第三讲-免疫球蛋白-2018
免疫球蛋白
第三章免疫球蛋白免疫球蛋白(Ig)：具有Ab活性或化学结构与Ab相似的球蛋白。
*抗体(Ab)：有效Ag刺激BC使之分化增殖为浆C，产生能与相应Ag特异性结合的球蛋白。
Ag→BC→浆C→抗体（都是）免疫球蛋白(Ig)：IgG、M、A、D、E免疫球蛋白不一定都是抗体1、存在：血清、组织液、外分泌液、某些淋巴C表面，如BC。
2、血清电泳：γ区、延伸至β、α2区。
3、性质：A、不耐热、需低温保存，对蛋白酶敏感。
B、可被中性盐类沉淀：免疫血清50%（NH4）2SO4→Ig一、Ig的基本结构：(结合图7)(一)重链和轻链：各一对、由—S-S—相连、呈“T”或“Y”形。
两个末端：氨基端(N端)、羧基端(c端)。
(二)可变区和恒定区：1、可变区(V区)：位于N端，高变区(HVR)：在V区内，L链和H链各有三个HYR，是抗体与抗原结合部位。
*Ig的高变区(结构)与抗原结合部位(功能) 均在HVRIg独特型抗原决定簇(该区抗原性)2、恒定区(C区)：位于C端。
(三)绞链区：在CH1与CH2之间，含脯氨酸较多，可自由转动，有助Ab与抗原决定簇结合、使Ig变构（“T”→Y)、暴露其上的补体C1q结合点，激活补体。
此区对蛋白酶敏感。
(四)Ig的水解片段：IgG木瓜蛋白酶→2Fab段与抗原结合1Fc段有多种生物功能IgG胃蛋白酶→F(ab')2段;→2F(ab')段pFc'段：小分子多肽、无免疫原性*在制备免疫制剂、疾病防治上有实际意义，如马血清抗毒素在胃蛋白酶作用下除去大部分Fc段、降低其(Fc段)免疫原性,减少血清过敏反应发生丙种球蛋白→胃蛋白酶作用后→静脉注射丙种球蛋白(五)J链和分泌片：1、J链：由合成IgA或IgM的浆C产生。
作用：稳定多聚体结构及参与体内运转。
2、分泌片(SP)：由粘膜上皮C合成。
作用：保护slgA免受蛋白酶的水解，介导多聚IgA向黏膜上皮外输送。
二、Ig的抗原性(自学)：三、Ig的生物学功能：(一)特异性结合抗原：(二)激活补体：(三)通过与细胞FcR结合发挥生物学效应：1、调理(促吞噬)作用：细菌等颗粒性Ag+IgG→通过其IgG的Fc段与吞噬C表面FcR结合→促进吞噬细菌等Ag 2、ADCC(发挥抗体依赖细胞介导的细胞毒作用)：带有相应Ag的靶C(如病毒感染c、肿瘤c)+IgG促进对靶C的杀伤↓通过IgG的Fc段与NKC、巨噬C等细胞表面FcR结合3、介导I型超敏反应(四)中和作用： 1、抗毒素+游离外毒素→毒性中和2、中和Ab十V→可改变V表面结构，使其失去致病性(五)通过胎盘与黏膜(选择性传递)： 1、母体IgG通过胎盘→胎儿2、SIgA通过粘膜→呼吸道、消化道(六)免疫调节：对IR具有正、负调节作用，如IgG的反馈调节作用；独特型网络的调节作用。
第三章 免疫球蛋白
第二节 Ig的功能
一、V区的功能
*主要功能：识别并特异性的结合抗原。 *特异性是由V区，特别是HVR(CDR)的空间构型所决定。 *Ig单体可结合两个抗原表位，为双价。 *Ab +Ag——发挥免疫效应： 抗毒素(IgG, IgA)中和外毒素； 病毒的中和抗体阻止病毒吸附和穿入易感细胞； 分泌型IgA抑制细菌粘附到宿主细胞。
IgM是B细胞抗原受体(BCR)的主要成分;未成熟 B细胞仅表达mIgM。
天然血型抗体是IgM；类风湿因子亦属IgM。 参与II、III型超敏反应。
三、IgA
血清型IgA: 结构为单体。
分泌型IgA(SIgA): *结构为二聚体：IgA + J链 + SC *IgA由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中 浆细胞产生; SC由粘膜上皮细胞合成。 *主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道、消化道 和泌尿生殖道粘膜表面的分泌液中。
*Ig分子的每条肽链折叠的几个球形单位，它们的功能不 同，但结构相似。 *约由110个aa 残基组成，其aa序列相似或同源。 *L链：VL、CL H链：IgG、IgA、IgD: VH, CH1, CH2, CH3 IgM、IgE: VH, CH1, CH2, CH3, CH4
