免疫球蛋白与抗体PPT课件

1、1 免疫球蛋白与抗免疫球蛋白与抗 体体 （ IgIg, , AbAb）2u 掌握免疫球蛋白与抗体的概念及五类免疫掌握免疫球蛋白与抗体的概念及五类免疫 球蛋白的特性。球蛋白的特性。u 熟悉免疫球蛋白的结构、水解片段与功能；熟悉免疫球蛋白的结构、水解片段与功能；u 了解人工制备抗体的类型及临床应用。了解人工制备抗体的类型及临床应用。本章学习要求本章学习要求3概述概述 抗体：抗体：受抗原刺激后，由受抗原刺激后，由B淋巴细胞分化成的浆淋巴细胞分化成的浆细胞产生的能与相应抗原特异结合的细胞产生的能与相应抗原特异结合的免疫球蛋白免疫球蛋白。 抗体主要存在于血清中，也见于其他体液和外分抗体主要存在于血清中，也见于其他体液和外分泌液中，故将抗体介导的免疫称为泌液中，故将抗体介导的免疫称为体液免疫。体液免疫。 一、抗体一、抗体抗原抗原B B浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞抗体抗体抗体抗体T TT T效应淋巴细胞效应淋巴细胞效应淋巴细胞效应淋巴细胞4v1 1、AbAb 的发现：的发现： 18901890年，年，Behring Behring 和北里在德国和北里在德国KochKoch实验室使用实验室使用白白喉脱毒外

2、毒素喉脱毒外毒素注射马，在马血清中发现了一种能中和白注射马，在马血清中发现了一种能中和白喉外毒素的物质，称为喉外毒素的物质，称为“抗毒素抗毒素” ，并挽救了成千上，并挽救了成千上万的白喉患儿万的白喉患儿,60%,60%死亡率降到死亡率降到26%26%。 医学史上的一个重要里程碑，人类医学史上的一个重要里程碑，人类防治传染病的重要方法防治传染病的重要方法血清疗法血清疗法诞生了。诞生了。获获19011901年的第一届诺贝尔奖年的第一届诺贝尔奖血清蛋白电泳图谱显示：白蛋白白蛋白球蛋白球蛋白ab ab ab 未免疫动物血清未免疫动物血清免疫动物血清免疫动物血清免疫动物血清免疫动物血清+ +抗原处理吸收抗原处理吸收后后证证明明：抗抗体体是是 球球蛋蛋白白 免疫球蛋白可分为免疫球蛋白可分为两种两种类型：类型：分泌性分泌性Ig Ig ：存在于血清、体液以及分泌液中，具有存在于血清、体液以及分泌液中，具有抗体的各种功能。抗体的各种功能。膜型膜型Ig Ig ：位于位于B B淋巴细胞的表面，即膜表面免疫球蛋淋巴细胞的表面，即膜表面免疫球蛋白（白（mIgmIg），是），是B B淋巴细胞的抗原识别受体（淋巴细

3、胞的抗原识别受体（BCRBCR）。）。二、免疫球蛋白二、免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）vIg指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。v抗体的化学本质是抗体的化学本质是免疫球蛋白免疫球蛋白，但并非所有免疫球蛋，但并非所有免疫球蛋白都具有白都具有抗体的活性抗体的活性。IgAbAb=Ig Ig AbIgIg与与AbAb的关系的关系抗体抗体= 生物学功能上的概念生物学功能上的概念 IgIg = 化学结构上的概念化学结构上的概念 8第一节第一节 免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构一、基本结构一、基本结构“Y”字型字型 四肽链四肽链2条重链条重链(heavy chain, H)2条轻链条轻链(light chain, L)二硫键连接二硫键连接抗体的基本功能单位抗体的基本功能单位9轻链（轻链（L)L)：约约214214个个AAAA残基，分子量约为残基，分子量约为25kD25kD； 可分为可分为 和和 两型两型 IgGIgG （IgGIgG 和和 IgGIgG ） IgMIgM （IgMIgM 和和 IgMIgM ） IgAIgA

