免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座

【教學(xué)內(nèi)容】1.Ig概念與結(jié)構(gòu)2.Ig生物學(xué)功效3.Ig異質(zhì)性4.各類Ig特征5.Ig基因及其重排6.人工制備抗體類型免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第1頁【目標(biāo)要求】一、掌握Ig與抗體概念及二者關(guān)系二、掌握Ig結(jié)構(gòu)與功效三、掌握各類Ig特征四、了解Ig多樣性機(jī)制五、熟悉單克隆抗體概念與特點(diǎn)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第2頁一概述１免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)概念：

含有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相同球蛋白稱為免疫球蛋白。２抗體概念（antibody,Ab)B細(xì)胞識別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生可與抗原在體內(nèi)外特異結(jié)合球蛋白，稱為抗體免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第3頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第4頁3抗體與免疫球蛋白關(guān)系A(chǔ)b=IgIg≠Ab從上述概念中可見，抗體均為免疫球蛋白，而免疫球蛋白不都是抗體，前者是生物學(xué)功效概念，后者為化學(xué)結(jié)構(gòu)概念I(lǐng)g存在形式：

膜型(membraneimmunoglobulin,mIg)—B細(xì)胞膜上抗原受體；分泌型(secretedimmunoglobulin,sIg)

—分泌進(jìn)入體液,介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答

免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第5頁（一）基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)免疫球蛋白結(jié)構(gòu)

免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第6頁L鏈L鏈H鏈H鏈N端C端四肽鏈結(jié)構(gòu)

鏈間二硫鍵連接，呈“Y”形兩條相同重鏈和兩條相同輕鏈上部為N端，下部為C端免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第7頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第8頁1免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu)是由兩條相同重鏈與輕鏈經(jīng)過二硫鍵連接四肽鏈對稱結(jié)構(gòu)。（單體結(jié)構(gòu)）2重鏈：基本結(jié)構(gòu)中兩條長鏈。據(jù)其恒定區(qū)抗原性不一樣，分為五類IgG—γ(gamma)IgA—

α(alpha)IgM—

μ(mu)IgD—

δ(delta)IgE—

ε(epsilon)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第9頁抗體有五種類型即IgGIgAIgMIgDIgE型免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第10頁同類Ig又依據(jù)鉸鏈區(qū)據(jù)氨基酸組成和二硫鍵數(shù)目標(biāo)差異，可分為不一樣樣亞類：IgG:IgG1IgG2IgG3IgG4

IgA:IgA1IgA2

IgM：IgM1IgM2IgDIgE當(dāng)前未發(fā)覺不一樣亞類免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第11頁3輕鏈（lightchain,L鏈）：基本結(jié)構(gòu)中兩條短鏈。分為(kappa)κ、(lambda)λ兩型，同一Ig分子L鏈型是相同.正常人血清中κ：λ為2:14可變區(qū)與恒定區(qū)（1）可變區(qū)（varibleregion,V區(qū)）免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第12頁Ig中N端約1/2輕鏈與1/5或1/4重鏈其氨基酸序列改變較大，稱為可變區(qū)。可變區(qū)中氨基酸組成與排列更易改變區(qū)域稱為高變區(qū)。（hypervariableregionHVR)高變區(qū)之外區(qū)域其氨基酸組成與排列相對不易改變，稱為骨架區(qū)（frameworkregionFR)HVR可與抗原結(jié)合，與抗原決定基結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，故又稱互補(bǔ)決定區(qū).（complementaritydeterminingregionCDR)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第13頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第14頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第15頁VLVH各有三個高變區(qū):HVR1

