医学免疫学(第八版)Ig-2016.ppt

教学目的教学目的n掌握掌握 免疫球蛋白、抗体的概念；免疫球蛋免疫球蛋白、抗体的概念；免疫球蛋白基本结构、功能区及水解片段；免疫球白基本结构、功能区及水解片段；免疫球蛋白的生物学活性蛋白的生物学活性n熟悉熟悉 五类免疫球蛋白的的特点；人工制备五类免疫球蛋白的的特点；人工制备抗体的类型及特点抗体的类型及特点n了解了解 抗体的抗体的异质性、异质性、血清型血清型医学免疫学医学免疫学医学免疫学医学免疫学本科本科本科本科内容提要内容提要n n概述概述n n免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构n n抗体的异质性抗体的异质性n n免疫球蛋白的生物学特性免疫球蛋白的生物学特性n n人工制备抗体人工制备抗体Emil von Behring(1845-1917)抗体（抗体（antibody，Ab）是介导体液免疫的重要是介导体液免疫的重要效应分子，是效应分子，是B细胞接受细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的具有与相应细胞所产生的具有与相应抗原发生特异性结合的糖抗原发生特异性结合的糖蛋白。蛋白。IgIg分泌型：分泌型：血清、分泌液等体液中，血清、分泌液等体液中，具有抗体的各种功能。具有抗体的各种功能。膜型：膜型：B B细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体mIgmIg。具有抗体活性或化学结构与抗体相似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。的球蛋白统称为免疫球蛋白。免疫球蛋白免疫球蛋白（immunoglobulin,Igimmunoglobulin,Ig）铰链区铰链区二硫二硫键键第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构（一）重链（一）重链 和轻链和轻链轻链轻链(L)(L)N NN NC C重链重链(H)(H)型型 型型 分子量约分子量约5075KD5075KD，450550450550个氨基酸残个氨基酸残基基 分子量约分子量约25KD25KD，214214个氨基酸残个氨基酸残基基IgGIgGIgEIgEIgDIgDIgMIgMIgAIgA (IgA1(IgA1、IgA2)IgA2)(IgG1IgG4)(IgG1IgG4)（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区V V区区C C区区V VL LV VHH超变区超变区 (HVR)(HVR)C CL LC CHH1 1 C CHH2 2C CHH3 3(三三)铰链区铰链区N NC C二、免疫球蛋白的功能区及功能二、免疫球蛋白的功能区及功能免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区nIg的的多多肽肽链链分分子子可可折折叠叠成成若若干干个个由由链链内内二二硫硫键键连连接接的的球球形形结结构构。每每个个球球形形结结构构约约由由110个个氨氨基基酸酸组组成成，具具有有一一定定的的生理功能，故称为生理功能，故称为功能区（功能区（domain）。nVH和和VL：与抗原特异性结合的部位；：与抗原特异性结合的部位；nCL和和CH1：某些同种异型（：某些同种异型（allotype）遗传标记；）遗传标记；nIgG的的CH2、IgM的的CH3：补体补体C1q结合点结合点 激活补体经典途径；激活补体经典途径；nIgG的的CH3：结合单核结合单核/巨噬细胞表面巨噬细胞表面FcR 不同生物学效应不同生物学效应三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶Fab FabF(ab),2pFc,Fc分泌型分泌型IgAIgAIgMIgM四、四、J J链和分泌片链和分泌片第二节第二节 抗体的异质性抗体的异质性n不同抗原表位刺激所产生不同的抗不同抗原表位刺激所产生不同的抗体分子，其识别抗原的特异性不同体分子，其识别抗原的特异性不同（V区不同）区不同）n同一抗原表位诱生的不同类型的抗同一抗原表位诱生的不同类型的抗体，其识别抗原的特异性相同（体，其识别抗原的特异性相同（C区区不同）不同）n免疫球蛋白有不同种类免疫球蛋白有不同种类n免疫球蛋白同时可作为抗原，其具免疫球蛋白同时可作为抗原，其具有不同的抗原特异性有不同的抗原特异性免疫球蛋白具有异质性免疫球蛋白具有异质性Ig的类型的类型n类（类（class）：根据：根据CH抗原特异性的不同分为五大类抗原特异性的不同分为五大类 IgG IgM IgA IgD IgEn 亚类亚类：IgG1-G4；IgA1-A2；IgM1-M2。n型（型（type）：根据：根据CL抗原性的不同分为两个型：抗原性的不同分为两个型：型和型和型型n亚型亚型：型有亚型型有亚型Ig的血清型的血清型n同种型（同种型（isotype）指同一种属所有个体的指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志，位于分子共有的抗原特异性标志，位于IgC区。