4、 （IgAIgA 和和 IgAIgA ） IgEIgE （IgEIgE 和和 IgEIgE ） IgDIgD （IgDIgD 和和 IgDIgD ）-S-S-S-SS-SNCLHHLN重链重链(H)(H)：约450-550个氨基酸残基个氨基酸残基，分子量分子量约50-75 kD重链分重链分、和和链链10 可变区和恒定区可变区和恒定区可变区可变区（variable region, V variable region, V 区）：区）：轻链和重链靠近轻链和重链靠近N端的约端的约110个氨基酸变化很大，称为可变区，用个氨基酸变化很大，称为可变区，用VH和和VL表示。表示。恒定区恒定区（constant region, C constant region, C 区）：区）：轻链和重链中氨基酸的轻链和重链中氨基酸的组成和排列顺序变化不大，序列较保守的区域。组成和排列顺序变化不大，序列较保守的区域。H链有一个链有一个VH及及34个个CH区。区。 （其中（其中IgM, IgE有有CH4区）区）L链具有链具有VL，CL两个功能区。两个功能区。铰链区铰链区：位于位于CH1与与CH2之间，之间，含有丰富的

5、脯氨酸，易伸展弯含有丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。蛋白酶等水解。11 超变区超变区：重链和轻链重链和轻链V区各有区各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为度可变，称为超变区（超变区（hypervariable region, HVR）或）或决定簇互补决定决定簇互补决定区区（complementary determining region, CDR），），分别为分别为CDR1、CDR2和和CDR3。 是抗体与抗原分子发生特异性结合的部位。是抗体与抗原分子发生特异性结合的部位。 骨架区骨架区：V区中，区中，CDR以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区（易变化，称为骨架区（framework region, FR）。）。可变区可变区可变区可变区：12超变区决定与抗原决定簇结合。超变区决定与抗原决定簇结合。骨架区主要稳定超变区的空间构型。骨架区主要稳定超变区的空间构型。13 人类五类免疫球蛋白人类五类免疫球蛋白141 1、连接链（、连接链（Join

6、 Chain, Join Chain, J J 链链) ) 连接多聚体连接多聚体 Ig Ig 的蛋白质，存在于的蛋白质，存在于SIgA SIgA 和和IgMIgM。J 链链SIgASIgA（分泌型（分泌型 IgA)IgA)J J 链链IgM152 2、 分泌片（分泌片（Secretory piece,SPSecretory piece,SP） 只存在于粘膜分泌型只存在于粘膜分泌型IgAIgA中，由上皮细胞合成，中，由上皮细胞合成，防止蛋白酶对防止蛋白酶对IgAIgA的水解。的水解。SIgASP16二、免疫球蛋白的结构域二、免疫球蛋白的结构域功能区功能区功能区功能区：多肽链折叠成的由：多肽链折叠成的由：多肽链折叠成的由：多肽链折叠成的由链内二硫键链内二硫键链内二硫键链内二硫键连接而成的球连接而成的球连接而成的球连接而成的球状结构，不连续，每个结构域具有各自的功能。状结构，不连续，每个结构域具有各自的功能。状结构，不连续，每个结构域具有各自的功能。状结构，不连续，每个结构域具有各自的功能。V VH H和和V VL L抗原结合位点抗原结合位点CH2 和和CH3补体结合位点，活化补体补体结合位

7、点，活化补体 IgE 的的 CH3 型超敏反应型超敏反应FC段受体段受体亲细胞活性亲细胞活性CH1和和CL同种异型抗原决定簇同种异型抗原决定簇存在部位，遗传标志存在部位，遗传标志铰链区铰链区促进可变区与抗原表位结合；促进可变区与抗原表位结合；暴露补体结合位点，活化补体暴露补体结合位点，活化补体17三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段18水解酶水解酶作用位点作用位点水解片段及其功能水解片段及其功能 木瓜蛋白木瓜蛋白酶酶铰链区重链间二硫铰链区重链间二硫键近键近N N端端（1 1）两个相同的）两个相同的FabFab段：可与抗原结合段：可与抗原结合（2 2）一个）一个FcFc段：激活补体、结合细胞、通段：激活补体、结合细胞、通过胎盘过胎盘胃蛋白酶胃蛋白酶铰链区重链间二硫铰链区重链间二硫键近键近C C端端（1 1）一个具有双价活性的）一个具有双价活性的 F(abF(ab) )2 2段：可段：可同时结合两个抗原表位同时结合两个抗原表位 （2 2）若干个小分子多肽碎片）若干个小分子多肽碎片(pFc(pFc) ) ：无：无生物学作用生物学作用 免疫球蛋白酶解后的比较免疫球蛋白酶解后的比较1

