医学免疫学第六版4抗体课件.ppt

1、医学免疫学第六版医学免疫学第六版4抗体抗体抗体的发现Emilvon Behring （埃米尔埃米尔冯冯贝林贝林）（1854 19171854 1917）发现抗毒素并治愈白喉患者发现抗毒素并治愈白喉患者白喉杆菌白喉杆菌 上百只病死上百只病死白喉毒素白喉毒素分别抽取血液分别抽取血液分离血清分离血清分别向两只试管分别向两只试管内加入白喉毒素内加入白喉毒素u基本概念基本概念u抗体的结构抗体的结构u抗体的多样性和免疫原性抗体的多样性和免疫原性u抗体的功能抗体的功能u各类抗体的特性和功能各类抗体的特性和功能u人工制备抗体人工制备抗体 内内 容容基本概念基本概念抗体（抗体（antibody,antibody

2、,AbAb）:是是B B淋巴细胞或记忆淋巴细胞或记忆B B细胞接受抗原激活后增殖分化为细胞接受抗原激活后增殖分化为浆细胞浆细胞所产生的能与相应抗原特异性结合的所产生的能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白。B PAgAb特异性结合（特异性结合（AbAb活性）活性）分布：血清、组织液、外分泌液及某些细胞膜表面分布：血清、组织液、外分泌液及某些细胞膜表面 免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin,immunoglobulin,IgIg）:具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。两种存在形式：两种存在形式：分泌型分泌型(secre

3、ted immunoglobulin,secreted immunoglobulin,sIgsIg)-体液体液,介导体液免疫应答。介导体液免疫应答。膜型（膜型（membrane immunoglobulin,membrane immunoglobulin,mIgmIg）-B B细胞膜细胞膜，抗原受体抗原受体(BCRBCR)。基本概念基本概念基本概念基本概念 凝胶电泳法凝胶电泳法 l 球蛋白球蛋白 =丙种球蛋白丙种球蛋白 =胎盘球蛋白胎盘球蛋白 =抗体分子？抗体分子？5l抗体都是免疫球蛋白抗体都是免疫球蛋白l并非所有的免疫球蛋白都是抗体并非所有的免疫球蛋白都是抗体基本概念基本概念AbAb与与Ig

4、Ig的关系？的关系？Ig是化学结构的概念，Ab是生物学功能上的概念 6 第一节第一节 抗体的结构抗体的结构 （Structure of Ab Molecules）一一.基本结构基本结构恒定区（恒定区（constant region,C区）区）铰链区铰链区 (hinge region)三个区（五个区）三个区（五个区）可变区可变区（variable region,Vvariable region,V区）区）超变区（超变区（hypervariable region,HVR）骨架区（骨架区（framework region,FR）免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构4条肽链通过二硫键连接形成条肽链通过二硫

5、键连接形成”Y”字形结构字形结构.两对链两对链N N端端C端端互补决定区互补决定区(complementarity determining region,CDR)7结构域（功能区）结构域（功能区）免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构p 抗体分子每条多肽链分别由抗体分子每条多肽链分别由2-52-5个约含个约含110110个个aaaa折叠形成的球形结构域，具有不同的生物学折叠形成的球形结构域，具有不同的生物学功能，又称为功能区。功能，又称为功能区。p轻链包括轻链包括V VL L和和C CL L两个结构域两个结构域,重链含有重链含有1 1个个V VH H和和3-43-4个个C CH H结构域。结构域。结

6、构域（功能区）结构域（功能区）免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构(一一)重链和轻链重链和轻链 二硫键连接二硫键连接 （Heavy&light chainsHeavy&light chains）p 重链（重链（Heavy chain,HHeavy chain,H链）链）根据恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为：根据恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为：重链分：重链分：IgIg分：分：IgAIgA IgGIgG IgDIgD IgEIgE IgMIgM免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 8subclassp轻链（轻链（light chain,L链）链）根据恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为根据恒定区氨基酸

7、组成和排列顺序不同分为两型两型：(type)、正常人血清免疫球蛋白正常人血清免疫球蛋白:=2:1小鼠小鼠:=20:1 过多过多-B细胞瘤细胞瘤根据根据 C区个别氨基酸差异，分为四个亚型区个别氨基酸差异，分为四个亚型subtypep可变区可变区（V V区）区）N-N-末端末端 1/2L1/2L链链 +1/4(+1/4(或或1/5)H1/5)H链链氨基酸序列变化较大氨基酸序列变化较大 VL VHVL VH 超（高）变区(HVR)HVR)骨架区 （FRFR）免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构9（二）可变区与恒定区（二）可变区与恒定区（Variable&constant regionsVariable&