HVR2HVR3VLVH各有三個骨架區(qū):FR1FR2FR3不一樣抗體其HVR序列各不相同，可與對應(yīng)抗原特異結(jié)合，并決定抗體特異性。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第16頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第17頁2）恒定區(qū)（constantregionC區(qū)）Ig中C端約1/2輕鏈與4/5重鏈其氨基酸序列相對穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)。輕鏈有一個恒定區(qū)：CL重鏈恒定區(qū)（CH）：IgGIgAIgD有三個：CH1CH2CH3IgEgM有四個：CH1CH2CH3CH4針對不一樣抗原五類抗體，其可變區(qū)相同，但恒定區(qū)不一樣。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第18頁5鉸鏈區(qū)位于IgCH1與CH2之間區(qū)域。特點(diǎn)與作用：富含脯氨酸，易伸展與彎曲而使抗體易與抗原結(jié)合。該區(qū)也易被蛋白酶水解。IgM和IgE無鉸鏈免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第19頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第20頁二其它成份1J鏈J(joiningchain)由漿細(xì)胞合成多肽鏈，連接Ig單體形成多聚體。IgA為二聚體，分泌型IgM為五聚體，膜型IgM為單體IgDIgEIgG為單體，無J鏈免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第21頁2分泌片(secretorypiece,SP)：由黏膜上皮細(xì)胞合成與分泌含糖肽鏈，以非共價鍵形式結(jié)合到IgA二聚體上。有保護(hù)及介導(dǎo)其轉(zhuǎn)運(yùn)到黏膜表面作用。

J鏈分泌片sIgA免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第22頁J鏈和分泌片（SP）

JChainSecretoryPieceJChain免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第23頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第24頁三、功效區(qū)(domain)

輕鏈:VL，CL

重鏈:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA和

IgD)，CH4(IgM和IgE)1.分類免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第25頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第26頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第27頁2.主要功效(1)VH和VL—抗原結(jié)合部位；(2)CH1～3和CL—Ig遺傳標(biāo)志所在；(3)CH2(IgG)、CH3(IgM)—C1q結(jié)合部位；(4)CH2～CH3(IgG)—結(jié)合并經(jīng)過胎盤；(5)CH3(IgG)—FcγR結(jié)合部位；(6)CH4(IgE)—FcεR結(jié)合部位。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第28頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第29頁四、免疫球蛋白水解片段（一）木瓜蛋白酶水解片段：水解部位：IgG鉸鏈區(qū)二硫鍵二條重鏈近N端水解產(chǎn)物：2個Fab段，可結(jié)合1個抗原決基。1個Fc段，可與含有FcR細(xì)胞結(jié)合.免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第30頁（二）胃蛋白酶水解片段水解部位：IgG鉸鏈區(qū)二硫鍵二條重鏈近C端水解產(chǎn)物：F(ab)2可結(jié)合2個抗原決基。pFc無生物學(xué)活性免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第31頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第32頁第二節(jié).免疫球蛋白生物學(xué)功效(一)、特異性結(jié)合抗原（V區(qū)）免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第33頁(二)、激活補(bǔ)體(CH2/CH3區(qū))

免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第34頁(三)、親細(xì)胞作用

1、調(diào)理吞噬作用(CH3/CH4區(qū))免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第35頁2、抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)細(xì)胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第36頁(四)、選擇性傳遞

（穿過胎盤和黏膜屏障）YYYYYYYYYYYY粘膜固有層漿細(xì)胞粘膜上皮細(xì)胞免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第37頁第三節(jié)免疫球蛋白異質(zhì)性1.Ig類型2.Ig多樣性3.Ig血清型免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第38頁(一)類別1.類和亞類(依據(jù)H鏈抗原性不一樣)IgG—γ(gamma)IgA—

α(alpha)IgM—

μ(mu)IgD—

δ(delta)IgE—

ε(epsilon)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第39頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第40頁(2)亞類

IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4

IgA：IgA1,IgA2免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第41頁2.型和亞型(依據(jù)輕鏈C區(qū)抗原特異性不一樣分型)

(1)型κ(kappa)

型

λ(lambda)型(2)亞型(λ鏈)：

OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)

OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)

Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)

Kern(-)(或λ4)：第154位(絲氨酸)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第42頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第43頁（二）Ig多樣性(三)免疫球蛋白抗原性/血清型1.同種型:(isotype)同一個屬每個個體都含有免疫球蛋白抗原特異性，其抗原決定簇主要存在于IgC區(qū)。2.同種異型(allotype):同一個屬不一樣個體之間免疫球蛋白也含有差異性，主要反應(yīng)在分子CH和CL上一個或數(shù)個氨基酸差異(geneticmarkers