*Ig功能区的功能： ①VH和VL结合抗原，CDR与抗原表位互补； ②CH和CL上具有部分同种异型（allotype）的遗传标志 ③IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q结合位点，可启动 补体活化经典途径； ④IgG的CH3可结合细胞（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、 B细胞、NK细胞）表面的FcR（FcR）结合， IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc 受体（FcR）结合。
(三) 穿过胎盘和粘膜: IgG输送蛋白：表达于胎盘滋养层细胞 滋养层细胞 胎儿血液循环 新生儿抗感染
第3章 免疫球蛋白
三、免疫球蛋白的水解片断
1、水解作用
Ig 木瓜蛋白酶 2Fab＋Fc Ig 胃蛋白酶 F(ab´)2+pFc´
2、 水解意义
阐明Ig的结构和生物活性， 指导生物制品的生产和临床应用
第二节 五类免疫球蛋白 的特点和功能
一、Ig分类 1、类：根据同种系所有个体的Ig重链C区的抗原性 分为五类 IgM()、IgG()、IgA()、IgD()、IgE() 2、亚类：同一类Ig内的aa序列及二硫键的数目和位 置 IgG—IgG1、IgG2、IgG3和IgG4 ； IgA—IgA1和IgA2； IgM—IgM1和IgM2。 3、型：根据Ig轻链C区的抗原性分为链和链。 ：约2：1. 4、亚型： 链有多种亚型。（轻链抗原决定簇在CL区， 分κ 和λ 。1个Ig分子轻链只有一个型，不是κ 型就 是λ 型。）
10,530
320 X 10,530 = 3,369,600
The potential diversity generated by V(D)J recombination is virtually infinite. >Total lymphocytes in a human ~1012 >Genome size ~3X109 bp
四、选择性传递
（主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行的。 ）
五、具有免疫原性
1、同种型（isotype）
2、同种异型（allotype）
3、独特型（idiotype）
将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体 内进行免疫，均能诱导机体发生免疫应答， 产生相应的抗体，这些抗体可用血清学方 法进行检测，因此称为Ig的血清型
（二）重链类型转换 （成熟B细胞，抗原刺激后） 即class switch，又称S-S转换。
第3讲 免疫球蛋白(第4章)
Ig功能区的功能
VH+VL CH+CL
一个抗原结合位点 ——结合抗原 种属型标志 ——Ig的免疫原性 ——结合补体
(IgG)CH2 (IgM)CH3 C1q的结合位点 结合胎盘ＦcRn (IgG)CH2 (IgG)CH3 结合FcR
(MC,M,B,NK)
——介导IgG通过胎盘
——调理作用 ADCC
⊕单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)
(一)多克隆抗体(polyclonal antibody, PcAb)
多克隆抗体----一般指血清抗体，是由含多种抗 原表位的抗原物质，刺激、活化多个B细胞克隆所 产生的针对多种不同抗原表位的不同抗体的混合。
来源广泛、制备容易。 特异性不高，常出现交叉反应。
②膜型Ig---构成了B细胞表面的抗原受体。
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901
1908 1972 1977 von Bering Ehrlich & Metchnikoff Edelman & Poter Yalow Koler,Milstein & Jerne Tonegawa 血清治疗 抗体生成、吞噬 抗体分子结构 放射免疫测定 单克隆抗体 Ig基因结构
[复习思考题]
第3章 抗原 1. 半抗原的含义及种类举例。 2. 固有免疫和适应性免疫的特点比较。 3. 如何理解异物性？ 4. 如果用某种抗原免疫动物，影响血清抗体产生水平的 因素有哪些？ 5. 表位的概念 。T表位和B表位的特点比较。 6. 为什么用牛痘病毒制备的牛痘疫苗可以预防天花病毒 感染？ 7. TD-Ag和TI-Ag的概念及比较。 8. 为什么使用动物免疫血清之前必需做皮试？ 9. 什么是超抗原？有何意义？ 10. 常见作用于人的T、B细胞丝裂原有哪些？
免疫球蛋白