8、9第二节第二节 五类免疫球蛋白的特性与功能五类免疫球蛋白的特性与功能20211、IgG 1 1 1 1、 单体分子；单体分子；单体分子；单体分子； 2 2 2 2、 四个亚类；四个亚类；四个亚类；四个亚类； 3 3 3 3、 血清中含量最高血清中含量最高血清中含量最高血清中含量最高( ( ( (75%Ig75%Ig) ) ) )； 4 4 4 4、 半衰期最长半衰期最长半衰期最长半衰期最长(21(21(21(2123232323天天天天) ) ) )；225 5、抗感染的主要抗体抗感染的主要抗体，具有抗菌、抗病毒、中和，具有抗菌、抗病毒、中和毒素急免疫调节作用，能激活补体。毒素急免疫调节作用，能激活补体。 6 6、再次应答的主要抗体再次应答的主要抗体。 7 7、唯一能通过胎盘的抗体唯一能通过胎盘的抗体（在新生儿抗感染中起（在新生儿抗感染中起重要作用）；重要作用）；232、IgM3 3、在、在免疫应答中产生最早。免疫应答中产生最早。功能：功能：理论上十价，但由于空间位阻，结合价为五价，理论上十价，但由于空间位阻，结合价为五价，但仍具最强的但仍具最强的溶菌、激活补体、免疫调理溶菌、激活补体

9、、免疫调理作用。作用。2 2、在、在个体发育中最早合成，个体发育中最早合成，脐带血中脐带血中IgM升高，表升高，表示胎儿有宫内感染，如风疹病毒、巨细胞病毒等。示胎儿有宫内感染，如风疹病毒、巨细胞病毒等。4 4、占血清、占血清、占血清、占血清IgIg含量的含量的含量的含量的5 510%10%；1 1、五聚体，分子量最大五聚体，分子量最大五聚体，分子量最大五聚体，分子量最大(900kd)(900kd)(900kd)(900kd)，又称巨球蛋白），又称巨球蛋白），又称巨球蛋白），又称巨球蛋白）5 5、半衰期、半衰期、半衰期、半衰期5 5天天天天243、IgA分两型分两型血清型：血清型：IgA1,IgA1,单体。占血清单体。占血清Ig10-20%Ig10-20%分泌型（分泌型（SIgASIgA）：）： IgA2IgA2，二聚体；，二聚体；，二聚体；，二聚体；婴儿可以从母乳中获得婴儿可以从母乳中获得婴儿可以从母乳中获得婴儿可以从母乳中获得 功能功能粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物黏附；粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物黏附；粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物

10、黏附；粘膜局部抗感染免疫，起中和作用，阻止病原微生物黏附；聚合聚合聚合聚合 IgA IgA 激活补体替代途径。激活补体替代途径。激活补体替代途径。激活补体替代途径。 粘膜局部浆细胞合成；粘膜局部浆细胞合成；粘膜局部浆细胞合成；粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；254、IgD2 2、血清中含量极少、血清中含量极少, ,约占血清约占血清IgIg的的1%1%。 4 4、B B细胞成熟的表面标志。细胞成熟的表面标志。3.3.3.3.存在形式：分泌型存在形式：分泌型存在形式：分泌型存在形式：分泌型 血清中，功能不清血清中，功能不清血清中，功能不清血清中，功能不清 1 1 1 1、单体分子、单体分子、单体分子、单体分子 膜结合型膜结合型膜结合型膜结合型 B B B B细胞表面。细胞表面。细胞表面。细胞表面。 意义：意义：B细胞成熟的标志；细胞成熟的标志；抗原受体，对抗原受体，对抗原受体，对抗原受体，对B B细胞活化、增殖和分化起调节细胞活化、增殖和分化起调节细胞活化、增殖和分化起调节细胞活化、增殖和分化起调节

