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抗体 （ Antibody ）

抗体 （ Antibody ）. 内 容. 一、基本概念 二、免疫球蛋白的分子结构 三、免疫球蛋白的特点与功能 四、抗体的生物学活性 五、免疫球蛋白的免疫原性 六、人工制备的抗体. 一、基本概念：. 抗体（ antibody,Ab ) 是 B 细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。 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 存在于血液、组织液及外分泌液中，介导体液免疫应答.

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抗体 （ Antibody ）

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Presentation Transcript

  1. 抗体（Antibody）

  2. 内 容 • 一、基本概念 • 二、免疫球蛋白的分子结构 • 三、免疫球蛋白的特点与功能 • 四、抗体的生物学活性 • 五、免疫球蛋白的免疫原性 • 六、人工制备的抗体

  3. 一、基本概念： • 抗体（antibody,Ab)是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。 • 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 • 存在于血液、组织液及外分泌液中，介导体液免疫应答

  4. 血清电泳时，主要位于球蛋白的γ区，少量延伸至β区和α2、α1球蛋白区，故抗体曾有γ球蛋白（或丙种球蛋白）之称。事实上，抗体广泛分布于α1、α2、β和γ区带。血清电泳时，主要位于球蛋白的γ区，少量延伸至β区和α2、α1球蛋白区，故抗体曾有γ球蛋白（或丙种球蛋白）之称。事实上，抗体广泛分布于α1、α2、β和γ区带。

  5. 抗体和免疫球蛋白的关系: Ig是化学结构的概念，它包括正常的抗体和尚未证实具有抗体活性但结构与抗体相似的球蛋白；抗体是生物学功能的概念，抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性。 • 分泌型Ig(sIg)和膜型Ig(mIg)

  6. 二、免疫球蛋白的分子结构

  7. （一）免疫球蛋白的基本结构 • 四肽链结构，链间二硫键连接 • 两条重链（H）和两条轻链（L） • 氨基端和羧基端

  8. 1.重链与轻链 重链由450～550个氨基酸残基组成，相对分子质量55～75kD 根据重链靠近羧基末端氨基酸组成及排列顺序不同，将重链分为5种：γ、α、μ、δ、ε 根据重链组成不同，将Ig分为五类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE

  9. 1.重链与轻链 轻链长度约为重链的1/2，约由214个氨基酸残基组成，相对分子质量约25kD。 根据轻链免疫原性的不同，分型：κ、λ型各类Ig的轻链均包含κ型和λ型，正常人血清Ig中κ∶λ之比约为2:1 天然Ig分子中，重链同类，轻链同型

  10. 2.可变区与恒定区 • 根据氨基酸排列顺序的不同分为： 可变区（V）和恒定区（C） • 可变区（V区）：氨基酸组成、排列顺序变化较大 • 恒定区（C区）：氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定

  11. 超变区（ hypervariable region , HVR） 轻链： 24-34、50-56、89-97 重链： 31-35、50-65、95-102 框架区（FR）

  12. 互补决定区 • VL与VH的各三个HVR共同组成Ig的抗原结合部位（antigen binding site），决定着抗体的特异性，负责识别和结合抗原 • 该部位因在空间结构上可与抗原的抗原决定簇形成互补，故高变区从功能的角度又称互补决定区（complementarity determining region，CDR）。VH与VL的三个互补决定区分别称为CDR1、CDR2、CDR3

  13. 由于不同B细胞克隆所分泌的Ig分子在高变区结构上各自具有该分子独特的氨基酸序列和构象特点，故Ig的高变区结构也是该Ig分子的独特型（idiotype）或独特型抗原决定簇（idiotypic determinant）所在位置。 • Ig V区的高变区、CDR及Ig的独特型这三个概念均表示Ig分子V区中的同一结构部分，所不同的是它们分别从Ig的V区结构特点、抗原结合功能及V区免疫原性三个不同角度阐述而已。

  14. 3. 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。能改变两个结合抗原的Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个抗原决定簇。

  15. 铰链区 作用是： ① 通过铰链区的弯曲使Fab段的V区可与不同距离的抗原表位结合； ② 当抗体与抗原结合时，Fc段构象发生改变，从而使位于CH2功能区的补体结合点暴露，为激活补体经典途径提供条件。 五类Ig的铰链区结构有所不同，其中，IgG1、IgG2、IgG4和IgA的铰链区较短，约含30个氨基酸残基，而IgG3、IgD的铰链区较长，IgM、IgE则不存在铰链区结构。

  16. 4. J链和分泌片 • J链是一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成，以二硫键的形式共价结合到Ig的重链上。 • 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，保护IgA，使之不受环境中酶的破坏，并介导IgA的转运

  17. （二）免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶(papain)水解IgG：得到两个相同的抗原结合片段（fragment of antigen binding, Fab fragment,)和一个可结晶片段（crystallizable fragment, Fc fragment）。

  18. （二）免疫球蛋白的水解片段 胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG：得到一个具有双价活性的F（ab’）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc’）