8、constant regions）超（高）变区（超（高）变区（hypervariable region，HVR)亦称为亦称为互补决定区互补决定区(complimentarity determining region,CDR):CDR1、CDR2、CDR3共同构成共同构成Ag结合部位。结合部位。骨架区（骨架区（Framework region，FR):维持超（高）变区的空间构型。维持超（高）变区的空间构型。免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构11超变区超变区/互补决定区互补决定区骨架区骨架区CDR：包括：包括CDR1、CDR2、CDR3;抗原结合部位抗原结合部位免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构12抗

9、原抗原B B细胞表位细胞表位 抗体抗体 CDR表位AbAgp恒定区（恒定区（C区）区）C-末端末端1/2L链链+3/4(4/5)H链链 氨基酸序列相对稳定氨基酸序列相对稳定 CL CH同一种属的不同个体，针对不同抗原所产生的同一类别同一种属的不同个体，针对不同抗原所产生的同一类别AbAb，其免疫原性相同。，其免疫原性相同。3 3 铰链区（铰链区（Hinge regionHinge region）位位于于Y Y形分子拐角处即在形分子拐角处即在CH1CH1和和CH2CH2之间之间 特点：特点：1)含大量脯氨酸含大量脯氨酸 变构：有利于变构：有利于 Ab 与与Ag的结合的结合 有利于暴露补体结合位点

10、有利于暴露补体结合位点2)对蛋白酶敏感对蛋白酶敏感免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构13免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构14不同类或亚类的不同类或亚类的AbAb铰链区不尽相同，铰链区不尽相同，IgG1,IgG2,IgG4IgG1,IgG2,IgG4和和IgA-IgA-较短；较短；IgG3IgG3和和IgD-IgD-较长；较长；IgMIgM，IgE-IgE-无无IgIg分子结合抗原前后的构象变化分子结合抗原前后的构象变化FabFc补体结合位补体结合位点被屏障点被屏障结合抗原之前结合抗原之前 暴露的补暴露的补体结合位体结合位点点结合抗原之后结合抗原之后免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构18免疫球蛋白的

11、结构免疫球蛋白的结构IgAIgM19J链（链（joining chain)富含半胱氨酸（富含半胱氨酸（cysteine)的多肽链，浆细胞合成，将的多肽链，浆细胞合成，将Ig连接为二聚体或多连接为二聚体或多聚体聚体免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构IgA 分子辅助成分，含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，结合于分子辅助成分，含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，结合于IgA二聚体上，形二聚体上，形成分泌型成分泌型IgA（SIgA）。）。分泌片保护分泌型分泌片保护分泌型IgA免受蛋白水解酶降解作用，并介导从黏膜下通过黏膜等细胞转运免受蛋白水解酶降解作用，并介导从黏膜下通过黏膜等细胞转运到黏膜表面。到黏

12、膜表面。免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构20免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构21第二节 抗体的多样性和免疫原性 不同抗原或同一种抗原刺激不同抗原或同一种抗原刺激B细胞产生免疫球蛋白，在特异性及其类型等方面不尽相同细胞产生免疫球蛋白，在特异性及其类型等方面不尽相同不同抗原表位刺激机体产生不同类型免疫球蛋白，识别抗原特异性不同，重链和轻链型别不同抗原表位刺激机体产生不同类型免疫球蛋白，识别抗原特异性不同，重链和轻链型别也有差异也有差异不同抗原表位刺激诱导产生同类免疫球蛋白，其识别抗原特异性也不同不同抗原表位刺激诱导产生同类免疫球蛋白，其识别抗原特异性也不同免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的血清型22免

13、疫球蛋白的免疫原性Ig 分子上含有3类不同抗原表位，分别为：VHCH1CH2CH3CH4VLCL由由C C区决定区决定免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的血清型23免疫球蛋白的类型免疫球蛋白的类型（一）类（一）类Ig重链重链C区含抗原表位不同区含抗原表位不同 IgG,IgA,IgM,IgD,IgE（二）亚类（二）亚类同一类同一类Ig重链的抗原性及二硫键数目和位置不同重链的抗原性及二硫键数目和位置不同 IgG14，IgA1，2，IgM 1，2（三）型（三）型Ig轻链抗原表位不同轻链抗原表位不同 型型（四）亚型（四）亚型同一型免疫球蛋白，根据其轻链同一型免疫球蛋白，根据其轻链C区区N端氨基酸排列的差异，

