第4章免疫球蛋白1
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• 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。 分泌型IgA（SIgA）由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等
处的固有层中浆细胞产生。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黏膜表面的分 泌液中，主要作用为局部抗感染。 分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜
激活补体
当IgM或IgG与Ag 特异性结合后，构型改变，暴露IgG 的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体 经典途径激活补体
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免疫球蛋白的功能
• C区的功能
结合Fc受体
调理作用: 与单核巨噬细胞、中性粒 细胞上的IgG Fc受体结合,增强细胞 吞噬作用
各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgM
IgM是个体发育过程最早产生的抗体，胚胎晚期 已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示 该儿曾有宫内感染
IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水 平可用于传染病的早期诊断。
IgM是B细胞抗原受体的主要成分。 也可参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。
• 先锋
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免疫球蛋白和抗体概念
• 抗体
B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的糖 蛋白，主要存在于血清等体液中。
活化、增殖、分化
Ag
B
浆细胞
抗体
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免疫球蛋白和抗体概念
• 免疫球蛋白
具有抗体活性或结构与抗体相似的球蛋白统一 命名为免疫球蛋白
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgE
又称亲细胞抗体 CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞
上的高亲和力Fcε受体结合，引起I型超敏反应
• 过敏
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人工制备抗体
• 多克隆抗体 (polyclonal antibodies, pAb)
第四章 免疫球蛋白
姚韵靓
QQ/微信:1879397 Phone:665058 E-mail:Yaoyunliang1984@gmail.com
新浪微博：@Yulion_乱激棍 @免疫学资讯
免疫球蛋白
• 内容提要
概述 免疫球蛋白的结构 抗体的异质性 五类免疫球蛋白的生物学特性 免疫球蛋白基因及抗体的多样性 人工制备抗体
• IgG
IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补 体；
IgG1
IgG2
IgG3
IgG4
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgM
为五聚体，是分子量最大 的Ig，称巨球蛋白。
IgM激活补体能力比IgG强 天然血型抗体是IgM
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用抗原免疫动物后得到的动物血清(抗血清)，是 由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的 多个B细胞克隆发生应答后产生的，是多种不同 抗体的混合物。
免疫球蛋白的功能区
• 以IgG为例，阐述抗体各个功能区的功能
Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连 接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸 组成，具有一定的生理功能，故称为功能区
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免疫球蛋白的功能区
对称
VL
VH
CL
CH1
CH2 CH3
可变区
VH和VL：与抗原特异性结合的部位
• J链
一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。 能将Ig单体连接为Biblioteka Baidu聚体或多聚体，并与抗体 的体内运转有关
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免疫球蛋白的其他成分
• 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，形成分泌型IgA(SIgA),然后被分 泌到黏膜表面。能抵抗蛋白水解酶消化。
的75%～80%； 具有抗菌、抗毒和抗病毒作用，是主要的抗感染抗体； IgG是唯一能通过胎盘的抗体 通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK
细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。 参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。
• 主力
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各种免疫球蛋白的特性与功能
分泌型免疫球蛋白(sIg)→抗体
存在于体液（血清、组织液、外分泌液）中。
膜型免疫球蛋白(mIg)
存在于B细胞膜表面, 即BCR。比sIg多一个跨膜区和一个胞 浆区。
Ab=Ig,Ig≠Ab； Ab是功能描述，Ig是化学结构描述。
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免疫球蛋白的基本结构
• 重链和轻链 • 可变区和恒定区 • 铰链区 • 功能区 • 其它成分 • 水解片段
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免疫球蛋白的基本结构
• Ig是由两条相同的重 链和两条相同的轻链 通过二硫键连接而成 的4肽链分子，称为Ig 的基本结构。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
结构域
每条多肽链均可折叠 成多个球型结构，球 型结构之间由二硫键 相连。每个球型结构 由110个氨基酸组成， 有一定的生理功能。
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免疫球蛋白的其他成分
临床可表现为不明原因的贫血、发热、周身无力、出 血倾向，浅表淋巴结及肝、脾大，继而出现局限性或 多发性骨痛、病理性骨折或局部肿瘤。骨骼局限性骨 质破坏或缺损。易合并反复呼吸及消化系统感染。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
轻链类型是相同的 不同种属的动物与链
的比例不同：
人： 2 ：1 小鼠：20 ：1
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免疫球蛋白的基本结构
• 轻链病（LCD）与轻链沉积病（LCDD）
浆细胞异常增生性疾病。是由于异常的浆细胞产 生过多的轻链，而重链的合成相应减少。
过多游离的轻链片段在血清或尿液中大量出现称 为轻链病；一旦免疫球蛋白轻链在全身组织中沉 积，引起相应的临床表现即为轻链沉积病。
