免疫学原理--抗体-课堂.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 抗 体,1,掌握 抗体和免疫球蛋白的概念、结构、类型和功能。,2,熟悉 各类免疫球蛋白的特性和功能；,3,了解免疫球蛋白的类别转换机制，免疫球蛋白的基因结构和基因重排。,抗体,(antibody,Ab),：,由抗原刺激而产生，并能与刺激其产生的抗原发生特异性结合的、具有免疫功能的糖蛋白。,抗体主要存在于血清蛋白的,-,球蛋白组分中，又称,免疫球蛋白,(,immunoglobulin,Ig,),。,第一节 抗体的分子结构,血清,(serum),：,血液或血浆凝固后析出的黄色液体；,抗血清,(antiserum),：,抗原免疫后的动物血清中含有大量能与相应抗原结合的抗体分子；,免疫球蛋白：,具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。,-,球蛋白部分为,IgG,-,球蛋白分别为,IgM,，,IgA,，,IgE,，,IgD,。,一、抗体与免疫球蛋白,血清蛋白电泳,二、抗体的基本结构,“,Y,”,型 四肽链,H(heavy chain),L(light chain),V,C,C,C,V(variable),C(constant),巯基乙醇,L,链：,可变区,V,：近,N,端一半的氨基酸,(100-110,个,),差异较大；,恒定区,C,：,C,端一半相当保守,H,链：,N,端,100-110,个氨基酸为,V,区；其余为,C,区。,二、抗体的基本结构,H,重链,（,5,种,:,、）,L,轻链,（,2,种,:,、,）,铰链区,(hinge region),十几个氨基酸组成,亲水性氨基酸（如脯氨酸）,非独立功能区,木瓜蛋白酶,(Papain),水解,(,将重链于近氨基端切断,),Fab,段,(,fragment antigen-,binding,，,抗原结合片段,),，可以与抗原结合，具有抗体的活性。,Fc,段,(,fragment crystalizable,，,低温下易于形成结晶片段,),，不能与抗原结合；,具有介导其他免疫细胞或免疫分子的效应；,对异源动物的免疫原性主要取决于,Fc,段。,胃蛋白酶,(Pepsin)(,将重链于近羧基端切断,),F,(,ab,),2,：可结合,2,个抗原表位,Fc,：无生物学活性,三、抗体类型,1.,同种型（,isotype,）,同一种属每一个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性，其抗原决定簇主要存在于,Ig,的,C,区。,类和亚类（根据,H,链,C,区氨基酸的组成和排列顺序,),IgG,IgA,IgM,IgD,IgE,IgG,：,IgG1,IgG2,IgG3,IgG4(,根据,不同,),IgA,：,IgA1,IgA2,（根据,不同）,类,亚类,型和亚型,(,根据,L,链,C,区氨基酸组成和排列顺序不同,),型,型,亚型,(,根据,链的差别,),：,OZ,(+)(,或,1),：第,190,位,(,亮氨酸,),OZ,(-)(,或,2),：第,190,位,(,精氨酸,),Kern,(,+,)(,或,3),：,第,154,位,(,甘氨酸,),Kern,(-)(,或,4),：,第,154,位,(,丝氨酸,),型,2.,同种异型（,allotype,）,同一种属不同个体之间免疫球蛋白具有的差异性，主要反映在分子的,CH,和,CL,上的一个或数个氨基酸的差异，它是由于不同个体的遗传基因决定的，故又称为,遗传标志。,Gm,因子,(,),：,Gm1,30,Am,因子,(,),：,A2m1,，,A2m2,Km,因子,(),：,Km1,，,Km2,，,Km3,3.,独特型（,idiotype,）,在同一个体内，不同,B,细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子,V,区以及,T,、,B,细胞表面抗原受体,V,区所具有的抗原特异性标志。