—遺傳標(biāo)志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km因子：Km1，Km2，Km3免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第44頁3.獨(dú)特型(idiotype.ID)

在同一個體內(nèi)，不一樣B細(xì)胞克隆所產(chǎn)生免疫球蛋白分子V區(qū)以及T、B細(xì)胞表面抗原受體V區(qū)所含有抗原特異性不一樣。由免疫球蛋白超變區(qū)特有氨基酸序列和構(gòu)型決定。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第45頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第46頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第47頁第四節(jié)各類免疫球蛋白

特征與功效(一)IgG1血清中含量最高，占血清Ig總量75%到80%，半衰期最長，約20到23天。2唯一穿過胎盤介導(dǎo)新生兒抗感染免疫。3可結(jié)合巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、NK細(xì)胞表面FcR，參加調(diào)理吞噬和ADCC效應(yīng).4抗感染主要抗體類型。5結(jié)合補(bǔ)體，激活補(bǔ)體活化經(jīng)典路徑一些本身抗體及參加超敏反應(yīng)抗體也屬IgG。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第48頁(二)IgM1分子量最大，五聚體形式存在于血液中。2機(jī)體感染后最早出現(xiàn)Ig是IgM，可做為近期感染指標(biāo)。3個體發(fā)育中合成最早Ig，臍帶血中IgM增多，提醒宮內(nèi)感染可能。4天然血型抗體、類風(fēng)濕因子是IgM5結(jié)合和激活補(bǔ)體能力比IgG強(qiáng)6不能穿過血管壁和胎盤，主要存在于血液中。7B細(xì)胞表面抗原受體為IgM單體。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第49頁(三)IgA分為兩種類型：血清型IgA：單體存在于血清中分泌型IgA（SIgA):含J鏈和分泌片二聚體組成，存在于胃腸道和支氣管分泌液、初乳、唾液和淚液中SIgA是參加粘膜局部免疫主要抗體

免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第50頁(四)IgD表示在B細(xì)胞膜上smIgD是成熟B細(xì)胞主要標(biāo)志。存在血清中IgD為單體形式，含量低，功效不清。(五)IgE血清中含量最低Ig結(jié)合肥大細(xì)胞和嗜堿性性粒細(xì)胞，參加I型超敏反應(yīng)發(fā)生免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第51頁第五節(jié)免疫球蛋白基因及其重排自然界中含有成千上萬種抗原！機(jī)體含有產(chǎn)生109-1011種不一樣抗原特異性抗體能力!為何會存在這么各種抗體?免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第52頁1965年Dreyer和Bennet首先提出假說，認(rèn)為抗體V區(qū)和C區(qū)是由分隔存在基因所編碼；在淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中，V區(qū)和C區(qū)基因發(fā)生重排。

1976年日本學(xué)者利根川進(jìn)應(yīng)用DNA重組技術(shù)證實(shí)了這一假說，并由此取得1987年醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第53頁一、抗體基因定位和結(jié)構(gòu)（一）、免疫球蛋白基因庫1.

H基因庫（重鏈基因連鎖群）第14號染色體2.κ基因庫（κ鏈基因連鎖群）第2號染色體3.λ基因庫（λ鏈基因連鎖群）第22號染色體免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第54頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第55頁（二）、Ig基因結(jié)構(gòu)1.κ鏈Vκ(約100個)、Jκ(5個)、Cκ(1個)2.λ鏈Vλ(約30個)、Jλ-Cλ(4個)

3.H鏈V基因(約95個)

D基因(27個)

J基因(6個)

C基因(9個)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第56頁抗體重鏈基因結(jié)構(gòu)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第57頁抗體輕鏈基因結(jié)構(gòu)

免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第58頁二Ig基因重排1、重鏈基因重排（1）可變區(qū)基因重排在重鏈基因重排開始時，二條染色體上都發(fā)生D基因片段移位到J基因片段而發(fā)生D-J基因連接。在此以后，只有其中一條染色體上V基因片段與D-J基因片段連接。假如一條染色體VH基因與D-J基因重排無效（non-productive），另一條染色體VH基因片段開始發(fā)生移位，與D-J基因片段連接。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第59頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第60頁2、抗體輕鏈基因結(jié)構(gòu)和重排