区。n同种异型（同种异型（allotype）指同一种属不同个体间指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同的抗原特异性标志。分子所具有的不同的抗原特异性标志。n独特型（独特型（idiotype）指指同同一一个个体体不不同同B细细胞胞克克隆隆产产生生的的Ig分分子子所所特特有有的的抗抗原原特特异异性性标标志志，独独特特型型由由若干个抗原决定簇组成，又称为独特位若干个抗原决定簇组成，又称为独特位（idiotope），主要存在于，主要存在于V区。区。第三节第三节 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能（一）、特异性结合抗原。（一）、特异性结合抗原。（二）、激活补体。（二）、激活补体。（三）、结合细胞表面的（三）、结合细胞表面的FcFc受体。受体。（四）、穿过胎盘和粘膜。（四）、穿过胎盘和粘膜。（一）特异性结合抗原：（一）特异性结合抗原：例：例：中和细菌外毒素中和细菌外毒素IgGIgG外毒素外毒素组织细胞组织细胞毒性毒性基团基团受体结受体结合基团合基团Neutralization By Antiviral AntibodiesNeutralization By Antiviral Antibodies（二）激活补体：（二）激活补体：SRC1qSR*IgMIgM、IgGIgG*聚合聚合IgAIgAIgGIgG（三）结合细胞表面的（三）结合细胞表面的FcFc受体受体 1 1、调理作用：指抗体、调理作用：指抗体(IgG(IgG、IgA)IgA)、补体促进吞、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。细细菌菌细菌细菌溶酶体溶酶体吞噬细胞吞噬细胞细细菌菌靶细胞靶细胞NKNK2 2、ADCCADCC：即抗体依赖的细胞介导的细胞毒作：即抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。指表达用。指表达FcRFcR的细胞通过识别抗体的的细胞通过识别抗体的FcFc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。3 3、介导、介导型超敏反应型超敏反应（四）穿过胎盘和粘膜（四）穿过胎盘和粘膜五类五类Ig的特性和功能的特性和功能nIgGnIgMnIgAnIgDnIgEIgG的特性和功能的特性和功能n在在体体内内分分布布广广泛泛，是是血血清清中中的的主主要要抗抗体体成成分分（75-80%，10-13mg/ml）；半寿期长（）；半寿期长（20-23天）；天）；n出生后出生后3个月开始合成，个月开始合成，3-5岁接近成人水平；岁接近成人水平；n多多数数抗抗菌菌、抗抗病病毒毒、抗抗毒毒素素抗抗体体均均属属IgG类类；是是再再次次免免疫疫应应答的主要抗体；答的主要抗体；n是唯一能通过胎盘的是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能；，发挥自然被动免疫功能；n具有活化补体经典途径的能力（具有活化补体经典途径的能力（IgG3IgG1IgG2）；）；n具有调理作用、具有调理作用、ADCC作用和结合作用和结合SPA等；等；n参与参与型、型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgGIgM的特性和功能的特性和功能n为为五五聚聚体体，分分子子量量最最大大，称称为为巨巨球球蛋蛋白白（macroglobulin）；主要存在于血液中（主要存在于血液中（5-10%,1mg/ml），），半寿期半寿期约约10天）天）n个个体体发发育育中中最最先先出出现现的的Ig，胚胚胎胎晚晚期期即即能能产产生生，脐脐带带血血IgM增增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；n抗抗原原初初次次刺刺激激机机体体时时，是是体体内内最最先先产产生生的的Ig；血血清清IgM升升高高说说明有近期感染明有近期感染，可用于感染的早期诊断，可用于感染的早期诊断n有强大激活补体能力，在机体早期免疫防御中具有重要作用；有强大激活补体能力，在机体早期免疫防御中具有重要作用；n天然血型抗体是天然血型抗体是IgM；n未成熟未成熟B细胞仅表达细胞仅表达mIgM，记忆，记忆B细胞细胞mIgM消失。消失。IgA的特性和功能的特性和功能n分分为为单单体体的的血血清清型型（占占10-15%）和和二二聚聚体体的的分分泌泌型型IgA；合合成成率率最最高（高（65mg/kg/d）,半衰期仅有半衰期仅有6天天n分分泌泌型型IgA 主主要要由由黏黏膜膜相相关关淋淋巴巴组组织织产产生生，存存在在于于唾唾液液、泪泪液液、乳乳汁汁及及呼呼吸吸道道、消消化化道道、泌泌尿尿道道的的分分泌泌液液中中和和黏黏膜膜表表面面，是是机机体体黏黏膜膜局局部部抗感染免疫的重要因素。抗感染免疫的重要因素。