,四、抗体的立体结构,一级结构：,H,链，,L,链，,V,区，,C,区；,110,左右氨基酸残基的重复结构域；,每隔,60,个氨基酸残基有两个链内二硫键连接。,免疫球蛋白（,IgG,）结构域,二级、三级结构：,片层和环状结构组成；,链经过环状区反向平行折叠，并与相邻的链通过氢键相连，形成反平行的,片层；,两个,片层结构通过疏水作用及二硫键的作用形成一个结构域。,免疫球蛋白,(IgG),的,折叠及三级结构,四级结构：,免疫球蛋白,(IgG),的分子模型,四级结构,五、其它成分,1.,连接链,(,joining chain,，,J,链,),：浆细胞合成的一条富含半胱氨酸的多肽链。,IgM,五聚体，,IgA,二聚体。,2.,分泌,成分,(,secret,o,ry,component,S,C),：,黏膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链，是分泌型,IgA,分子上的一个辅助成分，,SC,以非共价键形式结合到二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面。,SC,具有保护分泌型,IgA,的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用，并介导,IgA,二聚体向黏膜表面的转运。,2.,分泌,成分,(,secret,o,ry,component,S,C),：,黏膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链，是分泌型,IgA,分子上的一个辅助成分，,SC,以非共价键形式结合到二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面。,SC,具有保护分泌型,IgA,的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用，并介导,IgA,二聚体向黏膜表面的转运。,（,一）特异性结合抗原,超变区表位,静电力、氢键、范德华力,结合可逆,影响因素：,pH,、温度、电解质浓度,从空间上阻止病原体的黏附和感染,抗体与病原体结合时产生的凝集和沉,淀，有利于促吞噬细胞的吞噬作用,结合基础,意义,第二节 抗体的生物学活性,一、生物学活性,（二）,活,化,补体,Ab(,IgM,、,IgG,),+Ag,C1q,经典途径,活化,补体,IgG4,、,IgA,1,和,IgE,的凝聚物,旁路途径,活化,补体,（三）通过胎盘和粘膜,胎儿和新生儿抗感染免疫能力主要依赖来自 母体,IgG,。,分泌型,IgA,可通过呼吸道和消化道粘膜，是粘膜局部免疫的最主要因素。,介导,型超敏反应,：,IgE,诱导的细胞脱颗粒、释放组胺以及合成由细胞质来源的介质引起,型变态反应；,调理,吞噬,作用,(,opsonization,),：抗体、补体等调理素促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用；,发挥抗体依赖细胞介导的细胞毒作用,(antibody dependent cell-mediated cytotoxicity-,ADCC,),：,IgG+,靶细胞,Fc,R(NK,细胞,),杀伤,靶细胞。,（四）,结合Fc受体,机体内许多细胞表面具有不同类,Ig,的,Fc,受体，通过,Fc,受体与,Ig,的,Fc,结合，介导,Ig,参与的生理功能或病理损伤过程。,目前已鉴定明确的属于,CD,抗原的,Fc,受体有,FcR,，,Fc,R,，,Fc,R,。,二、抗体的,Fc,受体,FcR,：分布于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞，是,IgG(IgG1,和,IgG3),的高亲合力受体；,FcR,：分布广泛，以低亲和力结合免疫复合物和多聚形式的,IgG,；,FcR,：结合人,IgG1,、,IgG3,，为低亲和力受体。