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1. 抗原的概念和性能 2. 影响抗原免疫应答的因素 3. 抗原特异性 / 抗原表位 4. 共同抗原和交叉反应 5. 抗原种类 :T D Ag / TIAg 外源性抗原 / 内源性抗原 6. 医学上重要的抗原物质. 第三章要点. T 细胞. B 细胞. 排除非已的抗原性异物 , 维护自身生理平衡和稳定. 抗原 提呈 细胞. NK 细胞. 其它 细胞. 免疫应答. 抗原. 免疫系统. 细胞 因子. 抗体. MHC. 补体. 第四章 免疫球蛋白. (immunoglobulin , Ig). 学习要求.
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1.抗原的概念和性能 2. 影响抗原免疫应答的因素 3.抗原特异性/抗原表位 4.共同抗原和交叉反应 5.抗原种类:TDAg /TIAg 外源性抗原/内源性抗原 6.医学上重要的抗原物质 第三章要点
T细胞 B细胞 排除非已的抗原性异物,维护自身生理平衡和稳定 抗原 提呈 细胞 NK 细胞 其它 细胞 免疫应答 抗原 免疫系统 细胞 因子 抗体 MHC 补体
第四章 免疫球蛋白 (immunoglobulin,Ig)
学习要求 1.掌握抗体和免疫球蛋白的概念;免疫球蛋白的基本结构、各功能区的功能;免疫球蛋白的分类及各类免疫球蛋白的特性和功能。 2.熟悉抗体的血清型(同种型、同种异型、独特型)、单克隆抗体的概念和特性。 3.了解免疫球蛋白的水解片段、多克隆抗体、基因工程抗体。
基本概念 1、抗体(antibody,Ab)是B细胞识别抗原后活化增殖分化为浆细胞后合成和分泌的、能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白。 主要存在于血清等体液中,介导体液免疫效应。 活化、增殖、分化 Ag B 抗体 浆细胞
2、免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。2、免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。 • 免疫球蛋白可分为膜型和分泌型 • 分泌型(secreted immunoglobulin,sIg): 存在于体液(血清、组织液、外分泌 液)中。 • 膜型(membrane immunoglobulin,mIg) : 存在于B细胞膜表面, 即BCR。比sIg 多一个跨膜区和一个胞浆区。
Ab=Ig,Ig≠Ab;Ab是功能描述,Ig是化学结构描述。Ab=Ig,Ig≠Ab;Ab是功能描述,Ig是化学结构描述。
一、免疫球蛋白的基本结构 Ig是由两条相同的重链(H)和两条相同的轻链(L),借其中形成的二硫键而彼此连接在一起的四肽链结构分子。 (一)重链与轻链: ¤2H链—长,450-550个氨基酸 ¤2L链—短,214个氨基酸 ¤二硫键连接: ¤二个末端
Ig根据其重链的免疫原性的不同,分为五类:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,其相应的重链分别为:γ、α、μ、δ、ε。Ig根据其重链的免疫原性的不同,分为五类:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,其相应的重链分别为:γ、α、μ、δ、ε。 α (IgA) μ (IgM) H链γ (IgG) δ (IgD) ε (IgE) • IgA - Alpha • IgM - Mu • IgG - Gamma • IgD - Delta • IgE - Epsilon 分5类 同一类的Ig,H链相同 单个Ig分子,其2条H 链相同
根据轻链免疫原性不同可分为两型:κ、λ型。根据轻链免疫原性不同可分为两型:κ、λ型。 κ L链 λ κ L链 λ light chains kappa lambda 分2型 同一类的Ig, L 链有2型 单个Ig分子,其2条L 链相同
(二)可变区和恒定区 1、可变区(V区):H链N端的1/4和L链N端的1/2区域内,氨基酸的种类、排列顺序与构型的变化很大,故称~,表示为VH和VL 。
(1)高变区(HVR区):可变区(V区)中部分区域的氨基酸组成、排列顺序和构型更易变化,称~。VH和VL各有3个。因该部位在空间结构上可与抗原决定基形成精密的互补,故又称互补决定区(CDR)。(1)高变区(HVR区):可变区(V区)中部分区域的氨基酸组成、排列顺序和构型更易变化,称~。VH和VL各有3个。因该部位在空间结构上可与抗原决定基形成精密的互补,故又称互补决定区(CDR)。 (2)骨架区(FR区):可变区中除去高 变区部分的氨基酸变化相对较小,又称为~。
Ab Ag
2、恒定区:H链C端的3/4(或4/5)和L链C端的1/2区域内,氨基酸的种类、排列顺序与构型相对恒定,故称~。同一种属的个体,所产生的针对不同抗原的中一类别的Ig,其C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定,其免疫原性相同,但V区各异.2、恒定区:H链C端的3/4(或4/5)和L链C端的1/2区域内,氨基酸的种类、排列顺序与构型相对恒定,故称~。同一种属的个体,所产生的针对不同抗原的中一类别的Ig,其C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定,其免疫原性相同,但V区各异.