免疫球蛋白免疫球蛋白由两条相同的轻链和两条相同的重链所组成，是一类重要的免疫效应分子；由高等动物免疫系统淋巴细胞产生的蛋白质，经抗原的诱导可以转化为抗体。
因结构不同可分为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE 5种，多数为丙种球蛋白。
可溶性免疫球蛋白存在于体液中，参与体液免疫；膜型免疫球蛋白是B淋巴细胞抗原受体。
折叠编辑本段主要结构Ig 分子的基本结构是由四肽链组成的，即由二条相同的分子量较小的轻链（L 链）和二条相同的分子量较大的重链（H 链）组成的。
L 链与H链是由二硫键连接形成一个四肽链分子，称为Ig分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本结构。
现已知5 种免疫球蛋白中IgG、IgA 和IgD的H链各有一个可变区（VH）和三个恒定区（CH1、CH2 和CH3）共四个功能区。
IgM和IgE 的H链各有一个可变区（VH）和四个恒定区（CHl、CH2、CH3 和CH4）共五个功能区。
VL和VH 是与抗原结合的部位，单体由一对L链和一对H链组成的基本结构，只有2 个与抗原结合的位点，如IgG、IgD、IgE、血清型IgA；双体由J链连接的两个单体，有4 个与抗原结合的位点，如分泌型IgA （SIgA），所以SigA 结合抗原的亲合力要比血清型IgA 高。
五聚体由J 链和二硫键连接五个单体，如IgM。
五聚体IgM 理论上应为10 个与抗原结合的位点，但实际上由于立体构型的空间位阻，—般只有5 个结合点可结合。
H和L链上都有可变区，同类重链和同型轻链的近N端约110个氨基酸序列的变化很大，其他部分的氨基酸序列相对恒定，据此可将轻链和重链区分为可变区（V）和恒定区（C）。
VH和VI。
各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度变化，称为高变区(HVR）或互补决定区（CDR），分别为CDRl、CDR2和CDR3。
CDR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（FR）。
VH和VI。
各有113和107个氨基酸残基，组成4个FR（分别为FRl、FR2、FR3和FR4）和3个CDRs。
3免疫球蛋白
（三）基因工程抗体：
根本出发点：解决抗体的鼠源性问题。 优 点：人源化或完全人源的抗体，均一性强，可工业化 生产。 不足：亲和力低，效价不高。 1、嵌合抗体： • V区来自小鼠，C区来自人； • 降低了鼠源抗体的免疫原性。 2、改型抗体/CDR移植抗体： • 只保留小鼠单抗中的CDR区，其余部分来源于人； • 影响与抗原结合的亲和力。
高变区(hypervariable
region,HVR )：
VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高
度可变，分别用HVR1、HVR2、HVR3 表示。
（2）恒定区 (constent
region，C区)：
重链和轻链V区以外的氨基酸序列相对稳定，包 括L链近C端的1/2，H链近C端的3/4或4/5。CH和CL
具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋 白统称为免疫球蛋白。
两者的关系：Ab都是Ig（结构）， Ig不一定都是Ab（抗体活性）。
lg分型： 1、分泌型（secreted Ig, sIg）—主要存在于体液（血 液及组织液），具有抗体的各种功能。 2、膜型（membrane Ig，mIg）—存在于B细胞 表面，构成B细胞膜上的抗原受体。
IgM
是初次体液免疫应答中最早出现的抗体，是机体 抗感染的先头部队。 • 五聚体，分子量最大，又称巨球蛋白，不能通过血管 只存在于血液 • 激活补体和免疫调理作用最强 • 个体发育中合成最早的Ig • 初次体液免疫应答中最早出现的Ab 有助于感染性疾病的早期诊断 • 天然的血型抗体 • 单体IgM是细胞膜表面免疫球蛋白(mIgM) 只表达mIgM是未成熟B细胞的标志 天然存在的血型抗体是IgM
T
Y
利于V区与不同距离的抗原 表位结合暴露补体结合位点
微生物学与免疫学课件——免疫球蛋白(共38张PPT)
（二） 激活补体
IgG1-3和IgM与相应抗原结合后，可因构型改变而使其 CH2/CH3功能区内的补体结合点暴露，从而激活补体经典途径。 IgG4、IgA和IgE的凝聚物可激活补体旁路途径。
