1、燕京医学院燕京医学院免疫球蛋白专业免疫球蛋白专业知识讲座知识讲座燕京医学院燕京医学院与抗体有关的诺贝尔奖获得者与抗体有关的诺贝尔奖获得者19011901von Beringvon Bering血清治疗血清治疗19081908Ehrlich & Ehrlich & MetchnikoffMetchnikoff抗体生成、吞噬抗体生成、吞噬19721972Edelman & PoterEdelman & Poter抗体分子结构抗体分子结构19771977YalowYalow放射免疫测定放射免疫测定19841984Koler,Milstein Koler,Milstein & Jerne& Jerne
2、单克隆抗体单克隆抗体19871987TonegawaTonegawaIgIg基因结构基因结构燕京医学院燕京医学院Gerald .M.Edelman 1929 -Nobel Prize in 1972Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972燕京医学院燕京医学院 是是B B细胞识别抗原后分化为细胞识别抗原后分化为浆细胞浆细胞所所产生的能与相应抗原特异性结合、具有免产生的能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的球蛋白。疫功能的球蛋白。一、抗体（一、抗体（antibodyantibody，AbAb）概概 述述燕京医学院燕京医学院Amount of protei
3、nMobilityalbuminglobulins12Immune serumAg absorbed serum燕京医学院燕京医学院一、一、antibody，Ab二、二、immunoglobulin，Ig是是B B细胞识别抗原后分化为浆细胞所细胞识别抗原后分化为浆细胞所产生的能与相应抗原特异性结合、具有免产生的能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的疫功能的球蛋白球蛋白。概概 述述B B指具有抗体活性或化学结构与指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体相似的球蛋白。燕京医学院燕京医学院燕京医学院燕京医学院1.Ab1.Ab是是IgIg。2.Ig2.Ig并非都是并非都是AbAb。3.Ab3.
4、Ab和和IgIg的化学结构相似。的化学结构相似。AbAb和和IgIg的关系的关系燕京医学院燕京医学院一、一、IgIg的基本结构的基本结构（以（以IgGIgG为例）为例）( (一一) )四肽链四肽链1.1.重链重链( (heavy chain, H链链) )2.2.轻链轻链( (light chain, L链链) )3.3.二硫键二硫键C端端L链链H链链N端端燕京医学院燕京医学院V区区C区区( (二二)variable regions )variable regions and constantregionsand constantregions1. 1. variable region, V
5、V区区HVRHVR(1) (1) hypervariable region, HVRHVRVHVHCH1CH1CH2CH2CH3CH3VLVLCLCL(2) (2) framework region, FRFR2. 2. constant region （C C区）区）C端端L链链H链链N端端IgIg的互补决定区的互补决定区Determining region, ,CDRCDR) )( (complementarity-燕京医学院燕京医学院( (三三)Ig)Ig的类、亚类、型、亚型的类、亚类、型、亚型 根据根据CHCH不同分为五类：不同分为五类：CHCH：Ig:Ig:IgGIgG亚类：亚类：I
6、gG1IgG1IgG4;IgG4; 根据根据CLCL不同分为两型：不同分为两型：IgAIgAIgMIgMIgDIgDIgEIgE型型 型型亚型：亚型：1144IgA1IgA1、 IgA2;IgA2;IgM1IgM1、 IgM2IgM2。燕京医学院燕京医学院二、二、IgIg的功能区及其主要功能的功能区及其主要功能 L L链功能区：链功能区： H H链功能区：链功能区：CH3CH3、（、（CH4CH4） 铰链区：铰链区：位于位于CH1CH1与与CH2CH2之间，易弯曲。之间，易弯曲。VLVL、CLCLVHVH、CH1CH1、CH2CH2、燕京医学院燕京医学院5.IgG5.IgG的的CH3CH3、I
7、gEIgE的的CH2CH2和和CH3CH3：4.IgG4.IgG的的CH2CH2：3.IgG3.IgG的的CH2CH2、IgMIgM的的CH3CH3：2.CH2.CH和和CLCL：各功能区的主要功能各功能区的主要功能1.VH1.VH和和VLVL： 结合抗原结合抗原同种异型遗传标志同种异型遗传标志激活补体激活补体与通过胎盘有关与通过胎盘有关亲细胞活性亲细胞活性燕京医学院燕京医学院免疫球蛋白与相应抗原结合前后构型变化免疫球蛋白与相应抗原结合前后构型变化Hinge regionHinge region？抗原决定基抗原决定基补体结合点补体结合点燕京医学院燕京医学院免疫球蛋白铰链区及其功能免疫球蛋白铰链