在抗體重鏈基因重排后，輕鏈可變區(qū)基因片段隨之發(fā)生重排，V與J基因片段并列在一起。κ輕鏈基因先發(fā)生重排，假如κ基因重排無效，隨即發(fā)生λ基因重排。免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第61頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第62頁三抗體多樣性遺傳學(xué)基礎(chǔ)

1．抗體多樣性胚系基因在胚系中，還未重排抗體基因片段數(shù)量相當(dāng)多，這是生物在長久進(jìn)化過程中形成?？贵wH鏈和L鏈都可由各種胚系V基因所編碼，產(chǎn)生含有不一樣序列、不一樣特異性抗體。D和J基因也參加編碼抗原結(jié)合部位部分序列，D、J基因片段多樣性增加了抗體多樣性。機(jī)體存在一個規(guī)律，即免疫球蛋白某一部分引發(fā)多樣性與這個部位胚系基因片段數(shù)目成正比。胚系中眾多V、D、J基因片段；免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第63頁2.V區(qū)基因重排產(chǎn)生多樣性抗體DNA重組使不一樣V、D、J基因片段相連，因而產(chǎn)生大量不一樣特異性抗體。重組子最大可能數(shù)目是V、D（H鏈）和J外顯子數(shù)目標(biāo)乘積

3．連接產(chǎn)生多樣性

同一套V、D、J基因，在它們連接處也會產(chǎn)生不一樣氨基酸序列。這種方式產(chǎn)生抗體多樣性通常有兩個路徑：第一個路徑是不準(zhǔn)確DNA重排（多樣性增加100倍）第二個路徑是在重組子接合點(diǎn)處插入或缺失一個短核苷酸。（多樣性增加倍）

免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第64頁4．體細(xì)胞突變

很早就有些人提出，體細(xì)胞基因突變可造成抗體多樣性，突變主要發(fā)生在V基因中，在C區(qū)中極少發(fā)生突變。5．H鏈和L鏈組合

不一樣H和L鏈組合也有利于產(chǎn)生多樣性，因?yàn)檩p鏈V區(qū)都參加識別抗原。95×27×6×（500+120）=9541800

？免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第65頁四免疫球蛋白基因表示特點(diǎn)1.等位排斥與同種型排斥2.免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換一個B細(xì)胞克隆在分化過程中V-D-J功效性基因片段保持不變，而發(fā)生C基因重排，使其表示抗體分子發(fā)生H鏈類改變，稱為類別轉(zhuǎn)換(classswitching)。

機(jī)制：B細(xì)胞→活化→基因重排形成V-D-J–Cμ→合成IgM→CD40/CD40L信號及細(xì)胞因子作用→Cμ基因被替換→合成含有相同抗原特異性不一樣Ig類和亞類。3.膜型與分泌型免疫球蛋白免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第66頁Ig類別轉(zhuǎn)換

.定義一個B細(xì)胞克隆在分化過程中V-D-J功效性基因片段保持不變，而發(fā)生C基因重排，使其表示抗體分子發(fā)生H鏈類改變，稱為類別轉(zhuǎn)換（classswitching）。

.舉例B細(xì)胞克隆

IgM

IgGIFN-γ

IL-4IgEIL-5IgA免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第67頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第68頁免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第69頁五人工制備抗體一多克隆抗體二單克隆抗體（McAb)三基因工程抗體免疫球蛋白醫(yī)學(xué)課件專家講座第70頁一、多克隆抗體(polyclonalantibody)

1.定義指由不一樣B細(xì)胞克隆產(chǎn)生針反抗原物質(zhì)中各種抗原決定簇各種抗體混合物。如:免疫血清（含各種特異性抗體）。2.實(shí)際意義（1）預(yù)防、治療感染性疾?。?）臨床診療特點(diǎn)：交叉反應(yīng)多，特異性低，應(yīng)用受限免疫球蛋白