免疫球蛋白
免
疫
分 子
（三） 结合细胞表面的 Fc 受体
1.调理作用 ( IgG)：IgG与细菌等颗粒性抗原结合后，可通过其Fc 段与巨 噬细胞和中性粒细胞表面相应IgG Fc受体结合，促进吞噬 细胞对细菌等颗粒抗原的吞噬，此即抗体的调理吞噬作用。
n 铰链区能改变两个Y形臂之 间的距离，有利于两臂同 时结合两个不同的抗原表 位。IgD、IgG、IgA有铰 链区，IgM和IgE则无。
免疫球蛋白
免
疫 分
二、免疫球蛋白的其他结构
子
● 连接链(joining chain，J链) 是一条富含半胱氨酸的多肽链,由浆
细胞合成。
作用: 连接Ig分子形成二聚体和五 聚体。
n 意义: • 用于研究免疫球蛋白的结构和
功能;
• 构建基因工程抗体。 • 避免超敏反应。
可变区
免疫球蛋白
抗原结合部位
VH
CH1
N端
VH
VL
VL
CL
Fab段
CL
FC 段
铰
链
区
CH2 补体结合
恒定区
C端
CH3
Fc受体结合
免疫球蛋白
免
疫 分
第二节 免疫球蛋白的血清型
子
n （一）同种型：同种型（isotype）是指同一种属所有个 体的Ig分子共有的抗原特异性标志，为种属型标志。同 种型抗原决定基存在于Ig C区，表现在全部Ig的类、亚类、
第三讲免疫球蛋白最后稿
轻链（L链） 轻链易变区（VL）——结合抗原
轻链恒定区（CL）——遗传标志
重 链
Байду номын сангаас
重链易变区（VH）——结合抗原
IgG、
IgA、
CH1——遗传标志
IgD
恒定区 CH2——结合补体、活化补体，通过胎盘
（CH2+CH3）
CH3——与细胞表面Fc受体结合
IgM.IgE 重链一个VH，4个CH，即多CH4区，IgE CH4可与肥大
L链V区的CDR：
24-34；50-56； 90-102；
H链V区的CDR：
31-37；51-68； 95-111；
骨架区：CDR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，FR。VH和VL
各有4个FR。
抗原结合位点：
VH
VL
表位
（4）铰链区
铰链区：位于CH1、CH2之 间有10-60个氨基酸，富 含大量脯氨酸和二硫键， 不易形成α螺旋，对蛋白 酶处理很敏感。张合自如， 可展开至180度。
注：可以有抗体活性，也可以没有。
Disulfide bond
Carbohydrate
CL VL
VH
CH1
CH2
Hinge Region
CH3
二 抗体的结构
分类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。
1 抗体的基本结构
单体结构：
所 有 种 类 Ig 的 单 体 分子结构都是相似的， 即是由两条相同的重链 和两条相同的轻链四条 肽链构成的“Y”字形的 分子。
一个可结晶片段（Fc）
IgG
2Fab + Fc
免疫球蛋白(共62张PPT)
属IgG
IgM的特性和功能
为五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白； 个体发育中最先出现的Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血
IgM增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染 等）；
免疫球蛋白H链和L链基因结构示意图
L1 VH1 L2 VH2 Ln VHn D1D2 Dn
JH1—6
C C C3 C1 C C1 C C2 C4 C C2
免疫球蛋白重链胚系基因
L1 Vk1 L2 Vk2 Ln Vkn
Jk1—5
Ck
L1 V1 L2 V2
Ln Vn J 1 C1 J 2 C2 J n Cn
同的抗原特异性。
抗独特型抗体（anti-idiotype antibody，AId）：
是指独特型可刺激异种、同种异体以及自体产 生相应抗体。
根据AId反应特点分为：Ab2、 Ab2、 Ab2 和Ab2四种。
独特型及抗独特型网络（ Id- AId）
Id表位具有自身免疫原性，体内存在能识别自
身Id的淋巴细胞，可产生抗独特型抗体，进行 免疫调节。
IgG通过胎盘；
定抗体与抗原结合的特异性； 凝聚的IgA或IgG4 激活补体经典途径
血清IgM升高说明有近期感染；
初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用