CL VL CH2 CH3 CH1 Hinge Region VH (三)铰链区:位于CH1与CH2之间,含有丰富的脯氨酸,因此易伸展弯曲,而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。IgM、IgE不存在铰链区。
(四)结构域: 每条多肽链均可折叠形成数个球型结构域,球型结构域之间由二硫键相连。每个球型结构域由110个氨基酸组成,有一定的生理功能。
L链有二个结构域: VL、CL H链有4~5个结构域: VH、CH1~4 IgG、IgA和IgD有3个恒定区(CH1~3); IgE和IgM有4个恒定区(CH1~4)。
Ig各功能区的功能 • ①VH和VL是结合抗原的部位 • ②CH1和CL上具有部分同种异型的遗传标志 • ③CH2具有补体C1q结合位点,可启动补体活化经典途径 • ④CH3可结合细胞表面的FcR。
二、免疫球蛋白的其它成分 • 1、J链J链是一条多肽链,富含半胱氨酸,由浆细胞合成。它与Ig多聚体的组成和体内运转有关 IgA IgM
2、分泌片 由黏膜上皮细胞合成和分泌,以非共价形式结合到二聚体上,并一起被分泌到黏膜表面。能抵抗蛋白水解酶消化。
第二节 免疫球蛋白的异质性 • 一、概念:尽管所有的免疫球蛋白分子在结构上均由V区和C区组成,但不同的抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白,在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同,呈显明显的差异性,称~。 • 二、表现:不同抗原表位诱导产生不同类型的免疫球蛋白分子其识别抗原的特异性不同;不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白,其其识别抗原的特异性不同
三、诱导免疫球蛋白异质性的因素 (一)外源性因素——免疫球蛋白的多样性 由抗原的多样性决定,是免疫球蛋白异质性的物质基础,反映出机体对抗原识别的精细性。 (二)内源性因素——免疫球蛋白的血清型 由免疫球蛋白既是抗体又是抗原的双重性决定。
内源性因素——免疫球蛋白的血清型 抗体是大分子球蛋白,具有免疫原性。根据其抗原特异性不同,可分: 1、同种型(isotype) 指同一种属所有正常个体同类Ig分子所共有的抗原特异性标志,主要存在于Ig的C区中。 据H链C区的免疫原性不同又分为五个大类,每一类又分若干亚类;按L链C区的免疫原性不同分为两型,每型又分为若干亚型。
类: IgM 、 IgG、IgA、IgD、IgE • 亚类:IgG1~4、IgA1~2 • 型:κ、λ • 亚型:λ1~4
2、同种异型(allotype) 同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸(即遗传标志)不同而表现的抗原性差异。 同种异型可以为同一物种的某些个体所共有,但绝不会为同一物种的所有个体所共有。
3、独特型(idiotype) 同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标志,由Ig高变区特有的氨基酸序列和构型所决定。 高变区、抗原结合部位、独特型抗原表位是同一物质在不同情况下的不同名字。
第三节 免疫球蛋白的功能 一、V区的功能: • 主要功能是识别和特异性的结合抗原 • Ab +Ag—发挥免疫效应 • B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受体
二、C区的功能: • (一)激活补体 • 当IgM,IgG1-3 + Ag 特异性结合后,其构型发生改变,暴露IgG的CH2和IgM的CH3功能区的补体结合位点,通过补体经典途径激活补体。
(二)结合细胞表面的Fc受体 1、调理吞噬:与单核巨噬细胞和中性粒细胞上的FcR结合介导调理吞噬作用;
2、ADCC:靶细胞上的抗原决定簇结合IgG的Fab段,而抗体的Fc段与NK细胞上的FcR结合,发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。2、ADCC:靶细胞上的抗原决定簇结合IgG的Fab段,而抗体的Fc段与NK细胞上的FcR结合,发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。
3、介导I型超敏反应:与肥大和嗜碱性粒细胞上的FcR结合介导I型超敏反应。3、介导I型超敏反应:与肥大和嗜碱性粒细胞上的FcR结合介导I型超敏反应。
(三)穿过胎盘和黏膜:IgG通过胎盘和sIgA通过粘膜。(三)穿过胎盘和黏膜:IgG通过胎盘和sIgA通过粘膜。
第四节 五类免疫球蛋白的特性与功能 一、IgG • IgG于出生后3个月开始合成; • IgG多为单体,半衰期约为23天,占血清免疫球蛋白总量的75%~80%; • 具有抗菌、抗毒和抗病毒作用,是主要的抗感染抗体(主力军); • IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体; • IgG是唯一能通过胎盘的抗体 • 通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合,发挥调理作用;与NK细胞结合,发挥ADCC作用;与葡萄球菌A蛋白结合。 • 参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。
IgG分子的四种亚型 IgG2 IgG1 IgG3 IgG4
二、IgM • 为五聚体,是分子量最大的Ig,称巨球蛋白。 • IgM激活补体能力比IgG强 • 天然血型抗体是IgM • IgM是个体发育过程最早能产生的抗体,胚胎晚期已能合成,新生儿脐带血中若IgM水平升高,表示该儿曾有宫内感染 • IgM是抗原刺激后出现最早的抗体,故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。 • IgM是B细胞抗原受体的主要成分。 • 也可参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。
IgM 分 泌 型 IgM 膜 型 IgM IgM SmIgM J 链 Iga Igb IgaIgb
三、IgA • 分为血清型和分泌型两种. • 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。 • 分泌型IgA(SIgA)是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。主要存在于初乳、唾液、泪液,以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。 • 分泌型IgA的主要作用为局部抗感染。
IgD 分 子 的 结 构 四、IgD • IgD是B细胞的重要表面标志 • B细胞的分化过程中首先出现mIgM,后来出现mIgD,他的出现标志着B细胞成熟了。
五、IgE • 又称亲细胞抗体 • CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体结合,引起I型超敏反应
第五节 人工制备抗体 • 多克隆抗体(polyclonal antibodies,pAb):第一代抗体,是指由多克隆B细胞群产生的、针对多种抗原决定簇的混合抗体。 • 单克隆抗体(monoclonal antibodies,mAb):第二代抗体,是指由一个B杂交瘤细胞活化、增殖、分化产生的子代细胞克隆分泌的、针对一个抗原决定簇的抗体。 • 基因工程抗体(genetically engineering antibodies):第三代抗体,借助基因工程手段,将编码Ab的基因重组到真核或原核表达载体上并进行表达。