分布于巨噬细胞、,NK,细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的表面，与单体或免疫复合物形式的,IgG,结合，介导,NK,细胞的,ADCC,效应及巨噬细胞的捕获或清除等,(,一,)IgG,的,Fc,受体,(,二,)IgE,的,Fc,受体,FcR,：,结构：跨膜糖蛋白，胞膜外区属,Ig,超家族，,IgE,的高亲和力受体。,分布和功能：嗜碱性粒细胞和肥大细胞，介导,型速发型超敏反应。,FcR(CD23),：,结构：跨膜糖蛋白，低亲和力受体,属,C,型凝集素家族成员。,分布：成熟,B,细胞、活化巨噬细胞和树突状细胞等表面。,(,三,)IgA,的,Fc,受体,FcR(CD89),为跨膜糖蛋白，属,Ig,超家族成员。为中等亲和力受体，主要表达于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等，介导吞噬、,ADCC,以及炎症介质的释放。,(,四,)IgM,、,IgD,受体,IgM,受体主要表达于,B,细胞，二者共同表达于成熟,B,细胞。,FcR,、,FcR,和,FcR,结,构示意图,（一）概念,许多细胞膜表面和机体的某些蛋白分子，其多肽链折叠方式与,Ig,折叠相似，在,DNA,水平上和氨基酸序列上与,IgV,区或,Ig C,区有较高的同源性。编码这些多肽链的基因被称为免疫球蛋白基因超家族，基因表达产物称为免疫球蛋白超家族,(Immunoglobulin superfamily,IGSF),。,三、免疫球蛋白超家族,（二）组成,1.T,细胞、,B,细胞抗原识别受,体和信号传导分子,2.MHC,及相关分子,3.Ig,受体,4.,某些细胞因子受体,5.,神经系统功能相关分子,6.,部分白细胞分化抗原,(CD),IGSF,分子的结构示意图,一,、,IgG,1.,一般特性,(1),四个亚类：,IgG1,，,IgG2,，,IgG3,，,IgG4,；,(2),血清中含量最高,(75%,Ig,),；,(3),半衰期最长,(21,23,天,),；,(4),由脾和淋巴结中的浆细胞合成，,3,5,岁达成人水平,40,岁后逐渐下降；,第三节 各类免疫球蛋白的生物学特性,2.,生物学活性,机体主要的抗菌、抗病毒和抗毒素抗体，,也是机体再次免疫应答的主要抗体。,(1),通过胎盘（新生儿抗感染）；,(2),激活补体，,经典途径激活补体，与补体结合能力,IgG3IgG1IgG2,；,IgG4,的聚合物可经过旁路途径激活补体。,(3),调理作用,（,促进吞噬,）；,(4),介导,ADCC,（细胞毒作用）。,二,、,IgM,1.,五聚体，分子量最大,(900kd),，又称巨球蛋白；,二,、,IgM,1.,五聚体，分子量最大,(900kd),，又称巨球蛋白；,2.,人类发育过程中最早合成和分泌的,Ig,；,3.,体液免疫应答最先产生的,Ig,感染早期免疫。血清,中特异性,IgM,水平增高提示有近期感染，,有助于临,床早期诊断,；,4.,半衰期,5,天，占血清,Ig,含量的,5,10%,，几乎全部分,布于血液中，对防止菌血症的发生具有重要作用；,5.,具有较高的抗原结合价，明显的激活补体能力；,6.IgM,不能通过胎盘,脐带血或新生儿血清中,IgM,水平升高表明胎儿有宫内感染；,7.B,细胞膜,IgM(mIgM),体液免疫应答；,1.,两种类型,血清型：单体；,分泌型：二聚体,粘膜局部浆细胞合成；,分泌片由粘膜上皮细胞合成；,三、,IgA,1.,两种类型,2.,半衰期,6,天；,3.,占血清,Ig,含量的,5,15%,；,4.,分泌型,IgA,能阻止病原微生物对粘膜上皮细胞的黏附，具有抗菌、抗病毒和中和毒素等多种作用，是粘膜局部抗感染的重要免疫物质；,5.,新生儿可从母亲乳汁中获得分泌型,IgA,对婴儿抵抗呼吸道和消化道病原微生物的感染有重要意义。