体内结合相应抗原分子
发挥免疫效应（生理与病理）；
* 高变区（hypervariable region, HVR）：在VL 同种异型决定簇存在Ig的恒定区。
MAb的优点是：高效价，可大量生产 IgE介导的肥大细胞激活
血清IgM升高说明有近期感染；
3免疫球蛋白
第一部分导入语敌人就是各种各样的抗原，而最终清除抗原的机制是相当复杂的，需要调动免疫系统各种成分来参与，今天这堂课我们就来学习抗体和的相关知识，看看它们在清除抗原的战斗中发挥了怎样的作用……第二部分：教学内容第4章免疫球蛋白第一节免疫球蛋白的概念一、定义：（一）免疫球蛋白（Ig）：指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。
（二）抗体（Ab）：指机体免疫细胞被抗原激活后，由B细胞合成与分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
二、区别：抗体都是免疫球蛋白，而免疫球蛋白并不都是抗体。
如：骨髓瘤蛋白化学结构与抗体相似，但无抗体活性。
三、Ig的存在形式（一）分泌型（secreted Ig, sIg）存在血清和组织液中。
即为Ab。
（二）膜型（membrane Ig, mIg）存在于B细胞膜上，即为BCR。
四、Ig的理化性质属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在 球蛋白区，具有异质性。
第二节免疫球蛋白的结构一、基本结构和其他结构* 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子。
（一）重链与轻链1１.重链（heavy chain, H链）：约450-550氨基酸，分为5种：γ、μ、α、δ、ε。
其组成相应的五类Ig：IgG、IgM、IgA、IgD、IgE。
２.轻链（light chain, L链）：约210个氨基酸，分为κ和λ两种，据此Ig分为κ和λ两型；（二）可变区和恒定区1.可变区（variable region，V区）：位于Ig分子的N端、轻链1/2和重链1/4或1/5处；其氨基酸序列随Ig针对的抗原特异性变化而变化，是抗体与抗原特异性结合的部位。
V区可进一步分为超变区（或者互补决定区）和骨架区。
* 超变区（hypervariable region, HVR）：在VL和VH中，某些特定位置的氨基酸残基的排列顺序高度可变，此为HVR。
轻、重链各有3个HVR。
超变区乃抗体与抗原表位（AD）特异性（互补）结合的位置，又称为互补决定区（complementarity-determining region, CDR）。
免疫球蛋白主题知识讲座
第32页
sIgA分泌
Y
Y
Y
免疫球蛋白主题知识讲座
Y
Y
Y
第33页
4.IgD
（1）仅占血清Ig总量0.2%，血清浓度约 30ug/ml。 （2）分为两型
1）血清型: 血清中，功效不清；
2）膜结合型（mIgD）:B细胞表面, 是B细胞 成熟主要标志；抗原受体；活化B细胞或记忆B 细胞mIgD逐步消失。
一、多克隆抗体 二、单克隆抗体 三、基因工程抗体
免疫球蛋白主题知识讲座
第37页
一、多克隆抗体
多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb ）
(一)概念: 将抗原注入机体后，刺激多个B细胞克隆所产生
抗体是针对各种抗原表位混合抗体，故称之为多克 隆抗体，其特点是起源广泛、制备方法简便。 (二)取得路径主要有动物免疫血清、恢复期病人血 清或免疫接种人群 (三)优势：作用全方面，起源广泛，制备轻易 (三)缺点：特异性不高，易发生交叉反应
免疫球蛋白主题知识讲座
第31页
3.IgA
1.两种类型： （1）血清型:IgA1，单体； （2）分泌型:IgA2，二聚体, 1）SIgA由粘膜局部浆细胞合成； 2）分泌片由粘膜上皮细胞合成；
2.SIgA主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消 化道、生殖道黏膜表面，参加局部黏膜免疫。
免疫球蛋白主题知识讲座
免疫球蛋白主题知识讲座
第18页
第三节 免疫球蛋白生物学功效与特征
免疫球蛋白主题知识讲座
第19页
抗体是体液免疫应答中最主要免疫分子，其生 物学作用是由分子中不一样结构域特点所决定。