  19. （三）免疫球蛋白的功能区 • Ig的H链、L链每隔110个氨基酸即由链内二硫键连接形成一个能行使特定功能的球性单位，称为Ig的结构域或功能区（domain）。

  20. 各功能区的作用 • VH和VL:识别和结合抗原 • CH和CL:同种异型的遗传标志 • CH2:补体C1q结合位点， IgG可通过胎盘 • CH3/CH4:与多种细胞表面的FcR结合(免疫调理,I型超敏反应)

  21. 免疫球蛋白的免疫原性 一、同种型（Isotype） 是指同一物种所有个体Ig分子共同具有相同的免疫原性，为种属特异性标志，其抗原决定簇存在于Ig分子的C区。 二、同种异型（Allotype） 是指同一种属内不同个体间Ig分子所具有的不同免疫原性，为个体性标志。

  22. 免疫球蛋白的免疫原性 三、独特型（Idiotype） 是指同一个体内不同B细胞克隆产生的Ig，其V区HRV的抗原特异性各不相同，每个Ig分子其VH/VL高变区各自具有特定的抗原决定簇结构，其表位又称为独特位（Idiotope） Ig的独特型结构可在异种、同种异体及自身体内诱导产生相应的抗体，称为抗独特型抗体（anti-idiotype antibody，AId 或Ab2）。Ig的独特型与抗独特型抗体构成机体重要的免疫调节网络

  23. 三、五类免疫球蛋白的特性与功能 （一）IgG • IgG多为单体，是唯一能通过胎盘的抗体 • 据重链（链）免疫原性，IgG分4个亚型

  24. IgG • IgG1、IgG2和IgG3能通过经典途径激活补体 • 血清含量最高(75%～85%),也是丙种球蛋白的主要成分 • 半衰期较长（16～24d） • 出生后3个月开始合成，3～5岁接近成人水平

  25. IgG • 机体再次免疫应答的主要抗体，具有高亲和力，是主要的抗感染抗体，具有抗菌、抗病毒、中和毒素及免疫调节作用。 • IgG1、IgG3、IgG4可穿过胎盘屏障，在新生儿抗感染免疫中发挥重要作用；IgG1、IgG3可与巨噬细胞、NK细胞表面Fc受体结合，发挥调理作用、ADCC作用等。

  26. （二）IgM • 为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。一般不易透出血管 。 • IgM具有较多的抗原结合位点，激活补体、结合抗原、免疫调理作用比IgG强。 • 天然血型抗体是IgM

  27. IgM • IgM是个体发育中最早产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，提示胎儿曾有宫内感染 • IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，半衰期短，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。 • mIgM是B细胞抗原受体（BCR）的主要成分，称为膜型免疫球蛋白(Membrane Ig, mIg) • 也可参与II、III型超敏反应

  28. (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，为单体。而分泌型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，为双体、三体或多体。 • sIgA主要存在于唾液、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。

  29. IgA • 参与皮肤粘膜的局部抗感染作用 • 初乳中含有高浓度的sIgA----母乳喂养 • sIgA于出生后4～6个月开始合成，至青少年时期达成人水平。婴幼儿因sIgA合成不足，易患呼吸道、胃肠道感染。 • 通过替代途径激活补体 • 参与Ⅲ型超敏反应

  30. sIgA的合成和主要作用部位在黏膜

  31. (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，mIgD的出现标志着B细胞成熟 • 活化B细胞或记忆B细胞不表达 • 对防止免疫耐受有一定作用 • 正常人IgD的血清含量很低，仅占血清总Ig的0.2%。IgD可在个体发育的任何时间产生。 • 半衰期很短，约为2～5天 。

  32. (五)IgE • 血清中含量最低 • 可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体（FcεRⅠ）结合，引起Ⅰ型超敏反应 • FcεRⅡ分布于巨噬细胞、B细胞、嗜酸粒细胞等，与促进吞噬、调节IgE产生及抗寄生虫感染等功能有关。

  33. 四、免疫球蛋白的生物学活性 • V区的功能: 识别和结合特异性抗原 • C区的功能： ☆激活补体:IgM,IgG1-3;IgG4,IgA,IgE ☆结合细胞表面的Fc受体发挥调理作用、ADCC作用、介导I型超敏反应 ☆穿过胎盘和黏膜—选择性传递

  34. 五、免疫球蛋白的免疫原性 免疫球蛋白的不同结构区其免疫原性不同： • 同种型（isotype）：种属特异性标志 • 同种异型（allotype）：个体特异性标志 • 独特型（idiotope）：免疫调节网络

  35. 同种型(isotype):同一物种内所有个体共同具有的Ig抗原特异性结构同种型(isotype):同一物种内所有个体共同具有的Ig抗原特异性结构 • 同种型Ig的抗原决定簇存在于CH、CL • 据CH的不同，Ig分类、亚类 • 据CL的不同，Ig分型、亚型

  36. 同种异型（allotype)：同一物种内不同个体间的Ig免疫原性的差别同种异型（allotype)：同一物种内不同个体间的Ig免疫原性的差别

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