11、 作用。作用。作用。作用。成熟成熟B细胞可同时表达细胞可同时表达SmIgD和和SmIgM。不成熟不成熟B细胞只表达细胞只表达SmIgM。265、IgE1 1、单体分子、单体分子4 4、具亲细胞性（亲细胞抗体）、具亲细胞性（亲细胞抗体）功能：功能：介导介导I I型超敏反应型超敏反应 2 2、血清中含量极微；、血清中含量极微；3 3、呼吸道和消化道粘膜浆细胞产生。、呼吸道和消化道粘膜浆细胞产生。27IgGIgGIgMIgMIgA/SIgAIgA/SIgAIgDIgDIgEIgE存在形式存在形式存在形式存在形式单体单体单体单体五聚体五聚体五聚体五聚体单体单体单体单体/ /二聚体二聚体二聚体二聚体单体单体单体单体单体单体单体单体相对分子质量相对分子质量相对分子质量相对分子质量(1000)(1000)146146970970160/385160/385184184188188血清中总血清中总血清中总血清中总IgIg百分含百分含百分含百分含量量量量70757075510510152015201 10.0020.002半衰期半衰期半衰期半衰期23235 56 63 33 3出现时间出现时间出现时间出

12、现时间 出生后出生后出生后出生后三个月三个月三个月三个月出生前出生前出生前出生前出生后四个出生后四个出生后四个出生后四个月月月月晚晚晚晚晚晚晚晚五大类免疫球蛋白特性比较（五大类免疫球蛋白特性比较（1）28IgGIgGIgMIgMIgAIgAIgDIgDIgEIgE与补体结合能力与补体结合能力与补体结合能力与补体结合能力 中和作用中和作用中和作用中和作用 调理作用调理作用调理作用调理作用 ADCCADCCADCCADCC 参与粘膜防御参与粘膜防御参与粘膜防御参与粘膜防御能穿透胎盘能穿透胎盘能穿透胎盘能穿透胎盘与细胞结合与细胞结合与细胞结合与细胞结合 参与超敏反应参与超敏反应参与超敏反应参与超敏反应 五大类免疫球蛋白特性比较（五大类免疫球蛋白特性比较（2 2）29第三节第三节 抗体的生物学功能抗体的生物学功能30（一）（一） V区区-识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原 病毒病毒毒素毒素二聚体（二聚体（SIgASIgA） - 4 - 4 价价单体分子（单体分子（IgGIgG，IgEIgE） - 2 - 2 价价五聚体（五聚体（IgMIgM） - 5 - 5 价价意义：意义： （1 1）

13、中和效应）中和效应 - - 中和毒素和病毒中和毒素和病毒31FabFc固定补体固定补体与与Fc受体结合受体结合BFc受体受体Ig（2 2）与抗原结合）与抗原结合 - - C C区变构，激活补体，与区变构，激活补体，与FcFc受体结合，起多种效应。受体结合，起多种效应。32 ( (二）激活补体二）激活补体 -发挥发挥溶解细胞溶解细胞等多种活性等多种活性AbAb（IgMIgM、IgGIgG）+ Ag + Ag C1q C1q 补体补体补体补体经典经典经典经典途径途径途径途径 IgG4IgG4、IgAIgA和和和和 IgEIgE的的的的凝聚物凝聚物凝聚物凝聚物 补体补体补体补体旁路旁路旁路旁路途径途径途径途径 33发挥杀伤作用发挥杀伤作用 称称 ADCC 激活激活NK细胞细胞促进吞噬促进吞噬 称称调理作用调理作用 结合吞噬细胞结合吞噬细胞3. 超敏反应：超敏反应：结合肥大细胞及嗜碱性粒细胞。结合肥大细胞及嗜碱性粒细胞。（三）与（三）与Fc受体（受体（FcR)结合结合-介导免疫细胞活性介导免疫细胞活性 体内多种细胞具有体内多种细胞具有Fc受体，如吞噬细胞、受体，如吞噬细胞、NK细细胞、单核细胞