14、端氨基酸排列的差异，例如例如 链链190氨基酸为亮氨酸氨基酸为亮氨酸 OZ（）（）1 精氨酸精氨酸 OZ()2 154氨基酸甘氨酸氨基酸甘氨酸 Kern(+)3；丝氨酸丝氨酸Kern(-)4VHCH1CVLCL免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的血清型24由超变区决定由超变区决定免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的血清型25 类型名称类型名称 变异部位变异部位 血清型血清型 类类 CH IgG，IgA,IgM,IgD,IgE 亚类亚类 CH IgG14,IgA12,IgM 型型 CL ,亚型亚型 CL()CH(1 3)Gm CH(2)A2M1,A2M2 CL()Km1,Km2，Km3 VH/VL 极多，极

15、多，108同种型同种型同种异型同种异型独特型独特型 第三节第三节 抗体的功能抗体的功能26 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能27抗体的中和作用抗体的中和作用抗体的调理作用抗体的调理作用 Fc R 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity）AbEffector cellTarget cell表达表达Fc受体的细胞受体的细胞(NK、M、中性粒细胞）、中性粒细胞）通过识别抗体的通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的段直接杀伤被抗体包被的的靶细胞。的靶细胞。NK介导介导 ADCC经典途径激

16、活补体经典途径激活补体C1qr2s2调理吞噬作用调理吞噬作用靶细胞靶细胞 肥大细肥大细胞胞或嗜碱或嗜碱性粒细胞性粒细胞Fce e R Th2 APC IL-4BCRIgE粘膜下腺粘膜下腺血小板血小板平滑肌细胞平滑肌细胞小血管小血管释释放放介介质质变应原变应原 脱颗粒脱颗粒 致敏肥大细胞或致敏肥大细胞或嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞产生产生IgE临床症状临床症状 肥大细肥大细胞胞或嗜碱或嗜碱性粒细胞性粒细胞滋养层细胞-新生Fc段受体(FcRn)neonatal FcR 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能免疫球蛋白各功能区的功能免疫球蛋白各功能区的功能各功能区的功能各功能区的功能17VH+VL 抗原特异性

17、结合位点抗原特异性结合位点CH+CL同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记(IgG)CH2、(IgM)CH3补体结合位点补体结合位点(IgG)CH2+CH3介导介导IgG通过胎盘通过胎盘(IgG)CH3结合细胞表面受体结合细胞表面受体Fc R(M,B,NK)(IgE)CH4结合肥大细胞，嗜碱性粒细胞结合肥大细胞，嗜碱性粒细胞(Fce eR)Ig GIg MIg AIg EIg D第四节第四节 各类抗体的特性和功能各类抗体的特性和功能29IgGIgG分子的四种亚型分子的四种亚型IgG1IgG4IgG3IgG2 各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能u主要以单体形式存在，抗原结合价为主

18、要以单体形式存在，抗原结合价为2 2价价u出生后出生后3 3个月开始合成，个月开始合成，3 35 5岁接近成人岁接近成人u血清中含量最高，占血清总血清中含量最高，占血清总IgIg的的75-80%75-80%u产生比较晚，是再次应答的主要抗体产生比较晚，是再次应答的主要抗体u半衰期最长半衰期最长(t 2323天天)u分布最广，易通过毛细血管壁，是血管外的主要抗体分布最广，易通过毛细血管壁，是血管外的主要抗体u唯一能通过胎盘的唯一能通过胎盘的IgIg，新生儿抗感染免疫起重要作用新生儿抗感染免疫起重要作用u激活补体激活补体 IgG1 IgG13 3（经典），经典），IgG4IgG4（替代）替代）u结

19、合细胞结合细胞 吞噬细胞调理作用吞噬细胞调理作用 NKNK细胞，吞噬细胞介导细胞，吞噬细胞介导ADCCADCC 结合结合SPASPA协同凝集实验协同凝集实验特性：又称为胎盘球蛋白特性：又称为胎盘球蛋白 u新生儿抗感染免疫的重要抗体新生儿抗感染免疫的重要抗体u介导介导II,IIIII,III型超敏反应型超敏反应u介导自身免疫介导自身免疫功能：功能：u抗感染的主要抗体抗感染的主要抗体 IgGIgG四个亚类的特点四个亚类的特点IgG1IgG2IgG3IgG4血清含量血清含量(占占IgG的百分比）的百分比）70 20 6 4 血清半衰期血清半衰期(天天)23 23 7 23通过胎盘通过胎盘 +固定补体

20、固定补体 +结合结合Fc受体受体 +IgM J J 链链分分 泌泌 型型 IgM膜膜 型型 IgMmIgM Ig Igb b Ig Igb b各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能B31Membrane-bound IgM特性：又称巨球蛋白特性：又称巨球蛋白u分子量最大，以五聚体形式存在，抗原结合价为分子量最大，以五聚体形式存在，抗原结合价为5 5价价u出现最早的出现最早的IgIg（胚胎末期）胚胎末期）u分布局限，几乎都在血管内分布局限，几乎都在血管内u通过经典途径激活补体通过经典途径激活补体功能：功能：u抗感染的先锋抗体（早期抗感染）早期诊断依据抗感染的先锋抗体（早期抗感染）早

