免疫球蛋白與抗體

第三章免疫球蛋白與抗體張曉延病原生物與免疫學高職高專護理知識要點免疫球蛋白的分子結構各類免疫球蛋白的特性和功能抗體的生物學作用人工制備抗體的類型學習目標掌握免疫球蛋白與抗體的概念及五類免疫球蛋白的特性熟悉免疫球蛋白的結構、水解片段與功能了解人工制備抗體的類型及臨床應用。前言1890年德國學者Behrong和日本學者北里用白喉桿菌外毒素免疫動物，在其血清中發(fā)現(xiàn)一種能力和這種外毒素的組分稱為抗毒素。這是在血清中發(fā)現(xiàn)的第一種抗體?？贵w與免疫球蛋白的概念抗體(antibody，Ab)是B細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產(chǎn)生的一類能與相應抗原特異性結合的球蛋白。免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)

指具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。正常人血清蛋白電泳分離正常人血清電泳分離圖抗體（Ab）是指B細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產(chǎn)生的一類能與相應抗原特異結合的球蛋白。主要存在于血清等體液中，顯示免疫功能。免疫球蛋白（Ig）具有抗體活性或化學結構與抗體相似的的球蛋白。可分為分泌型（sIg）和膜型（mIg）?？贵w＝免疫球蛋白？區(qū)別？分泌型：Ab膜型：BCRIg第一節(jié)免疫球蛋白的分子結構一、免疫球蛋白的基本結構二、免疫球蛋白的結構域三、免疫球蛋白的水解片段一、免疫球蛋白的基本結構

免疫球蛋白呈“Y”字型的四肽鏈，由2條相同長的重鏈（H鏈）和2條相同短的輕鏈（L鏈）通過鏈間二硫鍵連接而成，又稱Ig分子的單體。免疫球蛋白分子的基本結構兩對

根據(jù)H鏈恒定區(qū)氨基酸的組成和排列順序的差異及其抗原特異性不同，分為α、γ、μ、δ、ε鏈，形成IgA、IgG、IgM、IgD和IgE。1.H鏈

根據(jù)L鏈的結構和抗原特異性不同，可分為k鏈與λ鏈，組成的Ig分別稱為k型Ig與λ型Ig。

天然Ig分子中，重鏈同類，輕鏈同型。2.L鏈

（1）類和亞類（根據(jù)H鏈的Ｃ區(qū)抗原性不同）

IgG—γ(gamma)IgA—α(alpha)IgM—μ(mu)IgD—δ(delta)IgE—ε(epsilon)

類IgG：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4IgA：IgA1、IgA2IgM:IgM1、IgM2亞類IgG1、IgG2、IgG3、IgG4結構示意圖（2）型和亞型(根據(jù)輕鏈C區(qū)抗原特異性不同分型)

(1)型κ(kappa)型

λ(lambda)型

(2)亞型五類免疫球蛋白結構示意圖

以二硫鍵的形式共價結合到Ig的H鏈上，將單體Ig分子連接為多聚體。如，二聚體IgA和五聚體IgM。

3.連接鏈（J鏈）

以非共價形式結合于IgA二聚體上，并一起被分泌到黏膜表面，具有抵抗蛋白水解酶的作用，并介導IgA的轉運。4.分泌片（SP）IgM和SIgA結構示意圖黏膜sIgA的合成和作用部位可變區(qū)（variableregion，V）——靠近N端H鏈約l/4或1/5和L鏈約1/2的氨基酸的種類、排列順序與構型變化很大，稱為H鏈和L鏈的可變區(qū)。V區(qū)為VH和VL。超變區(qū)（hypervariableregion,HVR）或稱互補決定區(qū)（complementarity-determiningregion,CDR）——每條鏈各有3個區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為超變區(qū)或互補決定區(qū)。骨架區(qū)（frameworkregion,FR）——V區(qū)的非HVR區(qū)變化較小，結構較穩(wěn)定，稱為骨架區(qū)。1.可變區(qū)二、免疫球蛋白的結構域免疫球蛋白的功能區(qū)超變區(qū)（HVR）輕鏈：24～34、