,血清型：单体；,分泌型：二聚体,粘膜局部浆细胞合成；,分泌片由粘膜上皮细胞合成；,三、,IgA,四、,IgD,1.,单体分子,2.,血清中功能不清；是,B,细胞成熟的重要标志；,作为,B,细胞表面的抗原受体，可接受相应抗原的刺,激；并对,B,细胞的活化、增殖和分化起调节作用；,3.,占血清,Ig,含量的,1%,；,4.,半衰期,3,天,五,、,IgE,1.,单体分子；,2.,血清中含量最低,(,占,Ig,的,0.002%),；,3.,种系进化中出现最晚；,4.,呼吸道和胃肠道等的固有层黏膜浆细胞产生；,5.,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；,6.,介导,型超敏反应；,IgG,IgM,IgA/SIgA,IgD,IgE,存在形式,单体,五聚体,单体,/,二聚体,单体,单体,相对分子质量,(1000),146,970,160/385,184,188,占血清,Ig,总量（,%,）,70,75,510,1520,1,0.002,半衰期（天）,23,5,6,3,3,开始合成时间,出生后,3,个月,胚胎,末期,出生后,4-6,个月,较晚,较晚,人类主要理化性质和生物学活性比较,IgG,IgM,IgA,IgD,IgE,与补体结合能力,中和作用,调理作用,ADCC,参与粘膜防御,能穿透胎盘,参与超敏反应,五大类免疫球蛋白特性比较（,2,）,第四节 免疫球蛋白的基因结构及其表达,一、免疫球蛋白的基因库,Ig,基因库,V,基因,D,基因库,J,基因,C,基因,H,链基因库（,IGH,）,VH1,VHn,D1,Dn,J1,Jn,CH1,CHn,链基因库,(IGK),V1,Vn,_,J1,Jn,C1,链基因库,(IGL),V1,Vn,_,J1,Jn,C1,Cn,免疫球蛋白基因组成,二、免疫球蛋白的基因结构及其重排和表达,免疫球蛋白基因结构,三、抗体多样性的遗传学基础,（,1,）胚系中众多的,V,、,D,、,J,基因片段；,（,2,）,V-D-J,和,V-J,重排时，基因片段进行随机组合；,（,3,）,V-D-J,连接过程中的核苷酸缺失和,N,区的核苷酸插入；,（,4,）,L,链、,H,链之间随机配对组合；,（,5,）体细胞突变。,四、免疫球蛋白的类转换（,class switch,）,定义：,Ig,类转换，又称同种型转换,(isotype switch),，是指,B,细胞在受抗原刺激后，首先合成,IgM,然后转为合成,IgG,等其它类别。,机制：,B,细胞,活化基因重排形成,V-D-J-C,合成,IgM,CD40/CD40L,信号及细胞因子作用,C,基因被替换成,C,、,C,、,C,等恒定区基因,合成具有相同抗原特异性的不同的,Ig,类和亚类。,类转换在抗原的诱导下，受,T,细胞分泌的细胞因子的调节。,一、多克隆抗体（,polyclonal antibody,，,PcAb,）,1.,定义：抗原分子通常具有多个抗原决定簇，动物免疫后可刺激多种具有相应抗原受体的,B,细胞发生免疫应答，因而可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体。这些由不同,B,细胞克隆产生的抗体称为多克隆抗体。,2.,特性,（,1,）异质性,（,2,）预防、治疗感染性疾病,（,3,）缺点：特异性差异，超敏反应,第五节 单克隆抗体和基因工程抗体,二、单克隆抗体,(monoclonal antibody,McAb),1.,定义：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、具有高度特异性的抗体。,2.,特点：每种单克隆抗体其类、亚类、型及亲和力完全相同，具有高度均一性。,骨髓瘤细胞,无限增殖；,免疫,B,细胞,合成、分泌特异性抗体。,杂交瘤细胞特性,三、基因工程抗体,基因工程抗体是通过,PCR,技术获得抗体基因或抗体基因片段，与适当载体重组后引入不同表达系统所产生的抗体，被广泛应用于疾病的临床诊断、预防和治疗及基础理论研究等领域。,人,-,鼠嵌合抗体,(chimeric antibody),；,人改型抗体,(reshaped humanized antibody),；,双特异性抗体,(bispecific antibody),；,小分子抗体等。,资料可以编辑修改使用,学习愉快！,课件仅供参考哦，,实际情况要实际分析哈！,感谢您的观看,