc受体（FcR)结合，并使其致敏。若相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面的特异性IgE结合，即可使之脱颗粒，释放组胺等生物活性介质，引起型超敏反应。,3、介导型超敏反应,四、穿过胎盘和黏膜：C区功能,穿过胎盘：IgG 意义：

10、新生儿抗感染 穿过黏膜：sIgA 意义：黏膜局部抗感染,第四节 各类抗体的特性与功能,一、IgG单体分子，4个亚类；血清中含量最高,约占血清总Ig的75%;半衰期最长(2023天），是再次应答的主要抗体；也是抗感染的主要抗体；是唯一能通过胎盘的抗体；,与细胞表面FcR结合调理作用、ADCC 能结合SPA 纯化抗体、免疫诊断 参与II、III型超敏反应,二、IgM 1、占血清Ig含量的510%；2、两种形式存在 单体：mIgM表达于B细胞表面，构成BCR 分泌型：五聚体，分子量最大；3、个体发育中最早合成和分泌的Ab；4、IgM 不能通过胎盘 脐带血IgM升高提示胎儿有宫内感染；,5、初次体液免

11、疫应答中最早出现的Ab-早期抗感染;6、半衰期:5天-血清中特异性IgM 增高提示 有近期感染；7、激活补体能力强；8、自身抗体（如：类风湿因子）、天然血型 Ab为IgM；,1.两种类型：血清型-单体，血清中；分泌型-二聚体，由J链连接，含上皮细胞 合成的SP,经分泌性上皮细胞分泌 至外分泌液中；2.占血清Ab含量的1015%；,三、IgA,3.黏膜局部抗感染免疫的主要Ab：抗感染：阻止病原体黏附到细胞表面 中和毒素4.婴幼儿从母体初乳中获得sIgA,属重要的 自然被动免疫。,四、IgD 1.单体分子;2.存在形式：分泌型:血清中，功能不清;膜结合型:构成BCR,是B细胞发育成熟的 重要标志。

12、未成熟B细胞:mIgM 成熟B细胞:mIgM+mIgD 3.占血清Ig含量的0.2%；4.半衰期:3天。,mIgM,mIgD,成熟B细胞,未成熟B细胞,五、IgE 1.单体分子；2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.半衰期:2天；4.黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌；5.亲细胞抗体，介导 I 型超敏反应；6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中 特异性IgE水平增高。,第五节人工制备抗体,1、制备抗血清-多克隆抗体2、单克隆抗体技术3、基因工程抗体,1、含义：指由多个B细胞克隆产生的针对抗 原物质中多种抗原表位的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）优点：作用全面,来源广泛，制

13、备容易。缺点：特异性不高，易发生交叉反应。,一、多克隆抗体,二、单克隆抗体（monoclonal antibody,mAb）,针对单一抗原表位的特异性抗体。,定义：,杂交瘤细胞：骨髓瘤细胞-无限增殖；免疫B细胞-合成、分泌特异性抗体。杂交瘤技术:HAT培养基-次黄嘌呤(H)氨基蝶呤(A)胸腺嘧啶核苷(T),每一个杂交瘤细胞由一个B细胞和一个骨髓瘤细胞融合而成,单克隆抗体的制备过程,抗原(多表位)免疫小鼠 骨髓瘤细胞培养 免疫脾细胞 骨髓瘤细胞 细胞融合 HAT培养基 杂交瘤细胞的筛选与克隆化 mAb的大量制备,PEG,优点：结构均一、纯度高、特异性强、效价高、血清交叉反应少或无 缺点：鼠源性对

14、人具有较强的免疫原性，反复人体使用后可诱导产生人抗鼠的免疫应答导致机体免疫损伤。,三、基因工程抗体(genetic engineering antibody)原理：借助DNA重组和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对Ig分子进行切割、拼接或修饰，重新组装成新型抗体分子。,根本出发点：解决抗体的鼠源性问题优点：人源化或完全人源的抗体，均一性 强，可工业化生产；缺点：亲和力弱，效价不高。,基因工程抗体,思考题 1、掌握抗体的结构与功能。2、比较并熟悉各类抗体的异同点。3、简述人工制备抗体的方法。,60,1.木瓜蛋白酶水解IgG所获片段中，能与抗原特异结合的是 AFab段 BFc段 CF(ab

15、)2 段 DpFc段 E以上均不对,2.Ab的绞链区位于 AVL与CH1之间 BVH与CH1之间 CCH1与CH2之间 DCH2与CH3之间 ECH3与CH4之间,3.下列五类Ab的特性哪项是错误的 AIgG是唯一通过胎盘的免疫球蛋白 BSIgA多为双聚体 CIgM分子量最大 D免疫应答过程中产生最早的是IgG E正常血清中IgE含量最少,4抗体的超变区位于 A.VH和CH B.VL和VH C.Fc段 D.VH和CL E.CL和CH,5未成熟B淋巴细胞的mIg类别是 A.mIgM B.mIgG C.mIgE D.mIgA E.mIgD,6关于IgE特性的描述，下列哪些是正确的 A.IgE在五类

16、Ig中含量最低 B.IgE有CH4区 C.IgE可介导型超敏反应 D.IgE有亲细胞性 E.IgE在种系发育过程中最早产生,1血清中含量最高的Ab是，含量最低的Ab是。2在五类Ab中，分子量最大的是；参与粘膜免疫的主要 是。3机体初次受微生物感染时，血清中最先增高的抗体是。4用木瓜蛋白酶水解IgG，可得到两个相同的 片段和 一个 片段。5人工制备的抗体可分为多克隆抗体、和 三类。6ABO天然血型抗体属 类抗体。7在五类Ab中，没有绞链区的是 和。8发挥调理作用和ADCC作用的的Ab是，介导型超敏反应的Ab是。9根据 抗原特异性的不同将Ab分成五类，根据 抗原特异性的不同将Ab分成两型。10Ab的轻链有两个结构域（功能区），即 和。,