• 粘膜、局部
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgD
分为血清型和膜结合型两种 血清型功能未知 膜结合型IgD (mIgD) 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，之后出现 mIgD，他的出现标志着B细胞成熟了。
• 膜型：BCR • 分泌型：未知
同一表位诱导产生不同类型的免疫球蛋白分子，其识别抗 原的特异性不同
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免疫球蛋白的异质性
• 免疫球蛋白分类
重链C区免疫原性不同
类（class）
IgG、IgM、IgA、IgD和IgE
亚类（subclass）：
IgG (IgG1~IgG4) IgM (IgM1、IgM2) IgA (IgA1、IgA2)
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免疫球蛋白的异质性
• 血清型
同种型 (isotype)
指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异 性标志，主要存在于Ig的C区中
根据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若 干亚类；按L链的不同分为两型，每型又分若干亚型。
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免疫球蛋白的异质性
弹头=可变区
导弹=恒定区
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免疫球蛋白的异质性
• 诱导免疫球蛋白异质性的因素
内源性因素——血清型
Ig 分子本身带有不同的抗原表位,可用血清学方法鉴 别,称为Ig的血清型,分为3种。
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，产生不同的抗体。
依据重链抗原性的不同分为α-重链病、γ-重链病、μ重链病和δ-重链病，ε-重链病尚未见报道。
其中α-重链病最多，γ-重链病次之，μ-重链病罕见，δ重链病仅见个案报道。
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免疫球蛋白的基本结构
• 重链和轻链
轻链
含～ 210个氨基酸； 分为κ和λ两种，分别
对应两类抗体 一个天然的Ig 分子上
免疫球蛋白的基本结构
• 重链和轻链
重链
含450～550个氨基酸 分为μ、δ、γ、α、ε五
种，对应IgM、IgD、 IgG、IgA、IgE五种抗 体亚型
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免疫球蛋白的基本结构
• 重链病
是淋巴浆细胞的恶性肿瘤，以恶性增殖的单克隆 淋巴浆细胞合成和分泌大量结构均一、分子结构 不完整的单克隆免疫球蛋白为特征，该蛋白仅由 重链组成而不含轻链。
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作 (ADCC): IgG的Fab段与靶细胞的抗原 决定簇结合，抗体的Fc段与NK细胞 上的Fc受体结合，直接杀伤靶细胞
介导I型超敏反应: 与肥大和嗜碱性 粒细胞上的Fc 受体结合.
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Fab段 Fc段
免疫球蛋白的功能
• 调理作用
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免疫球蛋白的功能
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免疫球蛋白的功能
• V区的功能
识别和特异性结合抗原 Ab +Ag发挥免疫效应 B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受
体（BCR）
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免疫球蛋白的功能
• C区的功能
可变区
H链N端的1/4和L链N端的 1/2区域内，氨基酸的种 类、排列顺序与构型的变 化很大
高变区(HVR)：V区内的部 分区域氨基酸组成、排列 顺序和构型更易变化（互 补决定区，CDR）。
骨架区：可变区中除去高 变区部分的氨基酸变化相 对较小。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
恒定区
恒定区(C区)： H链C端的 3/4和L链C端的1/2区域内， 氨基酸的种类、排列顺序 与构型相对恒定。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
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。
免疫球蛋白的功能
• 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作(ADCC)
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免疫球蛋白的功能
• 介导I型超敏反应
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免疫球蛋白的功能
• C区的功能
穿过胎盘和粘膜
IgG是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白 IgA能够通过呼吸道和消化道粘膜
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轻链不同
型
κ型、λ型
亚型（subtype）
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免疫球蛋白的异质性
• 诱导免疫球蛋白异质性 的因素
外源性因素——免疫球蛋 白的多样性
由抗原的多样性决定，是 免疫球蛋白异质性的物质 基础，反映出机体对抗原 识别的精细性。
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免疫球蛋白的异质性
• 血清型
同种异型(allotype)
在同一种属中不同个体中所产生的同一类型Ig,由于 重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标 志）不同而表现的抗原性差异。
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免疫球蛋白的异质性
• 血清型
独特型(idotype, Id)
同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有 的抗原特异性标志，由Ig高变区特有的氨基酸序列 和构型所决定。可变区=抗原结合部位=独特型抗原 决定簇
恒定区
CL和CH1：某些同种异型遗传标记 CH2：补体C1q结合点激活补体经典
途径 CH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR
不同生物学效应 ——激活补体、ADCC、I型超敏反应
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgG
IgG于出生后3个月开始合成； IgG多为单体，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量
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免疫球蛋白的水解片段
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免疫球蛋白的异质性
• 概念
尽管所有的免疫球蛋白分子在结构上均由V区和C区组成， 但不同的抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白，在其特异性 以及类型等诸方面均不尽相同，呈显明显的差异性。