21、期诊断依据 抗菌作用最强抗菌作用最强(500(50010001000IgG)IgG)u天然血型抗体天然血型抗体u宫内感染的诊断依据宫内感染的诊断依据u只表达只表达mIgMmIgM是未成熟是未成熟B B细胞的标志细胞的标志各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能33 J 链链分泌片分泌片IgA dimerIgAIgA：血清型血清型-单体单体分泌型分泌型-双体双体特点特点:u以二聚体形式存在，抗原结合价为四价以二聚体形式存在，抗原结合价为四价u生后半年左右合成生后半年左右合成usIgAsIgA通过母乳被动转移给新生儿通过母乳被动转移给新生儿u分布分布:唾液唾液,泪液泪液,乳汁以及呼吸道

22、，消化道和泌尿生殖道的分泌液中乳汁以及呼吸道，消化道和泌尿生殖道的分泌液中 功能：功能：u粘膜局部抗感染的主要抗体粘膜局部抗感染的主要抗体 阻止病原体粘附于粘膜细胞阻止病原体粘附于粘膜细胞中和病毒和外毒素中和病毒和外毒素各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能34各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能35结构结构功能：功能：u 介导介导I I型型超敏反应超敏反应 嗜酸性粒细胞有IgE的FcR，嗜酸性粒细胞通过此受体结合包被在蠕虫上的IgE的Fc段，最终杀死寄生虫u 抗寄生虫感染抗寄生虫感染 人类各类免疫球蛋白分子的特性 (P36)抗体类别抗体类别 IgG IgA Ig

23、M IgD IgE重链类别重链类别 m m d d e e重链亚类重链亚类1,2,3,41,2,3,4 1,2 1,2轻链类别轻链类别 和和 和和 和和 和和 和和 分子式分子式 2 2 2 或或 2 2 2 2 2 2或或(2 2 2)5SCJ 2 2 2或或(2 2 2)5SCJ (m (m2 2 2)5J或或 (m (m2 2 2)5J d d 2 2 2 或或d d2 2 2 e e2 2 2 或或 e e2 2 2分子量分子量（kDakDa）150 160或或 400 900 180 190固定补体能力固定补体能力 +-+-血清浓度血清浓度(mg/100ml)(mg/100ml)10

24、00 200 120 3 0.05血清半衰期血清半衰期(天天)23 6 5 3 2穿过胎盘穿过胎盘 -肥大细胞和嗜碱肥大细胞和嗜碱性细胞脱颗粒性细胞脱颗粒-+裂解细菌活性裂解细菌活性 +?抗病毒活性抗病毒活性 +?u 多克隆抗体多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb)u单克隆抗体单克隆抗体(monoclonal antibody,McAb)由单一克隆由单一克隆B B细胞杂交瘤产生的，只识别抗细胞杂交瘤产生的，只识别抗 原分子某一特定抗原决定簇的具有高度特异性原分子某一特定抗原决定簇的具有高度特异性 的抗体。的抗体。u基因工程抗体基因工程抗体(genetic enginee

25、ring antibody)第五节第五节 人工制备抗体人工制备抗体 36多克隆抗体的获得途径：多克隆抗体的获得途径：动物免疫血清，恢复期患者血清，免疫接种人群动物免疫血清，恢复期患者血清，免疫接种人群多克隆抗体的优点：多克隆抗体的优点：作用全面作用全面,来源广泛来源广泛,容易制备容易制备,具有中和抗原、免疫调理具有中和抗原、免疫调理ADCC,CDC等作用全面的优势。等作用全面的优势。多克隆抗体的缺点：多克隆抗体的缺点：特异性不高，交叉反应，制备量小。特异性不高，交叉反应，制备量小。单克隆抗体和基因工程抗体单克隆抗体和基因工程抗体37单克隆抗体和基因工程抗体单克隆抗体和基因工程抗体39本章要求掌握抗体的基本概念及分子结构掌握抗体的基本概念及分子结构掌握抗体的类型及生物学活性掌握抗体的类型及生物学活性掌握各类免疫球蛋白的特性及功能掌握各类免疫球蛋白的特性及功能理解抗体的免疫原性（血清型）理解抗体的免疫原性（血清型）理解单克隆抗体的概念及制备方法理解单克隆抗体的概念及制备方法谢谢观赏！2020/11/585