抗体与抗原特异性结合由可变区完成，与抗原结 合后激发效应功效由恒定区完成。
医学免疫学免疫球蛋白
使Ig伸展自如 IgM 和 IgE无铰链区
（三） Function Region
L Chain ：VL、CL H Chain：IgG、IgA、IgD：
VH、 CH1-CH3
功能区（ Function Region ）：
IgM、IgE：VH、 CH1-CH4
多个二级结构单元组合形成的球状亚单位结构 通过二硫键连接 约含110氨基酸残基 抗体发挥生物学功能的单位 L链有2个结构域，H链有4或5个结构域
功能区
作
用
VH 和 VL
HVR是结合抗原决定基位点，
单体Ig具有2个抗原结合位点
CH1 和 CL CH2
CH3
是同种异型遗传标记所在区 IgG分子的补体结合点(C1q) IgG的FC段与细胞表面的FC受体
Hypervariable region, HVR：
VH和VL各有3个氨基酸组成和顺序变异很高的区域
这些区域结构与抗原决定簇（表位）互补，所以又称为 互补决定区（CDR）
抗原-抗体特异结合的关键部位 决定了抗体的特异性和亲和力
（二）Variable Region（V Region）and Constant Region（C Region）
结合的部位，如FCγR、
也是IgM的补体结合点
CH4
只有IgM、IgE才有
二、Joining Chain (J Chain) and Secretory Piece (SP
J链（joining chain）
是由浆细胞合成的富含半 胱氨酸的多肽链，参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5 连接，使其成为多聚体。
免疫球蛋白2018
I型超敏反应
(三) 穿过胎盘和黏膜
Immunity is transferred from mother to fetus through placental transfer of IgG.
sIgA
第四节 各类抗体的特性与功能
一. IgG
人类IgG分子的四种亚型
IgG1 IgG3
IgG2
2. ADCC作用
IgG与肿瘤或病毒感染靶细胞结合,通过Fc段与NK细胞\巨噬细胞\中 性粒细胞IgG Fc受体结合,增强NK细胞和吞噬细胞对靶细胞杀伤作用
靶细胞 NK
3. 介导Ⅰ型超敏反应
IgE与肥大细胞\嗜碱粒细胞FcR结 合使细胞致敏,相同变应原再次进 入机体与致敏靶细胞IgE结合,使 之脱颗粒,释放生物活性介质,引 起Ⅰ型超敏反应
同源区,结构域(domain):110 aa
Allotypic marker
(三)铰链区
位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，IgD\IgG\IgA 易被蛋白酶水解，易伸展弯 有利于 Ab 与Ag和补体的结合
IgG分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前
结合抗原之后
CH1
C1q 结
CH2 合位点
κ
kappa
Ｌ链
分2型 λ
lambda
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(variable region V区)：H链1/4和L链1/2,氨基酸序列变化大 2.恒定区(constant region,C区): H链3/4和L链1/2,氨基酸序列变化小
• 可通过经典途径激活补体；
• 天然的血型抗体为IgM；
• 个体发育过程中最早合成和分泌的抗体；
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免疫球蛋白的其它结构
连接链（jioning chain, J 链）： 由浆细胞产生的一种糖蛋白，连 接两个或两个以上Ig单体的成分。 分泌片（secretory piece)：由黏 膜上皮细胞产生的一种蛋白质。 稳定IgA的作用。
J Chain
C 4
Secretory Piece
J Chain
要为IgM, 再次应答主要为 IgG ，还
会有IgA,IgE,IgD ,如何解释 ?
1976年Tonegawa (利根川进) 等证实： V区和C区编码的基因片段在胚系DNA中是分离 的； 抗体轻链（重链）分别由V、（D）、J、C基 因片段群中各选择一个基因片段组合而成； V、（D）、J、C基因片段具有多数量性； V、D、J基因片段组合时可发生序列的插入、 缺失、突变等.
