免疫球蛋白金伯泉.pptx

免免 疫疫 教教 研研 室室前言：抗体的概念前言：抗体的概念前言：抗体的概念前言：抗体的概念 免疫球蛋白的概念免疫球蛋白的概念免疫球蛋白的概念免疫球蛋白的概念（掌握）（掌握）（掌握）（掌握）第一节：免疫球蛋白分子的结构（掌握）第一节：免疫球蛋白分子的结构（掌握）第一节：免疫球蛋白分子的结构（掌握）第一节：免疫球蛋白分子的结构（掌握）第二节：免疫球蛋白分子的异质性（自学）第二节：免疫球蛋白分子的异质性（自学）第二节：免疫球蛋白分子的异质性（自学）第二节：免疫球蛋白分子的异质性（自学）第三节：免疫球蛋白的功能（掌握）第三节：免疫球蛋白的功能（掌握）第三节：免疫球蛋白的功能（掌握）第三节：免疫球蛋白的功能（掌握）第四节第四节第四节第四节:各类免疫球蛋白的特性和功能（熟悉）各类免疫球蛋白的特性和功能（熟悉）各类免疫球蛋白的特性和功能（熟悉）各类免疫球蛋白的特性和功能（熟悉）第五节：人工制备抗体（了解）第五节：人工制备抗体（了解）第五节：人工制备抗体（了解）第五节：人工制备抗体（了解）单克隆抗体及其制备原理单克隆抗体及其制备原理单克隆抗体及其制备原理单克隆抗体及其制备原理前前 言言1.抗体的发现：Bering 抗白喉毒素第一个抗体 2.2.抗体的概念抗体的概念 是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能与相应的抗原特异性结合，显示免疫功能3.抗体理化性质的研究过程抗体与球蛋白有关抗体就是球蛋白早期研究早期研究 其后，发现大部分抗体活性在球蛋白区，小部分在、球蛋白区抗体不是均质性球蛋白进一步研究进一步研究4.4.免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulinimmunoglobulin）19681968年将具有抗体活性或化学结构与抗年将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。体相似的球蛋白。抗体都是Ig，但Ig不一定都是抗体如：骨髓瘤、巨球蛋白血症分泌型膜型血液、组织液、外分泌液B细胞膜表面即BCRIgIg是化学结构概念，是化学结构概念，AbAb是生物学概念是生物学概念一、免疫球蛋白的基本结构二、免疫球蛋白的其他成分三、免疫球蛋白的水解片段第一节第一节 免疫球蛋白分子的结构免疫球蛋白分子的结构（Structure of Structure of ImmunoglobulinImmunoglobulin Molecules Molecules）一一 免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构 由两条相同的轻链（Light Chain）和两条相同的重链（Heavy chain）通过链间二硫键连结形成。四肽链结构四肽链结构1 1、重链和轻链、重链和轻链、重链和轻链、重链和轻链 IgIg的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（Heavy chain,HHeavy chain,H链）链）重链可分为重链可分为重链可分为重链可分为、链链链链 IgIg的两条短链称为轻链（的两条短链称为轻链（Light chain,LLight chain,L链）链）可分为可分为、型。每个型。每个IgIg分子的两条轻链完全相同。分子的两条轻链完全相同。IgM IgG IgA IgD IgE 2、可变区和恒定区、可变区和恒定区（1)可变区（可变区（variable region,V区区)）N端重链端重链1/4和轻链和轻链1/2 组成，组成，AA的种类、排列顺序与构型变化很大。的种类、排列顺序与构型变化很大。VL区存在区存在3个超变区（个超变区（hypervariable region,HVR13)VH有有4个超变区个超变区 超变区共同组成超变区共同组成Ig Ig 的抗原识别部位，形成与抗原的抗原识别部位，形成与抗原决定基互补的表位。