50～56、

89～97重鏈：31～35、

50～65、

95～102框架區(qū)（FR）G

表示相對保守的甘氨酸Ig的多肽鏈羧基端（C端），H鏈的3/4或4/5（IgE、IgM）和L鏈的1/2氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序、構型及含糖量均較穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)（C區(qū)），分別稱為CH和CL。2.恒定區(qū)

位于CH1與CH2之間富含脯氡酸，不易形成氫鍵且多二硫鍵，具有彈性、伸展性和可轉動性，有利于Ig分子變構與抗原決定簇結合。3.鉸鏈區(qū)免疫球蛋白的鉸鏈區(qū)及其功能(1)木瓜蛋白酶水解片段：木瓜蛋白酶將Ig分子鉸鏈區(qū)近N端的兩條H鏈裂解為兩個完全相同的抗原結合片段（Fab段）和一個可結晶片段（Fc段）。(2)胃蛋白酶水解片段：胃蛋白酶將H鏈從鏈間二硫鍵近C端處切斷，形成1個能與抗原特異性結合的大片段F(ab’)2和一些小分子多肽碎片pFc’。三、免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段一、IgG二、IgM三、IgA四、IgD五、IgE第二節(jié)各類Ig的特性和功能IgG主要由脾和淋巴結中的漿細胞合成，于出生后3個月開始合成，以單體形式存在于血液和細胞外液中，是血清和細胞外液中含量最高的Ig，人類IgG有IgG1~4四個亞類。

一、IgG(1)單體分子；(2)四個亞類；

(3)血清中含量最高的Ig；(4)半衰期最長（20~23天)；

(5)出現(xiàn)晚,3～5歲達成人水平；(6)可與SPA結合。1.一般特性

(1)通過胎盤（新生兒抗感染）；

(2)激活補體（裂解細胞）；

(3)調理作用（促進吞噬）；

(4)介導ADCC（細胞毒作用）。2.生物學活性

(1)抗感染；

(2)自身抗體

自身免疫??；

(3)介導變態(tài)反應(Ⅱ、Ⅲ型)；

(4)封閉抗體

腫瘤細胞逃逸；

(5)親合層析法

IgG純化。3.實際意義

IgM主要是由脾臟和淋巴結中的漿細胞合成，是個體發(fā)育中合成與分泌最早的Ig，在胚胎發(fā)育晚期的胎兒就能產(chǎn)生，半衰期短（5天），是由五個單體借一個J鏈和若干個二硫鍵連接而成的分泌型五聚體，是分子量最大的Ig，又稱巨球蛋白，結合價最高（5價）。激活補體能力最強，也可參與II、III型超敏反應。天然ABO血型抗體，類風濕因子均為分泌型IgM。

單體IgM以膜結合型（mIgM）表達于B細胞表面，是未成熟B細胞的標志，構成BCR。二、IgM血清型：IgA1，單體；分泌型：IgA2，二聚體,黏膜局部漿細胞合成；1.兩種類型2.半衰期為6d；3.占血清Ig含量的5%～15%；4.黏膜局部抗感染免疫；5.聚合IgA激活補體替代途徑。

三、IgAIgD主要由扁桃體和脾臟中的漿細胞產(chǎn)生，在個體發(fā)育中合成較晚，以單體形式存在于血清中，含量很低（1%以下），表達在B細胞表面的IgD是B細胞成熟的表面標志，又是B細胞的抗原識別受體（BCR）。四、IgDIgE又稱親細胞抗體，主要由鼻咽部、扁桃體、支氣管、胃腸道等黏膜固有層中漿細胞產(chǎn)生，產(chǎn)生的部位與SIgA相似，是種系進化過程中最晚出現(xiàn)的含量最低的Ig，僅占血清Ig總量的0.002％，檢測時需要用靈敏度高的方法。五、IgE一、結合抗原二、激活補體三、結合Fc受體四、穿過胎盤與黏膜第三節(jié)抗體的生物學作用IgV區(qū)的功能是與相應抗原特異性結合，尤其是CDR區(qū)與抗原決定簇必須吻合，二者的結合具有互補性、高度特異性。一、結合抗原抗體的互補決定區(qū)與抗原表位結合示意圖