8、区及其功能抗体双臂间角度为抗体双臂间角度为0 0抗体双臂间角度为抗体双臂间角度为6060抗体双臂间角度为抗体双臂间角度为9090燕京医学院燕京医学院三、三、J chan and secretory componentJ chan and secretory componentJ J链链( (joining chain):):secretory piece, SPSP：（IgMIgM、SIgASIgA）（SIgASIgA）J J链链分泌片分泌片黏膜上皮细胞合成黏膜上皮细胞合成浆细胞合成浆细胞合成燕京医学院燕京医学院燕京医学院燕京医学院四、四、IgIg的水解片段的水解片段（以（以IgGIgG为例）
9、为例）( (一一) )木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶水解片段( (二二) )胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段2Fab2FabFcFcF(abF(ab) )2 2pFcpFc木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶FabFabFcFcF(abF(ab) )2 2pFcFc(fragment antigen binding) )(fragment crystallizable) )燕京医学院燕京医学院 同种型同种型(isotype):(isotype): 类类/ /亚类；型亚类；型/ /亚型亚型 同种异型同种异型(allotype):(allotype):Gm;Am;Gm;Am;m m 独特型独特型(i
10、diotype):(idiotype): 位于位于IgIg、(TCR(TCR、BCR)BCR)同种型同种型（种属型标志）（种属型标志）同种异型同种异型（个体型标志）（个体型标志）独特型独特型（细胞型标志）（细胞型标志）燕京医学院燕京医学院一、一、IgIg的主要功能的主要功能( (一一)V)V区功能：区功能：特异性识别结合抗原特异性识别结合抗原( (二二)C)C区功能：区功能：1.1.激活补体系统激活补体系统2.2.结合结合FcFc受体受体调理作用调理作用ADCCADCC作用作用介导介导型超敏反应型超敏反应3.3.通过胎盘通过胎盘(IgG)(IgG)和黏膜和黏膜(SIgA)(SIgA): :Ig
11、E IgE 燕京医学院燕京医学院OpsonizationOpsonization燕京医学院燕京医学院抗体的调理作用抗体的调理作用(opsonization):(opsonization): IgG IgG类抗体与相应细菌等颗粒性类抗体与相应细菌等颗粒性抗原特异结合后，通过其抗原特异结合后，通过其FcFc段与吞噬段与吞噬细胞或中性粒细胞表面相应细胞或中性粒细胞表面相应IgG FcIgG Fc受受体（体（FcRFcR）结合，促进吞噬细胞对）结合，促进吞噬细胞对上述颗粒性抗原吞噬的作用。上述颗粒性抗原吞噬的作用。燕京医学院燕京医学院NKNK细胞介导的细胞介导的ADCCADCC作用作用燕京医学院燕京医
12、学院 即抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用。即抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用。 IgG IgG类抗体与肿瘤或病毒感染细胞表面类抗体与肿瘤或病毒感染细胞表面相应抗原表位特异性结合后，再通过其相应抗原表位特异性结合后，再通过其FcFc段与段与NKNK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面相应相应IgG FcIgG Fc受体（受体（FcRFcR）结合）结合, ,增强或触增强或触发上述效应细胞对靶细胞杀伤破坏的作用。发上述效应细胞对靶细胞杀伤破坏的作用。ADCCADCC( (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity):):燕京医学院燕
13、京医学院二、二、Biological properties and Biological properties and functions of immunoglobulin functions of immunoglobulin classesclasses燕京医学院燕京医学院( (一一)IgG)IgG1.1.血清含量最高。血清含量最高。2.2.出生出生3 3个月开始合成，个月开始合成，3-53-5岁达成人水平。岁达成人水平。3.3.可活化补体，介导调理吞噬和可活化补体，介导调理吞噬和ADCCADCC作用。作用。4.4.唯一能通过胎盘的抗体。唯一能通过胎盘的抗体。5.5.能与葡萄球菌蛋白能与
14、葡萄球菌蛋白A A（SPASPA）结合。）结合。燕京医学院燕京医学院( (二二)IgA)IgA1.1.分为两型：血清型分为两型：血清型2.SIgA2.SIgA为二聚体，有为二聚体，有J J链和分泌片。链和分泌片。3.SIgA3.SIgA为黏膜局部免疫的主要抗体。为黏膜局部免疫的主要抗体。4.SIgA4.SIgA可通过初乳传递给婴儿。可通过初乳传递给婴儿。分泌型（分泌型（SIgASIgA）燕京医学院燕京医学院( (三三)IgM)IgM1.1.分子量最大（五聚体）。分子量最大（五聚体）。2.2.个体发育中产生最早。个体发育中产生最早。3.3.体液免疫应答中产生最早。体液免疫应答中产生最早。4.4.
