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1、2023/6/16,第二十四章 免疫球蛋白与抗体,2023/6/16,1、抗体(Ab)概念：是B细胞接受抗原刺激后，活化、增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原发生特异结合的免疫球蛋白。,Ag,存在部位：抗体主要存在于血清、组织液和其他外分泌液中。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。,2023/6/16,2、免疫球蛋白(Ig)概念 指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。存在形式分泌型（sIg）：抗体，分泌进入体液,介导体液免疫应答。膜型（mIg）：BCR（B细胞受体),(1)抗体是生物学功能上的概念；免疫球蛋白是化学结构的概念。(2)抗体都是免疫球蛋白，
2、免疫球蛋白并非都是抗体，它包括抗体球蛋白、异常免疫球蛋白等。,3、抗体与免疫球蛋白的关系：,2023/6/16,第一节 免疫球蛋白的分子结构,2023/6/16,一、免疫球蛋白的基本结构,四肽链结构：免疫球蛋白呈“Y”字型的四肽链，由2条相同长的重链（H链）和2条相同短的轻链（L链）通过链间二硫键连接而成，又称Ig分子的单体。,2023/6/16,免疫球蛋白分子的基本结构,两对,氨基酸端 N,羧基端 C,2023/6/16,根据H链恒定区氨基酸的组成和排列顺序的差异及其抗原特异性不同，分为、链，形成IgA、IgG、IgM、IgD和IgE。,1.H链,2023/6/16,根据L链的结构和抗原特异
3、性不同，可分为k链与链，组成的Ig分别称为k型Ig与型Ig。天然Ig分子中，重链同类，轻链同型。,2.L链,2023/6/16,以二硫键的形式共价结合到Ig的H链上，将单体Ig分子连接为多聚体。如，二聚体IgA和五聚体IgM。,3.连接链（J链）,2023/6/16,五类免疫球蛋白结构示意图,2023/6/16,是由黏膜上皮细胞分泌的一种含糖的多肽链，以非共价形式结合于IgA二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面，具有抵抗蛋白水解酶的作用，保护sIgA铰链区。,4.分泌片（SP）,2023/6/16,IgM和SIgA结构示意图,2023/6/16,黏膜sIgA的合成和作用部位,2023/6/16,可
4、变区（V）靠近N端H链约l/4或1/5和L链约1/2的氨基酸的种类、排列顺序与构型变化很大，称为H链和L链的可变区。V区为VH和VL。超变区（HVR）或称互补决定区（complementarity-determining region,CDR）每条链各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为超变区或互补决定区。,1.可变区（V区）,二、免疫球蛋白的分区,2023/6/16,或称CDR,2023/6/16,2023/6/16,Ig 的多肽链羧基端（C端），H链的3/4或4/5（IgE、IgM）和L链的1/2氨基酸的数量、种类、排列顺序、构型及含糖量均较稳定，称为恒定区（C区），分别称为CH
5、和CL。,2.恒定区（C区）,2023/6/16,位于CH1与CH2之间 富含脯氡酸，不易形成氢键且多二硫键，因此易伸展弯曲，有利于Ig分子变构与抗原决定簇结合。易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解。,3.铰链区,2023/6/16,免疫球蛋白的铰链区及其功能,三、免疫球蛋白的功能区,免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成几个由链内二硫键连接成的环状球形结构，这些球形结构称为免疫球蛋白的功能区。免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约110个氨基酸组成。,（1）重链功能区:IgG、IgA、IgD的重链有4个功能区，分别为VH、CH1、CH2、CH3；IgM和IgE有5个功能区，即比IgG等多一个CH4。（3）轻链只
6、有VL和CL两个功能区。,功能区示意图,以IgG为例，各功能区的功能如下：,1.VH和VL：识别、结合抗原的部位。2.CH1和CL：遗传标志所在。3.CH2：有补体结合点，参与活化补体。4.CH3：与抗体的亲细胞性有关，可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面的 Fc受体结合，引起超敏反应。,2023/6/16,1、木瓜蛋白酶水解片段：木瓜蛋白酶将Ig分子铰链区近N端的两条H链裂解：两个完全相同的抗原结合片段（Fab段）和一个可结晶片段（Fc段）,四、免疫球蛋白的水解片段,1、木瓜蛋白酶的水解作用,二个相同的单价抗原结合片段（Fab段）,一个可结晶片段（Fc段）,木瓜蛋白酶,水解,IgG,Fab段保留了
7、特异性结合抗原的功能。Fc段保留了同种异型抗原性和Ig相应功能区的生物学活性（是Ig 与免疫分子和效应细胞结合并作用的部位）。,在绞链区近N端切断重链,在绞链区近C端切断重链,2023/6/16,2、胃蛋白酶水解片段：胃蛋白酶将H链从链间二硫键近C端处切断，形成：1个能与抗原特异性结合的大片段F(ab)2 一些小分子多肽碎片pFc,1.有利于阐明Ig的结构及生物活性2.有利于生物制品的生产和纯化，避免超敏反应的发生。,2、胃蛋白酶的水解作用,胃蛋白酶,水解,一个与抗原双价结合的F（ab）2段,小分子多肽碎片（pFc）（无生物学活性）,IgG,在绞链区近N端切断重链,在绞链区近C端切断重链,20