再次注射小剂量僧帽水母毒素
立即出现严重症状 (呕吐、便血、晕厥、窒息以至死亡）
小部份幸存下来
IgD
含量少,
仅占血清Ig总量的0.2%, 易被蛋白酶降解 血清IgD的功能尚不清楚 膜结合型IgD构成BCR,是B细胞分 化发育成熟的标志
第五节 抗体的制备
抗体产生的理论
1897年 Paul Ehrlich
第二节 免疫球蛋白的异质性
抗体在结构和功能上不均一 性或差异性的总和。
抗原多样性和抗体类型所致抗体异质性
抗体血清型 要解决的问题？
抗体是否可以作为抗原？ 将小鼠的Ig免疫家兔，能否 获得抗小鼠Ig的抗体？
化学基础 宿主因素
异物性 宿主的遗传性 生理状况 佐剂 免疫剂量和途径
2、Ig 的型和亚型
Ig的型和亚型的抗原特异性标记均位轻 链恒定区。 （1）型（type）
轻链根据其抗原性不同可分为λ型和κ型 （2）亚型（subtype） 根据 λ 型 CL 区的个别氨基酸的差异可分 为1—4亚型
问题1：用人IgG同种型抗原免疫小 鼠，产生的小鼠抗人IgG抗体，能否 与小鼠IgG发生反应，兔IgG呢？ 问题2：用人抗白喉毒素IgG同种型 抗原免疫小鼠，产生的小鼠抗人IgG 同种型抗原抗体（抗抗体），能否 与人抗结核杆菌IgG发生反应呢？
Porter和他的同事接着证明了免疫球蛋白分子是由两 条轻链与两条重链组成，从而提出了现在被普遍接受 的IgG模型。
最后， 1969年，Edelman和他的合作者们成功地提出 了一个完整免疫球蛋白分子的一级结构 。
Porter和Edelman 对抗体的化学结构进行的共 同研究获得1972的诺贝尔奖。
尼尔斯·杰尼 1984年 乔治斯·克勒 色萨·米尔斯坦 1987年 利根川进
抗毒素的发现
19世纪末，德国学者Behring
存活
小剂量白喉毒素
大剂量白喉毒素
死亡
免疫血清
大剂量白喉毒素
存活
抗体（antibody, Ab）
是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所 产生的一种糖蛋白，主要存在于血液等体 液中，能与相应抗原特异性地结合，具有 免疫功能。
哺乳期） 参与黏膜免疫（Ig A）
第四节 各类Ig的特性及功能
IgG
血清中浓度最大,占血清总Ig的75-85% 机体主要抗感染抗体 唯一能通过胎盘的抗体 对新生儿免疫至关重要
有不同的亚类，这些亚类的Fc区有轻微 的差别，因此具有不同的功能，如IgG3能 更好的固定补体， IgG1擅长于调理，促 进吞噬细胞的吞噬作用
特定抗原与相应细胞表面受体特异性 结合，从无数克隆中挑选出相应克隆， 使之活化、增殖、分化，最后成为能 分泌大量抗体的浆细胞和少量暂停分 化的记忆细胞。
胚胎期某细胞克隆若接触相应抗原， 此克隆即被清除或受抑制，称为禁闭克
隆（forbidden clone）。
某些情况下，禁忌克隆复活或发生突 变，成为对自身成分产生应答的克隆。
异。它们主要位于Ig 的C区上, 包括Ig的类、
亚类、型、亚型。
1、Ig的类和亚类
（1）类（classes）： 重链根据其抗原性不同可分为 μ、γ、α、δ、ε 链 ， 分 别与轻链 组 成IgM、IgG、IgA、IgD、IgE （2） 亚类（subclasses）：同一类Ig铰链区氨 基酸组成和二硫键数目差异。 α链可分为α1和α2； γ链可分为γ1、γ2、γ3、γ4；
基因工程抗体
借助重组DNA及蛋白质工程技术，对
编码抗体的基因进行加工改造，转染 受体细胞，使其表达重组抗体分子。
基因工程抗体构建示意图
目的
降低鼠源抗体的异源性 改进抗体功能 规模化生产特异性抗体
第六节 免疫球蛋白的遗传控制
如何解释Ig
V区中出现的不可估量
的多样性?