15、激活补体能力强。激活补体能力强。5.5.天然血型抗体是天然血型抗体是IgMIgM。燕京医学院燕京医学院( (四四)IgD)IgD1.mIgD1.mIgD可作为可作为B B细胞分化成熟的标志。细胞分化成熟的标志。2.2.血清中含量很少。血清中含量很少。( (五五)IgE)IgE1.1.血清中含量最低。血清中含量最低。2.2.可介导可介导型超敏反应。型超敏反应。3.3.寄生虫感染时升高。寄生虫感染时升高。燕京医学院燕京医学院第四节第四节 Antibody technologyAntibody technology一、一、polyclonal antibody,PcAb,PcAb由多个由多个B B细
16、胞克隆产生的针对多种抗原细胞克隆产生的针对多种抗原表位的抗体。表位的抗体。二、二、monoclonal antibody, ,McAbMcAb由单一克隆杂交瘤细胞产生的识别某一由单一克隆杂交瘤细胞产生的识别某一特定抗原表位的同源抗体。特定抗原表位的同源抗体。1.1.概念：概念：燕京医学院燕京医学院B3B3B2B2B1B1B3B3AgAg机体机体B2B2AgAgB1B1合成并分泌抗体合成并分泌抗体多克隆抗体多克隆抗体AgAg合成并分泌抗体合成并分泌抗体AbAb1 1AbAb2 2AbAb3 3AbAb1 1AbAb2 2AbAb3 3单克隆抗体单克隆抗体机体机体燕京医学院燕京医学院抗体技术的发展
17、经历了三个阶段抗体技术的发展经历了三个阶段第一代：多克隆抗血清第一代：多克隆抗血清第二代：细胞工程抗体第二代：细胞工程抗体第三代：基因工程抗体第三代：基因工程抗体燕京医学院燕京医学院 (1)(1) B B细胞能产生抗体，但不易在体外培养；细胞能产生抗体，但不易在体外培养；2.The production of the 2.The production of the monoclonal antibodymonoclonal antibody(2)(2)骨髓瘤细胞能在体内、外无限增殖，但骨髓瘤细胞能在体内、外无限增殖，但不能分泌抗体；不能分泌抗体； (3)(3) 两者形成的杂交瘤细胞即能大量增殖
18、，两者形成的杂交瘤细胞即能大量增殖，又能合成和分泌特异性抗体。又能合成和分泌特异性抗体。燕京医学院燕京医学院B3B3B2B2B1B1AgAgB2B2B1B1小鼠小鼠骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合细胞融合选择培养（选择培养（HATHAT培养基）培养基）B3B3B2B2B1B1B2B2筛选杂交瘤细胞筛选杂交瘤细胞克隆化建株克隆化建株B2B2AbAb1 1AbAb2 2B3B3AbAb3 3燕京医学院燕京医学院3.3.单克隆抗体的特点和应用：单克隆抗体的特点和应用： 结构高度均一；结构高度均一； 特异性强；特异性强； 效价高；效价高； 少少( (或无或无) )血清血清交叉反应。交叉反应。 临床疾病诊断
19、；临床疾病诊断； 鉴定细胞表面分子；鉴定细胞表面分子； 分离纯化抗原；分离纯化抗原； 肿瘤导向治疗；肿瘤导向治疗； 防治移植排斥反应、防治移植排斥反应、自身免疫病。自身免疫病。燕京医学院燕京医学院 通过基因重组改良抗体性能通过基因重组改良抗体性能小分子抗体（穿透力强）小分子抗体（穿透力强） 人源化抗体（降低抗原性）人源化抗体（降低抗原性） 双价或双特异性抗体（增强抗体的亲和力双价或双特异性抗体（增强抗体的亲和力及效靶细胞的相互作用）。及效靶细胞的相互作用）。 抗体融合蛋白（增加蛋白的半衰期；与药抗体融合蛋白（增加蛋白的半衰期；与药物，毒性分子或酶基因融和表达，可用于肿物，毒性分子或酶基因融和表