超变区也称互补决定区（决定基互补的表位。超变区也称互补决定区（CD13)CD13)。4个骨架区（个骨架区（framework region,FR14).AA替换频率较低替换频率较低 的的部分。的的部分。（2）恒定区：）恒定区：C端重链端重链3/4和轻链和轻链1/2 组成，组成，AA的种类、排列的种类、排列顺序及构型相对稳定顺序及构型相对稳定3、铰链区：、铰链区：位于位于CH1和和CH2之间，含大量之间，含大量脯氨酸，富有弹性脯氨酸，富有弹性和伸展性。和伸展性。1.便于抗体更好地与抗原结合，又有利于暴露抗体分子的补体结合点;2.暴露出CH2区的补体结合位点，为补体经典激活途径提供条件。IgD的铰链区最易于降解 IgM/IgE无铰链区4 4、免疫球蛋白的功能区（结构域）免疫球蛋白的功能区（结构域）IgG,IgA,IgD:L chain:VL,CL H chain:VH,CH1,CH2,CH3IgM,IgE:L chain:VL,CL H chain:VH,CH1,CH2,CH3,CH4 IgIgIgIg分分分分子子子子通通通通过过过过链链链链内内内内二二二二硫硫硫硫键键键键折折折折叠叠叠叠成成成成若若若若干干干干个个个个能能能能行行行行使使使使特特特特定定定定功功功功能能能能的的的的球球球球形形形形单单单单位位位位，每每每每个个个个球球球球形形形形单单单单位位位位为为为为一一一一个个个个功能区（结构域）。功能区（结构域）。功能区（结构域）。功能区（结构域）。功能区的作用功能区的作用VL,VH:超变区，互补决定区（超变区，互补决定区（CDR):与抗原与抗原特异性结合部位特异性结合部位CL，CH1:同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记CH2,CH3(IgM):补体补体C1q结合点，激活补体结合点，激活补体IgG CH2:通过胎盘通过胎盘IgG CH3:与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、细胞、B细胞表面的细胞表面的Fc R结合。结合。IgE CH2和和CH3：与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞 表面的表面的IgE Fc结合结合（一）连接链（一）连接链（J J链）链）由浆细胞合成的一种糖蛋白。由浆细胞合成的一种糖蛋白。IgAIgA和和IgMIgM含有含有J J链链 可稳定可稳定IgIg多聚体的成份多聚体的成份（二）分泌片（二）分泌片 是分泌型是分泌型IgA(sIgAIgA(sIgA）的一个辅助成分，由的一个辅助成分，由粘膜上皮细胞合成和分泌。粘膜上皮细胞合成和分泌。保护保护sIgAsIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏的铰链区免受蛋白酶的水解破坏 介导介导IgAIgA二聚体的转运二聚体的转运二、免疫球蛋白的其他成分二、免疫球蛋白的其他成分三三 IgIg的酶解片断的酶解片断1 1、木瓜蛋白酶的水解片断、木瓜蛋白酶的水解片断 木木瓜瓜蛋蛋白白酶酶可可使使IgIg在在铰铰链链区区二二硫硫键键连连接接的的两两条重链的近条重链的近N N端处断裂，形成三个水解片段：端处断裂，形成三个水解片段：两两个个相相同同的的FabFab段段：为为抗抗原原结结合合片片断断，相相当当于于AbAb分分子子的的两两个个臂臂，每每个个FabFab段段由由一一条条完完整整的的轻轻链链和和重重链链的的VHVH和和CH1CH1功功能能区区组组成成。FabFab段段为为单单价价，与与AgAg结合后不能形成凝集反应或沉淀反应。结合后不能形成凝集反应或沉淀反应。一一个个FcFc段段：即即可可结结晶晶片片断断，相相当当于于IgIg的的CH2CH2和和CH3CH3功功能能区区，无无AgAg结结合合活活性性，但但具具有有多多种种生生物物学学活活性性是是AbAb分分子子与与效效应应分分子子和和细细胞胞相相互互作作用用的的部位。部位。