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第三章 体液中的免疫分子 (免疫球蛋白). 免疫球蛋白  抗体 / 免疫球蛋白的概念  免疫球蛋白的结构  免疫球蛋白的功能  各类免疫球蛋白的特性与功 能  人工制备的抗体.

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1 第三章 体液中的免疫分子 (免疫球蛋白)

2 免疫球蛋白  抗体 / 免疫球蛋白的概念  免疫球蛋白的结构  免疫球蛋白的功能  各类免疫球蛋白的特性与功 能  人工制备的抗体

3 一、免疫球蛋白的概念 Ab :是由 B 细胞受抗原刺激转化为浆细胞后 所产生,能与相应抗原特异性结合的糖蛋 白,称为抗体( antibody, Ab )。 Ig :把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。 可分为膜型和分泌型。

4 Ig 与 Ab 的关系 Ig 是化学结构的概念, Ab 是生物学功能的概念。 所有的 Ab 都是 Ig ,但 Ig 并非都有抗体活性。 Ig Ab

5 由两条相同的重链和两条相同 的轻链通过二硫键连接而成的 四肽链结构。 二、免疫球蛋白的结构

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7 Ig 的基本结构

8 1. 重链( heavy chain, H 链) : 根据氨基酸组成 及序列差异分为五类 : 重链类型 : g a d m e Ig : IgG IgA IgD IgM IgE 亚类:同一类 Ig 根据绞链区氨基酸组成、重 链二硫键数目和位置的差别,可分为亚类 ( IgG1 ~ 4 、 IgA1-2 )。 (一)重链与轻链

9 2. 轻链( light chain, L 链)  型:根据轻链恒定区免疫原性不同,分为  和 型。  亚型:根据 链个别氨基酸的差异,分为 1 ~ 4 。

10 1. 可变区( variable region , V 区):位于 Ig 分子 N 端,占 轻链 1/2 和重链 1/4 或 1/5 ; ( 二 ) 可变区和恒定区

11 高变区( hypervariable region, HVR ) 互补性决定区( complementarity-determining region, CDR ) 骨架区( framework region, FR )

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14 位于 Ig 分子的 C 端 占轻链 1/2 和重链 3/4 ( IgG 、 IgA 、 IgD )或 4/5 ( IgM 、 IgE )。 在同一种属中,同一类重 链和同一类轻链 C 区氨基 酸组成或排列比较恒定。 2. 恒定区 ( constant region,C 区 )

15 位于 CH1 和 CH2 之间 含丰富的脯氨酸,易伸 展弯曲 有利于 Ig V 区与抗原互 补性结合 有利于暴露补体结合位 点;对蛋白酶敏感。 ( 三 ) 绞链区

16 ( 四 ) 免疫球蛋白的功能域  轻链:两个结构域( VL,CL ) ;  重链: 4 个或 5 个结构域 IgG 、 IgA 、 IgD:VH 、 CH1 、 CH2 、 CH3 IgM 、 IgE:VH 、 CH1 、 CH2 、 CH3 、 CH4

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19 VH 和 VL VH 和 VL :与抗原特异性结合 CL 和 CH1 CL 和 CH1 :某些同种异型( allotype )遗 传标记; IgG 的 CH2 、 IgM 的 CH3 IgG 的 CH2 、 IgM 的 CH3 : C1q 结合位点, 可通过经典途径激活补体; IgG 的 CH2 IgG 的 CH2 :通过胎盘; CH3/CH4 CH3/CH4 :与不同细胞表面的 FcR 结合, 表现不同的生物学效应。

20 ( 一 ) J 链( joining chain ):富含半胱氨酸的多肽链, 由浆细胞合成。 功能:将单体 Ig 分子通过二硫键连接成多聚体。 ( 二 ) 分泌片( secretory piece, SP )或 分泌成分( SC ):由黏膜上皮细胞合成和分泌,以 非共价键形式结合于 IgA 二聚体。 主要功能:保护分泌型 IgA 的铰链区免受蛋白水解 酶的降解 免疫球蛋白的其它成分:

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24 三、 Ig 的水解片段

25 (一) Ig V 区的功能 VH 和 VL :与抗原特异性结合 (中和病毒、外毒素、介导抗原清除) 三、免疫球蛋白的功能

26 4、4、 1 、激活补体 IgM 、 IgG1~3  激活补体经典途径IgM 凝聚的 IgA 或 IgG4  激活补体替代途径 (二) Ig C 区的功能

27  调理作用( opsonization) : Ig Fc 段与 吞噬细胞表面 FcR 结合  促吞噬; 调理作用( opsonization)  抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) :ADCC  介导 I 型超敏反应 : IgE 2 、结合 Fc 受体

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29 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作 ( ADCC ) IgG 类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合,效应细胞( NK 细胞、巨噬细胞、中性粒细胞)借助所表达的 IgG FcR 与靶 细胞表面 IgG 的 Fc 段结合,从而直接杀伤靶细胞。

30 3 、穿过胎盘和粘膜 IgG 、 sIgA

31 抗体的功能抗体的功能

32 (一) IgG 1 、体液中含量最高 ( 总量 75 - 80 % ) ,半衰期 最长( 20 - 23 天); 2 、亲和力高,再次免疫应答主要抗体,抗 感染免疫的重要组分; 3 、唯一能通过胎盘的 Ig ,新生儿抗感染中发 挥重要作用 。 四、各类免疫球蛋白的 特性与功能

33  具有活化补体、调理作用、 ADCC 等作用。  某些自身抗体也属于 IgG ,如抗核抗体  引发Ⅱ / Ⅲ型超敏反应 IgG 功能

34 (二) IgM 1 、可分为膜型与分泌型。 SmIgM 表达于 B 细胞表面,构成 BCR. IgM 为五聚体,为分子量最大的 Ig. 2 、个体发育过程中最早合成与分泌的 抗体。(脐血中特异性 IgM 升高,提示 胎儿有宫内感染)

35 3 、是受抗原刺激后最早出现的抗体 (可用于感染的早期诊断) 4 、存在于血液中,结合抗原和补体 的能力强。 5 、天然血型抗体是 IgM 类抗体。

36 (三) IgA 分为两类 :血清中的单体 IgA 分泌型 IgA ( sIgA ) sIgA : 1 、存在于外分泌液中,婴幼儿从母 乳中可获得 sIgA 产生自然被动免疫 2 、参与黏膜局部抗感染、中和毒素 的局部免疫。

37 (四) IgD 分泌型 IgD 功能尚不明确 膜型 IgD 参与构成 BCR 未成熟 B 细胞 SmIgM 成熟 B 细胞 SmIgM 、 SmIgD 活化 / 记忆 B 细胞 SmIgM

38 (五) IgE  属亲细胞抗体,可与肥大细胞、嗜碱性 粒细胞表面 FcεR 结合,介导 I 型超敏反应;  是血清中含量最低的 Ig ;  主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细 胞产生。

39 五、人工制备的抗体  多克隆抗体  单克隆抗体  基因工程抗体

40 (一)多克隆抗体 ( polyclonal antibody , PcAb ) 用天然的抗原物质免疫动物,刺激多 个 B 细胞克隆所获得的免疫血清(含多 种特异性抗体)。

41 Hybridized cells 多克隆抗体制备流程

42 (二)单克隆抗体 ( monoclonal antibody , McAb )  是一个克隆细胞产生,只作用于一抗 原决定簇的均一抗体。  通过小鼠 B 细胞杂交瘤技术,制备的 高度均一(属同一类、亚类、型别)、 单一特异性(仅针对单一特定抗定抗 原表位)的抗体。  优点:高效价,可大量生产

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44 (三)基因工程抗体 ( gentic engineering antibody , GeAb ) 借助 DNA 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 Ig 进行切 割、拼接或修饰,重新组装成为新型抗 体分子。 如:嵌合抗体 重构抗体 单链抗体 重组噬菌体抗体

45 嵌合抗体 (Chimeric antibodies) 鼠 IgV 区基因 + 人 IgC 区基因 → 拼接成重组 Ig 基因 → 鼠 - 人嵌合抗体, 降低单抗中的鼠源蛋白的免疫原性, Mouse IgGHuman IgG Mouse- human chimeric IgG


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