• 表现
不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白，其识别抗原 的特异性不同
各种免疫球蛋白的特性与功能
• 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。 分泌型IgA（SIgA）由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等
处的固有层中浆细胞产生。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黏膜表面的分 泌液中，主要作用为局部抗感染。 分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜
激活补体
当IgM或IgG与Ag 特异性结合后，构型改变，暴露IgG 的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体 经典途径激活补体
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免疫球蛋白的功能
• C区的功能
结合Fc受体
调理作用: 与单核巨噬细胞、中性粒 细胞上的IgG Fc受体结合,增强细胞 吞噬作用
各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgM
IgM是个体发育过程最早产生的抗体，胚胎晚期 已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示 该儿曾有宫内感染
IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水 平可用于传染病的早期诊断。
IgM是B细胞抗原受体的主要成分。 也可参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。
• 先锋
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免疫球蛋白和抗体概念
• 抗体
B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的糖 蛋白，主要存在于血清等体液中。
活化、增殖、分化
Ag
B
浆细胞
抗体
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免疫球蛋白和抗体概念
• 免疫球蛋白
具有抗体活性或结构与抗体相似的球蛋白统一 命名为免疫球蛋白
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgE
又称亲细胞抗体 CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞
上的高亲和力Fcε受体结合，引起I型超敏反应
• 过敏
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人工制备抗体
• 多克隆抗体 (polyclonal antibodies, pAb)
第四章 免疫球蛋白
姚韵靓
QQ/微信:1879397 Phone:665058 E-mail:Yaoyunliang1984@gmail.com
新浪微博：@Yulion_乱激棍 @免疫学资讯
免疫球蛋白
• 内容提要
概述 免疫球蛋白的结构 抗体的异质性 五类免疫球蛋白的生物学特性 免疫球蛋白基因及抗体的多样性 人工制备抗体
• IgG
IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补 体；
IgG1
IgG2
IgG3
IgG4
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgM
为五聚体，是分子量最大 的Ig，称巨球蛋白。
IgM激活补体能力比IgG强 天然血型抗体是IgM
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用抗原免疫动物后得到的动物血清(抗血清)，是 由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的 多个B细胞克隆发生应答后产生的，是多种不同 抗体的混合物。
免疫球蛋白的功能区
• 以IgG为例，阐述抗体各个功能区的功能
Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连 接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸 组成，具有一定的生理功能，故称为功能区
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免疫球蛋白的功能区
对称
VL
VH
CL
CH1
CH2 CH3
可变区
VH和VL：与抗原特异性结合的部位
• J链
一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。 能将Ig单体连接为Biblioteka Baidu聚体或多聚体，并与抗体 的体内运转有关
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免疫球蛋白的其他成分
• 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，形成分泌型IgA(SIgA),然后被分 泌到黏膜表面。能抵抗蛋白水解酶消化。
的75%～80%； 具有抗菌、抗毒和抗病毒作用，是主要的抗感染抗体； IgG是唯一能通过胎盘的抗体 通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK
细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。 参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。
• 主力
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各种免疫球蛋白的特性与功能
分泌型免疫球蛋白(sIg)→抗体
存在于体液（血清、组织液、外分泌液）中。
膜型免疫球蛋白(mIg)
存在于B细胞膜表面, 即BCR。比sIg多一个跨膜区和一个胞 浆区。
Ab=Ig,Ig≠Ab； Ab是功能描述，Ig是化学结构描述。
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免疫球蛋白的基本结构
• 重链和轻链 • 可变区和恒定区 • 铰链区 • 功能区 • 其它成分 • 水解片段
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免疫球蛋白的基本结构
• Ig是由两条相同的重 链和两条相同的轻链 通过二硫键连接而成 的4肽链分子，称为Ig 的基本结构。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
结构域
每条多肽链均可折叠 成多个球型结构，球 型结构之间由二硫键 相连。每个球型结构 由110个氨基酸组成， 有一定的生理功能。
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免疫球蛋白的其他成分
临床可表现为不明原因的贫血、发热、周身无力、出 血倾向，浅表淋巴结及肝、脾大，继而出现局限性或 多发性骨痛、病理性骨折或局部肿瘤。骨骼局限性骨 质破坏或缺损。易合并反复呼吸及消化系统感染。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
轻链类型是相同的 不同种属的动物与链
的比例不同：
人： 2 ：1 小鼠：20 ：1
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免疫球蛋白的基本结构
• 轻链病（LCD）与轻链沉积病（LCDD）
浆细胞异常增生性疾病。是由于异常的浆细胞产 生过多的轻链，而重链的合成相应减少。
过多游离的轻链片段在血清或尿液中大量出现称 为轻链病；一旦免疫球蛋白轻链在全身组织中沉 积，引起相应的临床表现即为轻链沉积病。