14、、肥大细胞、粒细胞。胞、单核细胞、肥大细胞、粒细胞。1. ADCC(抗体依赖细胞介导的细胞毒抗体依赖细胞介导的细胞毒)作用作用2. 调理作用：调理作用：促进吞噬细胞吞噬细菌等促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性颗粒性抗原。抗原。343536374、通过胎盘、通过胎盘(IgG)和粘膜和粘膜(IgA) IgGIgG是是唯一可通过胎盘唯一可通过胎盘的抗体，在新生儿抗感染的抗体，在新生儿抗感染中有重要作用。中有重要作用。 SIgASIgA可通过分泌片介导可通过分泌片介导穿越粘膜穿越粘膜上皮细胞，在上皮细胞，在 粘膜表面抗感染中起作用重要。粘膜表面抗感染中起作用重要。3839与抗原作特异性结合与抗原作特异性结合激活补体激活补体结合细胞结合细胞 激活吞噬细胞：调理作用激活吞噬细胞：调理作用 激活激活NKNK细胞：细胞：ADCCADCC作用作用 激活肥大细胞：超敏反应激活肥大细胞：超敏反应穿过胎盘和粘膜穿过胎盘和粘膜V V区区活性活性 C C区区活性活性 抗体生物学活性总结抗体生物学活性总结与具有与具有FcFc受体的细胞结合受体的细胞结合40第四节第四节 人工制备抗体人工制备抗体 多克隆抗体多克隆抗体（po

15、lyclonal antibody，PcAb） 单克隆抗体单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb） 基因工程抗体基因工程抗体 （engineering antibody）41 利用抗原免疫动物后从血清中获得的抗体，利用抗原免疫动物后从血清中获得的抗体，含有含有由不同由不同B细胞克隆产生的针对不同抗原决细胞克隆产生的针对不同抗原决定簇定簇的多种类型抗体。的多种类型抗体。（1）预防、治疗感染性疾病（特异性差，可发生超敏）预防、治疗感染性疾病（特异性差，可发生超敏反应）反应） 一、多克隆抗体（一、多克隆抗体（polyclonal antibody）（2）临床诊断）临床诊断Ag42抗血清（多克隆抗体）的制备抗血清（多克隆抗体）的制备43 19751975年建立的技术，通过杂交瘤技术获得年建立的技术，通过杂交瘤技术获得的针对单一抗原决定簇的高特异性抗体。的针对单一抗原决定簇的高特异性抗体。二、单克隆抗体（二、单克隆抗体（monoclonal antibody） 概念：由单一克隆概念：由单一克隆B B细胞产生的细胞产生的, ,只针对只针对某一某一特定抗原决定簇特定抗原决定簇的

16、抗体。的抗体。4445多克隆抗体多克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体来源来源动物免疫血清、恢复期病人血动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群清或免疫接种人群多为鼠源性多为鼠源性特点特点来源广泛、制备容易来源广泛、制备容易纯度高、特异性强、效价高、少纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应、制备成本低或无血清交叉反应、制备成本低组成组成针对不同抗原表位的抗体的混针对不同抗原表位的抗体的混合物合物针对单一表位，结构和组成高度针对单一表位，结构和组成高度均一，抗原特异性及同种型一致均一，抗原特异性及同种型一致应用应用疾病的被动免疫治疗疾病的被动免疫治疗广泛用于疾病诊断、特异性抗原广泛用于疾病诊断、特异性抗原或蛋白的检测和鉴定、疾病的被或蛋白的检测和鉴定、疾病的被动免疫治疗和生物导向药物制备动免疫治疗和生物导向药物制备缺点缺点特异性不高、易发生交叉反应，特异性不高、易发生交叉反应，不易大量制备不易大量制备人体应用后可导致人鼠抗体反应人体应用后可导致人鼠抗体反应多克隆抗体与单克隆抗体的比较多克隆抗体与单克隆抗体的比较46三、基因工程抗体（三、基因工程抗体（Genetically engneering antibody） 利用基因重组技术在工程细胞（如大肠利用基因重组技术在工程细胞（如大肠杆菌、酵母菌、哺乳动物细胞等）生产的高杆菌、酵母菌、哺乳动物细胞等）生产的高特异性抗体。特异性抗体。47一、简答一、简答1 1、简述抗体的生物学作用。、简述抗体的生物学作用。2 2、各类免疫球蛋白在疾病监测中有什么意义？、各类免疫球蛋白在疾病监测中有什么意义？作业作业

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