20、达，可用于肿瘤等疾病的治疗）。瘤等疾病的治疗）。 细胞内抗体（用于胞内治疗或信号转导研细胞内抗体（用于胞内治疗或信号转导研究）。究）。燕京医学院燕京医学院一、一、IgIg胚系基因及其定位胚系基因及其定位的胚系基因的胚系基因IgIgH H链基因群：位于链基因群：位于1414号染色体号染色体链基因群：位于链基因群：位于2 2号染色体号染色体链基因群：位于链基因群：位于2222号染色体号染色体燕京医学院燕京医学院二、人类二、人类IgIg胚系基因结构及其重排和表达胚系基因结构及其重排和表达 H H链胚系基因结构及其重排和表达链胚系基因结构及其重排和表达C C区基因（区基因（C CH H）:9:9个个V
21、 V区基因区基因V V基因片段（基因片段（V VH H）:65:65个个D D基因片段（基因片段（D DH H）:27:27个个J J基因片段（基因片段（J JH H）:6:6个个燕京医学院燕京医学院 V1V65D2 D3D1D27 V2J1J2 J3 J4J5J6 C C C3 C1 C1 C2 C4 C C2D/JD/J连接连接V/D/JV/D/J连接连接转录转录An V-D-J-CRNARNA剪接剪接An V-D-J-C 翻译翻译VH H C CVH H胚系基因胚系基因重组重组DNADNA初级初级RNARNA转录本转录本 或或 链链mRNAmRNA 或或 链链V255D2J5J4J6 C
22、 C33J5J4 C CJ633D2V2V65L V1D155 C C5533 VDJ燕京医学院燕京医学院 链胚系基因结构及其重排和表达链胚系基因结构及其重排和表达C C区基因（区基因（C C ）:1:1个个V V区基因区基因V V基因片段（基因片段（V V ）:40:40个个J J基因片段（基因片段（J J ）:5:5个个 链胚系基因结构及其重排和表达链胚系基因结构及其重排和表达V V区基因区基因V V基因片段（基因片段（V V ）:30:30个个J J基因片段（基因片段（J J ）:4:4个个C C区基因（区基因（C C ）: :结成结成4 4个个J-CJ-C基因对基因对燕京医学院燕京医学
23、院 V1V40J1J 5 V2 CDNADNA重排重排转录转录An V-J-CRNARNA剪接剪接翻译翻译V C胚系基因胚系基因重组重组DNADNA初级初级RNARNA转录本转录本 mRNAmRNA 轻链轻链5533V2555533J4 C33燕京医学院燕京医学院三、三、IgIg的类别转换的类别转换指一个指一个B B细胞克隆在分化过程中细胞克隆在分化过程中V-D-JV-D-J功功能性基因片段保持不变，而发生能性基因片段保持不变，而发生C C基因基因重排重排的过程。的过程。 类别转换与类别转换与C C区有关，与抗体的特异性不变。区有关，与抗体的特异性不变。 IgIg类别可由类别可由IgMIgM转