• 粘膜、局部
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各种免疫球蛋白的特性与功能
• IgD
分为血清型和膜结合型两种 血清型功能未知 膜结合型IgD (mIgD) 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，之后出现 mIgD，他的出现标志着B细胞成熟了。
• 膜型：BCR • 分泌型：未知
同一表位诱导产生不同类型的免疫球蛋白分子，其识别抗 原的特异性不同
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免疫球蛋白的异质性
• 免疫球蛋白分类
重链C区免疫原性不同
类（class）
IgG、IgM、IgA、IgD和IgE
亚类（subclass）：
IgG (IgG1~IgG4) IgM (IgM1、IgM2) IgA (IgA1、IgA2)
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免疫球蛋白的异质性
• 血清型
同种型 (isotype)
指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异 性标志，主要存在于Ig的C区中
根据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若 干亚类；按L链的不同分为两型，每型又分若干亚型。
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免疫球蛋白的异质性
弹头=可变区
导弹=恒定区
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免疫球蛋白的异质性
• 诱导免疫球蛋白异质性的因素
内源性因素——血清型
Ig 分子本身带有不同的抗原表位,可用血清学方法鉴 别,称为Ig的血清型,分为3种。
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，产生不同的抗体。
依据重链抗原性的不同分为α-重链病、γ-重链病、μ重链病和δ-重链病，ε-重链病尚未见报道。
其中α-重链病最多，γ-重链病次之，μ-重链病罕见，δ重链病仅见个案报道。
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免疫球蛋白的基本结构
• 重链和轻链
轻链
含～ 210个氨基酸； 分为κ和λ两种，分别
对应两类抗体 一个天然的Ig 分子上
免疫球蛋白的基本结构
• 重链和轻链
重链
含450～550个氨基酸 分为μ、δ、γ、α、ε五
种，对应IgM、IgD、 IgG、IgA、IgE五种抗 体亚型
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免疫球蛋白的基本结构
• 重链病
是淋巴浆细胞的恶性肿瘤，以恶性增殖的单克隆 淋巴浆细胞合成和分泌大量结构均一、分子结构 不完整的单克隆免疫球蛋白为特征，该蛋白仅由 重链组成而不含轻链。
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作 (ADCC): IgG的Fab段与靶细胞的抗原 决定簇结合，抗体的Fc段与NK细胞 上的Fc受体结合，直接杀伤靶细胞
介导I型超敏反应: 与肥大和嗜碱性 粒细胞上的Fc 受体结合.
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Fab段 Fc段
免疫球蛋白的功能
• 调理作用
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免疫球蛋白的功能
• V区的功能
识别和特异性结合抗原 Ab +Ag发挥免疫效应 B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受
体（BCR）
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免疫球蛋白的功能
• C区的功能
可变区
H链N端的1/4和L链N端的 1/2区域内，氨基酸的种 类、排列顺序与构型的变 化很大
高变区(HVR)：V区内的部 分区域氨基酸组成、排列 顺序和构型更易变化（互 补决定区，CDR）。
骨架区：可变区中除去高 变区部分的氨基酸变化相 对较小。
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免疫球蛋白的基本结构
• 可变区和恒定区
恒定区
恒定区(C区)： H链C端的 3/4和L链C端的1/2区域内， 氨基酸的种类、排列顺序 与构型相对恒定。
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• 可变区和恒定区
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。
免疫球蛋白的功能
• 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作(ADCC)
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• 介导I型超敏反应
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免疫球蛋白的功能
• C区的功能
穿过胎盘和粘膜
IgG是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白 IgA能够通过呼吸道和消化道粘膜
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轻链不同
型
κ型、λ型
亚型（subtype）
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• 诱导免疫球蛋白异质性 的因素
外源性因素——免疫球蛋 白的多样性
由抗原的多样性决定，是 免疫球蛋白异质性的物质 基础，反映出机体对抗原 识别的精细性。
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免疫球蛋白的异质性
• 血清型
同种异型(allotype)
在同一种属中不同个体中所产生的同一类型Ig,由于 重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标 志）不同而表现的抗原性差异。
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免疫球蛋白的异质性
• 血清型
独特型(idotype, Id)
同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有 的抗原特异性标志，由Ig高变区特有的氨基酸序列 和构型所决定。可变区=抗原结合部位=独特型抗原 决定簇
恒定区
CL和CH1：某些同种异型遗传标记 CH2：补体C1q结合点激活补体经典
途径 CH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR
不同生物学效应 ——激活补体、ADCC、I型超敏反应
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• IgG
IgG于出生后3个月开始合成； IgG多为单体，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量
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免疫球蛋白的异质性
• 概念
尽管所有的免疫球蛋白分子在结构上均由V区和C区组成， 但不同的抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白，在其特异性 以及类型等诸方面均不尽相同，呈显明显的差异性。
• 表现
不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白，其识别抗原 的特异性不同