2 2、胃蛋白酶的水解片段、胃蛋白酶的水解片段 胃胃蛋蛋白白酶酶可可使使IgIg在在重重链链铰铰链链区区近近C C端处断裂，形成两个水解片断：端处断裂，形成两个水解片断：F F（abab）2 2：AbAb分分子子的的两两个个臂臂仍仍由由二二硫硫键键连连接接，故故F F（abab）2 2段段为为双双价价，与与AgAg结结合合后后可可发发生生凝凝集集反反应应或或沉沉淀反应。淀反应。pFcpFc：为小分子多肽碎片，为小分子多肽碎片，无生物学活性。无生物学活性。第三节第三节 免疫球蛋白的生物学活性免疫球蛋白的生物学活性 特异结合相应抗原特异结合相应抗原 IgGIgG：二价二价 IgMIgM：五价五价 sIgAsIgA：四价四价 IgIg与与AgAg的结合具有高度特异性，必需是超变区与抗的结合具有高度特异性，必需是超变区与抗原的空间构象完全吻合。与抗原结合后，可介导体原的空间构象完全吻合。与抗原结合后，可介导体内的多种生理和病理效应（中和病毒、毒素，介导内的多种生理和病理效应（中和病毒、毒素，介导炎症反应），体外可产生凝集、沉淀现象用于检测炎症反应），体外可产生凝集、沉淀现象用于检测等等 AbAg 激活补体激活补体 当当IgG1-3IgG1-3和和IgMIgM类抗体与抗原类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，特异性结合后，其构型发生改变，暴露暴露IgGIgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3CH3功能域的功能域的补体结合位点，通过补体经典途径补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。激活补体。结合结合FcFc受体受体 主要通过主要通过IgG/IgE的的CH3/CH4功能域与位于功能域与位于不同细胞上的不同细胞上的Fc R/Fc R结合，介导不同的生结合，介导不同的生物学效应：物学效应：1)与单核巨噬细胞和中性粒细胞上的与单核巨噬细胞和中性粒细胞上的Fc R结结合合 介导调理吞噬作用；介导调理吞噬作用；2)与肥大和嗜碱性粒细胞上的与肥大和嗜碱性粒细胞上的Fc R结合介导结合介导I型超敏反应；型超敏反应；3)靶细胞上的抗原决定簇结合靶细胞上的抗原决定簇结合IgG的的Fab段，段，而抗体的而抗体的Fc段与段与NK细胞上的细胞上的Fc R结合，发挥结合，发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（Ab dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）。）。穿过胎盘穿过胎盘 IgG所独有，是婴儿获得天然所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要原因，主要借助胎被动免疫的主要原因，主要借助胎盘滋养层细胞表面的盘滋养层细胞表面的Fc R进行的。进行的。IgG穿过胎盘及SIgA经初乳传递给婴儿，是构成机体天然被动免疫的重要因素 第四节第四节 各类免疫球蛋白的特性及功能各类免疫球蛋白的特性及功能一、一、IgG1 1 单体形式存在于血清和其它体液中，结构式位单体形式存在于血清和其它体液中，结构式位 2 2 2 2或或 2 2 2 22 2 血清中含量最高，占血清血清中含量最高，占血清IgIg总量的总量的3/43/4，半衰期最长，半衰期最长3 3 结合补体，激活补体的传统途径结合补体，激活补体的传统途径4 4 穿过胎盘穿过胎盘 介导新生儿抗感染免疫介导新生儿抗感染免疫5 5 结合巨噬细胞、中性粒细胞、结合巨噬细胞、中性粒细胞、NKNK细胞，参与调理吞噬细胞，参与调理吞噬和和ADCCADCC效应效应6 6 与葡萄球菌与葡萄球菌A A蛋白（蛋白（SPASPA）结合，可以纯化抗体，也可结合，可以纯化抗体，也可以用于免疫诊断以用于免疫诊断7 7 抗感染的主要抗体。抗菌抗体、抗病毒抗体、抗毒素抗感染的主要抗体。