24、换成转换成IgGIgG、IgAIgA、IgEIgE等。等。 由存在于各由存在于各C C区前面的转换序列（区前面的转换序列（S S序列）形序列）形 成成S-SS-S重排引起。重排引起。燕京医学院燕京医学院V/D/J S S3 S1 C C C3 C1 CV/D/J S S3 C3 S1 C1 C初次重组初次重组DNADNA环出环出V/D/J S S3 C3 C1 S1二次重组的二次重组的DNADNA燕京医学院燕京医学院免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族自学自学燕京医学院燕京医学院1.1.抗体和免疫球蛋白的概念。抗体和免疫球蛋白的概念。2.2.免疫球蛋白的基本结构及分类依据。免疫球蛋白的基本结构及分
25、类依据。3.Ig3.Ig的功能区及主要功能。的功能区及主要功能。5.5.各类免疫球蛋白的主要特性和功能。各类免疫球蛋白的主要特性和功能。4.4.免疫球蛋白的血清型。免疫球蛋白的血清型。6.6.单克隆抗体的概念和特点。单克隆抗体的概念和特点。燕京医学院燕京医学院问答 简述免疫球蛋白的基本结构简述免疫球蛋白的基本结构 Ig的主要功能的主要功能（生物学活性）有哪些？（生物学活性）有哪些？燕京医学院燕京医学院1下列哪一项不是下列哪一项不是Ig C区的功能区的功能 A激活补体激活补体 B结合细胞表面结合细胞表面FcR C通过胎盘和粘膜通过胎盘和粘膜 D引起引起I型超敏反应型超敏反应 E识别并结合特异性抗
26、原识别并结合特异性抗原2IgG的铰链区位于的铰链区位于 AVH 与与CH1之间之间 BCH1与与CH2之间之间 CCH2与与CH3 之间之间 DCH3与与CH4之间之间 EVH与与CH之间之间E B燕京医学院燕京医学院3免疫球蛋白的型及亚型分类依据是免疫球蛋白的型及亚型分类依据是 AVH和和CH抗原性的不同抗原性的不同 BCL抗原性的不同抗原性的不同 CCH抗原性的不同抗原性的不同 DVL抗原性的不同抗原性的不同 ECL和和CH抗原性的不同抗原性的不同4免疫球蛋白的免疫球蛋白的HVR位于位于 AVH和和CH BFC段段 CVL和和VH DCH和和CL E铰链区铰链区B C燕京医学院燕京医学院5
27、在个体发育中在个体发育中Ig的产生顺序是的产生顺序是 AIgA、IgG、IgM BIgG、IgM、IgA CIgM、IgA、IgG DIgM、IgG、IgA EIgG、IgA、IgM6具有特异性作用的分泌型免疫分子是具有特异性作用的分泌型免疫分子是 A细胞因子细胞因子 B抗体抗体 C粘附分子粘附分子 D淋巴细胞的抗原受体淋巴细胞的抗原受体 E补体补体DB燕京医学院燕京医学院7新生儿脐血中哪类新生儿脐血中哪类Ig水平增高表示有宫内感染水平增高表示有宫内感染 AIgM BIgG CIgA DIgD EIgE8与肥大细胞上与肥大细胞上FcR结合的结合的Ig是是 AIgM BIgG CIgA DIgD
28、 EIgEA E燕京医学院燕京医学院9血清中含量最高的血清中含量最高的Ig是是 AIgM BIgG CIgA DIgD EIgE10主要在粘膜局部抗感染的主要在粘膜局部抗感染的Ig是是 AIgM BIgG CSIgA DIgD EIgEB C燕京医学院燕京医学院11在免疫应答中最早合成的在免疫应答中最早合成的Ig是是 AIgM BIgG CIgA DIgD EIgE12能通过经典途径激活补体的能通过经典途径激活补体的Ig是是 AIgG1、IgG2、IgG4、IgM BIgG1、IgG2、IgG3、IgM CIgG、IgA、IgE、IgM DIgG4、IgA、IgE、IgD E凝聚的凝聚的IgG4、IgA、IgEA B燕京医学院燕京医学院13新生儿从初乳中获得的新生儿从初乳中获得的Ig主要是主要是 AIgM BIgG CIgD DSIgA EIgED