人IgGl～3和IgM與相應抗原特異性結合后，結合Clq，通過經(jīng)典途徑激活補體系統(tǒng)。

二、激活補體

IgV區(qū)與相應抗原結合后，其Fc段與多種細胞表面的Fc受體（FcR）結合，激發(fā)多種不同的生物學效應。（1）調理作用（Opsonization）（2）抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（ADCC）（3）介導I型變態(tài)反應（4）結合細菌蛋白三、結合Fc受體抗體介導的調理作用ADCC---指IgG類抗體與靶細胞表面抗原特異性結合后，表達IgGFcR的效應細胞(NK細胞、巨噬細胞和中性粒細胞)可通過與靶細胞表面IgG的Fc段結合，而直接殺傷被抗體捕獲的靶細胞NK細胞介導的ADCC作用IgG是惟一能通過胎盤的Ig。使胎兒被動地獲得免疫能力，同樣也可誘發(fā)新生兒溶血病。四、穿過胎盤與粘膜新生兒溶血癥免疫球蛋白的功能一、多克隆抗體二、單克隆抗體三、基因工程抗體第四節(jié)人工制備抗體的類型一、多克隆抗體多克隆抗體（polyclonalantibody指由不同B細胞克隆產(chǎn)生的針對抗原物質中多種抗原決定簇的多種抗體混合物。如:免疫血清（含多種特異性抗體）。（1）預防、治療感染性疾病，如：破傷風抗毒素血清抗破傷風，胎盤球蛋白抗病毒感染等，副作用：

超敏反應（2）臨床診斷，如：肥達氏反應---傷寒、副傷寒，缺點：特異性差。實際意義單克隆抗體（monoclonalantibody,McAb）是由單一克隆B細胞雜交瘤產(chǎn)生的，只識別抗原分子某一特定抗原決定簇的特異性抗體。特點：具有高度均一性。雜交瘤細胞：骨髓瘤細胞---無限增殖；免疫B細胞---合成、分泌特異性抗體。雜交瘤技術---HAT培養(yǎng)基：次黃嘌(H),氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。二、單克隆抗體三、基因工程抗體基因工程抗體(geneticengineering

antibody)是在DNA水平對Ig基因進行切割、拼接或修飾，導入受體細胞表達的抗體。

人-鼠嵌合抗體(chimericantibody)改型抗體

(reshapedhumanizedantibody)小分子抗體：Fab片段

Fc片段

Fv片段雙特異性抗體(bispecificantibody)：如：Ig-融合蛋白，抗體導向酶等。列舉本章小結抗體是機體參與體液免疫應答的重要分子，免疫球蛋白是具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。抗體均為免疫球蛋白，但免疫球蛋白并非都具有抗體活性。免疫球蛋白包括分泌型及膜表面型。天然免疫球蛋白是由四條肽鏈通過二硫鍵連接構成的單體，其中兩條相同的多肽鏈較長稱為重鏈，另兩條較短的肽鏈稱為輕鏈，免疫球蛋白的功能與其結構相關。根據(jù)重鏈氨基酸的組成和排列順序不同，免疫球蛋白分為五類，五類免疫球蛋白各有特性和功能，在機體免疫應答中發(fā)揮重要的作用。人工制備的抗體可應用在疾病的檢測、預防及治療等方面。根據(jù)人工制備抗體的原理和方法可分為多克隆抗體、單克隆抗體及基因工程抗體等。

本章小結目前基因工程抗體包括：1.嵌合抗體（chimericanubody）是將鼠源性抗體的可變區(qū)與人抗體的恒定區(qū)融合而成的抗體。主要是減輕鼠源性抗體誘發(fā)的免疫應答反應。2.CDQ移植抗體（complementaryDeterminbigRegionGrafiedantibodves）用鼠源單抗V區(qū)互補決定簇序列取代人源抗體V區(qū)中互補決定