8、23/6/16,一、IgG二、IgM三、IgA四、IgD五、IgE,第二节 各类Ig的特性和功能,2023/6/16,IgG主要由脾和淋巴结中的浆细胞合成，于出生后3个月开始合成，以单体形式存在于血液和细胞外液中，是血清和细胞外液中含量最高的Ig，人类IgG有IgG14四个亚类。,一、IgG,2023/6/16,(1)单体分子；(2)四个亚类；(3)血清中含量最高的Ig（75-80）；(4)半衰期最长（20-23天)；(5)出现晚,35岁达成人水平。,1.一般特性,2023/6/16,(1)唯一能透过胎盘的Ab（新生儿抗感染）；(2)再次体液免疫应答产生的主要Ab、抗感染Ab(具有抗菌、抗病毒
9、、抗毒素和免疫调理作用)；(2)激活补体（裂解细胞）；(3)调理作用（促进吞噬）；(4)介导ADCC（细胞毒作用）；(5)参与型、型超敏反应。,2.功能,2023/6/16,IgM主要是由脾脏和淋巴结中的浆细胞合成，分为两种：1、膜结合型：单体，以膜结合型表达于B细胞表面，是未成熟B细胞的标志，构成BCR。2、血清型：五聚体，天然ABO血型抗体，类风湿因子均为血清型IgM。,二、IgM,sIgM,五聚体的特性1、是分子量最大的，又称巨球蛋白。因不能通过血管壁，主要在血液中，可以抑制菌血症。2、合成：个体发育中最早合成，胎儿发育晚期即可合成（胎儿时期唯一能自己合成的）。母体的IgM不能通过胎盘，
10、所以新生儿脐带血中检出IgM提示胎儿曾有宫内感染。血清中IgM水平增高，提示有近期感染。3、IgM是免疫应答过程中最早出现的抗体，且半衰期较短（5天），检测IgM水平可用于传染疾病的早期诊断。4、天然的血型抗体。5、参与型、型超敏反应。,2023/6/16,血清型：单体,主要存在于血清中,占血清免疫球蛋白的10%-15%;分泌型：sIgA，二聚体,主要存在于消化道、生殖道和呼吸道黏膜及初乳、唾液和泪液中。,1.类型,三、IgA,2、SIgA的功能：（1）婴儿可以从母乳中获得抗感染所需的SIgA，因此应大力提倡母乳喂养。（2）是参与机体粘膜免疫的主要抗体，主要起局部感染作用,2023/6/16,
11、IgD主要由扁桃体和脾脏中的浆细胞产生，在个体发育中任何时间产生，以单体形式存在于血清中，含量很低（0.3%以下），表达在B细胞表面的mIgD是B细胞成熟的表面标志，又是B细胞的抗原识别受体（BCR）。,四、IgD,IgE又称亲细胞抗体，主要由鼻咽部、扁桃体、支气管、胃肠道等黏膜中的浆细胞产生，产生的部位与SIgA相似，是出现最晚的、含量最低的Ig，仅占血清Ig总量的0.02，介导型超敏反应。,2023/6/16,五、IgE,2023/6/16,一、结合抗原二、激活补体三、结合Fc受体四、穿过胎盘与黏膜,第三节 抗体的生物学作用,2023/6/16,Ig V区的功能是与相应抗原特异性结合，尤其
12、是CDR区与抗原决定簇必须吻合，二者的结合具有互补性、高度特异性。,一、结合抗原,2023/6/16,抗体的互补决定区与抗原表位结合示意图,2023/6/16,人IgGl3和IgM与相应抗原特异性结合后，结合Clq，通过经典途径激活补体系统。,二、激活补体,2023/6/16,Ig V区与相应抗原结合后，其Fc段与多种细胞表面的Fc受体（FcR）结合，激发多种不同的生物学效应。（1）调理作用（Opsonization）（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）（3）介导I型变态反应（4）结合细菌蛋白,三、结合Fc受体,2023/6/16,2023/6/16,抗体介导的调理作用,2023/
13、6/16,ADCC-指IgG类抗体与靶细胞（肿瘤细胞或病毒感染细胞）表面的抗原特异性结合后，再通过其 Fc段与效应细胞(NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞)的Fc受体结合，而直接杀伤被抗体捕获的靶细胞。,2023/6/16,NK细胞介导的ADCC作用,2023/6/16,2023/6/16,IgG是唯一能通过胎盘的Ig。使胎儿被动地获得免疫能力，同样也可诱发新生儿溶血病。,四、穿过胎盘与粘膜,2023/6/16,新生儿溶血症,2023/6/16,抗体的功能,2023/6/16,一、多克隆抗体二、单克隆抗体三、基因工程抗体,第四节 人工制备抗体的类型,2023/6/16,一、多克隆抗体,多克隆抗体：
14、指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）。（1）预防、治疗感染性疾病：破伤风抗毒素血清 抗破伤风，胎盘球蛋白 抗病毒感染等，副作用：超敏反应（2）临床诊断：肥达氏反应-伤寒、副伤寒缺点：特异性差。,实际意义,2023/6/16,单克隆抗体：是由单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的特异性抗体。特点：具有高度均一性。杂交瘤细胞：因：1、小鼠骨髓瘤细胞-无限增殖；2、小鼠免疫脾细胞B细胞-合成、分泌特异性抗体。故：采用杂交瘤技术培育特异性抗体。,二、单克隆抗体,实际意义,2023/6/16,三、基因工程抗体,基因工程抗体：利用基因重组技术制备的抗体称为基因工程抗体，也称第三代抗体原理：是在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，构成新的抗体分子。人-鼠嵌合抗体小分子抗体：Fab片段 Fc片段,列举,