n初乳中的初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用n调理吞噬、中和毒素调理吞噬、中和毒素IgD的特性和功能的特性和功能n血清中含量低（血清中含量低（0.2%），半寿期），半寿期很短约很短约3天天；其生物学作用尚不清楚其生物学作用尚不清楚nmIgD可作为可作为B细胞分化成熟标记，成熟细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达细胞同时表达mIgM和和mIgD，控制，控制B细细胞的活化与抑制，并与胞的活化与抑制，并与B细胞的耐受诱导有关，可能有免疫调节作用细胞的耐受诱导有关，可能有免疫调节作用mIgMmIgD成熟成熟B细胞细胞活化活化B细胞细胞未成熟未成熟B细胞细胞IgE的特性和功能的特性和功能n是血清中含量最低的是血清中含量最低的Ig（50ng/ml）；糖基化率最高（糖基化率最高（13%）n主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生n属属嗜嗜细细胞胞抗抗体体，可可与与肥肥大大细细胞胞、嗜嗜碱碱粒粒细细胞胞表表面面FcR结结合合，介导介导I型超敏反应型超敏反应，可能与机体抗寄生虫免疫有关，可能与机体抗寄生虫免疫有关。IgE-Directed Eosinophil Attack第四节 人工制备抗体n多克隆抗体多克隆抗体n单克隆抗体单克隆抗体n基因工程抗体基因工程抗体多克隆抗体多克隆抗体（polyclonal antibody）用含多种抗原决定簇的抗原物质免疫动物，刺激用含多种抗原决定簇的抗原物质免疫动物，刺激多个多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种抗体的混细胞克隆所获得的免疫血清（含多种抗体的混合物），此为多克隆抗体。合物），此为多克隆抗体。来源广泛，制备容易；特异性不高。来源广泛，制备容易；特异性不高。带有多个表位带有多个表位抗原抗原针对不同表位针对不同表位的的B细胞细胞克隆增殖克隆增殖多种抗体的混合物多种抗体的混合物（多克隆抗体）（多克隆抗体）刺激小鼠刺激小鼠单克隆抗体单克隆抗体monoclonal antibody,mAbn借助小鼠借助小鼠B B细胞杂交瘤细胞杂交瘤（hybridoma）技术，所制备的高技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗定抗对特定抗定抗 原表位）的抗体。原表位）的抗体。n纯度高、特异性强、可大量生产。纯度高、特异性强、可大量生产。单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备抗原抗原HATHAT培养基培养基瘤细胞瘤细胞B BB BB BB B瘤细胞瘤细胞瘤细胞瘤细胞瘤细胞瘤细胞脾细胞脾细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤杂交瘤细胞细胞杂交瘤杂交瘤细胞细胞杂交瘤杂交瘤细胞细胞筛选筛选培养培养增殖增殖单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体的临床应用单克隆抗体的临床应用n n传染性疾病病原体及肿瘤抗原的检测传染性疾病病原体及肿瘤抗原的检测n n各种细胞因子、激素、神经递质、细胞膜各种细胞因子、激素、神经递质、细胞膜分子及受体的检测分子及受体的检测n n肿瘤的体内定位诊断和导向治疗（生物导肿瘤的体内定位诊断和导向治疗（生物导弹）弹）n n治疗某种自身免疫病治疗某种自身免疫病n n抗抗T细胞单抗可用于抗移植排斥反应细胞单抗可用于抗移植排斥反应基因工程抗体基因工程抗体n又称重组抗体又称重组抗体 借助借助DNA重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对愿在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修筛，重新组装成进行切割、拼接或修筛，重新组装成为新型抗体分子为新型抗体分子n n基本类型基本类型 人人-鼠嵌合体（鼠嵌合体（chimeric Abchimeric Ab）改型抗体（改型抗体（reshape Abreshape Ab）人源化抗体（人源化抗体（humanized Abhumanized Ab）双特异性抗体（双特异性抗体（bispecific Abbispecific Ab）小分子抗体（小分子抗体（minimolecular Abminimolecular Ab）小小 结结 掌握免疫球蛋白的结构和主要生物学功能掌握免疫球蛋白的结构和主要生物学功能 熟悉五类免疫球蛋白的特性熟悉五类免疫球蛋白的特性 了解免疫球蛋白异质性了解免疫球蛋白异质性 掌握单克隆抗体概念和特点掌握单克隆抗体概念和特点 熟悉人工制备抗体的类型熟悉人工制备抗体的类型 思考题思考题1、名词解释：名词解释：AbAb、IgIg、单克隆抗体、单克隆抗体（mAbmAb）、）、HVRHVR、CDRCDR、调理作用、调理作用、ADCCADCC2 2、临床治疗应用抗体制剂的原理？、临床治疗应用抗体制剂的原理？3 3、五类免疫球蛋白的特性如何？、五类免疫球蛋白的特性如何？4 4、免疫球蛋白的水解片段？、免疫球蛋白的水解片段？5 5、IgGIgG的基本结构？的基本结构？6 6、免疫球蛋白的表位可分为哪几类？、免疫球蛋白的表位可分为哪几类？