抗菌抗体、抗病毒抗体、抗毒素抗体抗体二二 IgM 特点特点：1 五聚体形式存在于血液中，结构式为五聚体形式存在于血液中，结构式为（2 2）5J 或（或（2 2）5J 2 分子量最大，不能穿过血管壁和胎盘分子量最大，不能穿过血管壁和胎盘 3 个体发育中合成最早的个体发育中合成最早的Ig，脐带血中脐带血中IgM增多，提示增多，提示可能存在宫内感染可能存在宫内感染 4 机体感染后最早出现的机体感染后最早出现的Ig是是 IgM,半衰期短。半衰期短。5 天然的血型抗体、类风湿因子是天然的血型抗体、类风湿因子是IgM。6 B细胞表面的抗原受体为细胞表面的抗原受体为IgM单体单体 7 结合和激活补体的能力最强结合和激活补体的能力最强 8 调理吞噬和凝集作用比调理吞噬和凝集作用比IgG强强三三 IgA 特点特点1 分为两种类型：分为两种类型：血清型血清型IgA：单体存在于血清中单体存在于血清中 分泌型分泌型IgA（SIgA):含含J链和分泌片的二聚体组成，存在于链和分泌片的二聚体组成，存在于 胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中。胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中。结构式为：（结构式为：（2 2）JSP或（或（2 2）JSP2 SIgA是参与粘膜局部免疫的主要抗体是参与粘膜局部免疫的主要抗体 3 中和毒素、调理吞噬中和毒素、调理吞噬 四、四、IgEIgE特点：特点：1 1 种系进化中最晚出现的种系进化中最晚出现的IgIg，也是血清中含量最也是血清中含量最 低的低的IgIg2 2 单体形式存在，结构式为：单体形式存在，结构式为：2 2 2 2或或 2 2 2 23 3 结合肥大细胞和嗜碱性性粒细胞，参与结合肥大细胞和嗜碱性性粒细胞，参与I I型超敏型超敏 反应的发生反应的发生4 4 结合嗜酸性粒细胞，有效杀伤寄生虫结合嗜酸性粒细胞，有效杀伤寄生虫 五五 IgDIgD特点：特点：1 1 单体形式存在血清中，含量低，仅占血清总单体形式存在血清中，含量低，仅占血清总IgIg的的1%1%；2 2 分子结构类似于分子结构类似于IgGIgG，但不能通过胎盘，也不但不能通过胎盘，也不能激活补体；能激活补体；3 3 结构式为结构式为 2 2 2 2或或 2 2 2 24 4 表达在表达在B B细胞膜上的细胞膜上的smIgDsmIgD是成熟是成熟B B细胞的重要细胞的重要标志，参与标志，参与B B细胞的活化、增殖和分化；细胞的活化、增殖和分化；5 5 血清中的血清中的IgDIgD功能不清功能不清第一代：多克隆抗体第一代：多克隆抗体第二代：单克隆抗体第二代：单克隆抗体第三代：基因工程抗体第三代：基因工程抗体抗体技术的发展经历了三个阶段抗体技术的发展经历了三个阶段第五节第五节 人工制备抗体人工制备抗体一一多克隆抗体多克隆抗体 用抗原免疫动物后获得的免疫血清用抗原免疫动物后获得的免疫血清（抗血清）由不同克隆的（抗血清）由不同克隆的B B细胞针对不细胞针对不同抗原决定簇所产生。同抗原决定簇所产生。（polyclonal antibodies，pAb）多价抗原多价抗原一、多克隆抗体一、多克隆抗体二、二、单克隆抗体单克隆抗体 概念：概念：一个一个B B细胞针对一个抗原决定簇所产生的一种特异性细胞针对一个抗原决定簇所产生的一种特异性抗体，称为单克隆抗体抗体，称为单克隆抗体 特点特点 （1 1）结构高度均一，其抗原结合部位和同种型）结构高度均一，其抗原结合部位和同种型都相同都相同 （2 2）纯度高，特异性强，效价高，少或无血清）纯度高，特异性强，效价高，少或无血清交叉反应交叉反应缺点具有抗原性，可以诱导免疫应答如何克服鼠源性的不足？基因工程抗体DNA重组技术 鼠源的单克隆抗体不能直接用于临床治疗，目前只限于基础研究及体外诊断试剂。三、基因工程抗体（genetic engineering antibody 恒定区人源化人-鼠嵌合抗体 可变区人源化人改型抗体 双特异性抗体 小分子抗体 用抗体库技术进行人源抗体