抗体应答早期产生的免疫球蛋白主
侧链学说
细胞表面的受体 受体脱落
20世纪30年代
1955年 Jerne
Haurowitz 模板学说
自然选择学说
抗原表位具有模板功能
自然抗体 抗原与自然抗体结合 抗原转运至抗 体产生细胞 特异性抗体
Burnet的克隆选择学说1957
机体免疫系统事先就存在能识别各种 抗原的细胞克隆，每个克隆细胞表面 都有针对不同特定抗原的受体；
Light chain
Interchain disulfide bonds heavy chain
75
V 区（可变区）: Variable region
75
C 区（恒定区）: constant region
超变区(hypervariable region, HVR)
在免疫球蛋白V区中某些特定位置的 氨基酸残基更加变化多端, 呈现极大的 变异性, 是抗体和抗原发生特异性结合 的部位，称为超变区，又称为互补决定 区(complementarity determining regions, CDRs）。
Susumu Tonegawa(1939-)因在抗体基因的分子生物 学方面的研究，揭示了抗体多样性如何产生而获1987 的诺贝尔奖。
免疫球蛋白多样性的基因控制
抗体多样性产生机制：
组成造成的多样性 L ：（） 300 (V) × 5(J) ＝ 1500 H：n × 100(V) × 20 (D diversity) × 4(J) × 10 (C) ＝ n × 80000
人工制备的抗体
多克隆抗体 单克隆抗体 基因工程抗体
多克隆抗体 (polyclonal antibody, pAb)
抗原免疫动物，获得抗血清 同一抗原的多个抗原表位；
即使是针对同一表位,可以产生不同
类型的抗体。
多克隆抗体的产生
不同抗原表位可诱导多个B细胞克隆 激活并产生不同特异性抗体
•
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 antibody-dependent cell-mediated cytotoxity，ADCC)：
具有杀伤活性的细胞如NK细胞通过其表
面表达的Fc受体识别于靶抗原上的抗体 Fc段，直接杀伤靶细胞。
通过胎盘和黏膜
参与新生儿免疫（Ig
G 3-6个月、Ig A
其它因素
抗体既是抗体，又是抗原
抗体血清型
不同种属、同种异体以及同一个体内的 抗体具有不同抗原性，可用血清学的方 法测定和分类，称为抗体的血清型。
同种型(isotype) 同种异型(allotype) 独特型(idiotype, Id)
一、同种型(isotype)
同一种属所有个体共有的免疫球蛋白抗原特 异性标记。换句话说，同种型抗原因种属而
第三讲
抗 体
主要教学内容
第一节 免疫球蛋白的基本结构 第二节 免疫球蛋白的异质性 第三节 免疫球蛋白的功能
第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能
第五节 抗体的制备
第六节 免疫球蛋白的遗传控制
20世纪6项与抗体有关的诺贝尔奖
时间 得主 国家 得奖原因
德国 1901年 埃米尔·阿道夫·冯·贝林 伊拉·伊里奇·梅契尼科夫 1908年 保罗·埃尔利希 德国
抗毒素，免疫血清疗法 的侧链学说 细胞吞噬作用，细胞免疫 理论 获得性免疫耐受
俄罗斯 体液免疫理论和抗体生成
1960年
弗兰克·麦克法兰·伯内特 澳大利亚 克隆选择学说 彼得·梅达沃 英国 美国 英国 丹麦 德国 英国 日本
1972年
杰拉尔德·埃德尔曼 罗德尼·罗伯特·波特
抗体化学结构
免疫调节网络学说 单克隆抗体 抗体多样性的遗传基础
第三节 免疫球蛋白的功能
V区
补体结合位点 C区
V区：特异性结合抗原，中和毒素并阻断病原入侵; C区：激活补体，或与效应细胞表面Fc受体结合，发挥调理作用、
ADCC 、介导超敏反应、穿越胎盘等功能
特异性识别、结合抗原
活化补体
补体激活能力：IgM>IgG
结合靶细胞
•
调理作用
抗体如IgM和IgG 的Fc段可与中性 粒细胞、巨噬细 胞上的Fc受体结 合，从而增强吞 噬细胞的吞噬作 用。
优点：制备容易、来源广泛 缺点：特异性不高，不易大规模制备
伤寒甲
伤寒乙
单克隆抗体（monoclonal- antibody， mAb）
将产生特定抗体的B细胞与能无限生长 的骨髓瘤细胞融合，形成B细胞杂交瘤，
由克隆化的B细胞杂交瘤产生的抗体。
1975年，Milstein与 Kohler建立单克隆抗体制备技
IgE
含量少,半衰期短(2.5天) 亲细胞抗体 可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞结合，
参与I型超敏反应 ，同时在抗寄生 虫感染中起主要作用
20世纪早期，法国医生Charles Richet采纳摩纳哥