医学免疫学-第四章 抗体

☺ 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是初次免疫应答中最早出现的抗体；检测IgM水平可用于 传染病的早期诊断。早来早去（抗感染免疫的“先锋部队”）
☺ 也可参与II、III型超敏反应 ☺ mIgM是B细胞抗原受体的主要成分
与葡萄球菌蛋白A（SPA）结合可以纯化抗体，也可以用于 免疫诊断。 抗感染作用最强（抗菌，抗病毒，抗毒素）
——（抗感染免疫的“主力部队”）
产生迟，维持久（迟来迟去）
参与II、III型超敏反应。
二、IgM
☺ 为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。
☺ 天然血型抗体是IgM
☺ IgM激活补体能力比IgG强。
The Immunoglobulin Fold
COOH
SS
NH2 Unfolded VL region showing 8 antiparallel -pleated
sheets connected by loops.
二、Ab的辅助成分
❖（一） J链（joining chain）
富含半胱氨酸，由浆细胞合成，主要功能是将单体 的Ab分子连接成为二聚体或多聚体。
▪ IgM和IgE：CH1、CH2、 CH3和CH4。
CH4
(三)绞链区（hinge region）
位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸， 因此易伸展弯曲---有利于两臂同时结合2个抗原表位 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。
IgM,IgE无铰链区
(四)结构域(domain)
❖ 借助Ab的两条H、L链内二硫键的相互作用，将 肽链折叠成几个具有特殊生物学功能的球形结构， 这些结构又叫Ig的结构域或功能区。
恒定区（constant region，C区）
靠近C端的氨基酸序列相对稳定的区域， 称为恒定区（C区）
占重链的3/4和轻链的1/2
❖ 1. 可变区（variable region，V区）
VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排
列顺序高度可变---高变区( Hypervariable
region ,HVR)
❖3.介导I型超敏反应—IgE
见第17章
四、 穿过胎盘和粘膜：
IgG+FcRn，穿越胎盘 IgA参与粘膜局部免疫
滋养层
五 、 免疫调节作用 (见16章)
IgA通过黏膜示意图
第四节 各类Ab的特性与功能
五类Ab的基本结构
一、IgG
IgG于出生后3个月开始合成。 血清和细胞外液中含量最高的Ig 半衰期约为23天，是再次免疫应答的主要抗体 IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体。 IgG是能通过胎盘的抗体---新生儿抗感染。（IgG1，IgG3，IgG4） 通过Fc段,发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥ADCC作用；
医学免疫学 Medical Immunology
第四章 抗 体
(Antibody, Ab)
目的要求
1、掌握抗体、Ig的概念；掌握Ab的基本结构，熟悉 Ab的其他成分及酶解片段。 2、熟悉Ab的多样性及免疫原性。 3、掌握Ab的功能。 4、掌握各类Ab的特性与功能。 5、掌握单克隆抗体的概念，了解基因工程抗体、抗 体的制备。
IgM
IgM
IgD
Mature naive B cell
五、IgE
又称亲细胞抗体，主要由粘膜下淋巴组织中浆细胞分泌 血清含量最少 CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和
力FcεRⅠ结合，引起I型超敏反应 结合嗜酸性粒细胞，有效杀伤寄生虫
第五节 人工制备抗体
一、多克隆抗体（polyclonal antibody） 二、单克隆抗体 （monoclonal antibody, mAb) 三、基因工程抗体
同一类Ab根据其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数 目和位置的差别，又可分为不同的亚类(subclass)
▪ 如IgG分为IgG1～IgG4
▪ IgA分为IgA1，IgA2
❖ 2. 轻链（light chain，L）
➢ 由214个氨基酸残基组成，分子量约为25KDa。 ➢ 轻链分2型(type)：、，功能无差异。 ➢ 链个别氨基酸的差异可以分为四个亚型 (subtype)： 1、2、 3、 4。
该区域形成与抗原表位互补的空间构象又
称为互补决定区（ complementarity
determining regions, CDR ）
重链和轻链各有三个CDR— CDR1,CDR2,CDR3, 共同构成Ab的 抗原结合部位（antigen-binding site）。
骨架区（framework region, FR）：
▪ 抗原数目繁多 ▪ 每一抗原含有不同表位 ▪ 针对同一表位产生的抗体类型不同
Ab的免疫原性 ：
抗体是蛋 白质吗？
将Ab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Ab的 血清型
Ab分子上有三类不同的抗原表位,分别为同 种型、同种异型、独特型抗原表位。
❖免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）：
具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。
分泌型：存在于体液中，具有抗体的各种功能 膜型：B细胞膜上的抗原受体。
➢Ab=Ig,Ig≠Ab； ➢Ab是功能描述，Ig是化学结构描述
第一节 抗体的结构
一. Ab的基本结构
N端
N端
▪ 四肽链结构 ，二硫键连接
同种型（isotype）：同一种属所有个体的Ab分子共
有的抗原标志，是种属型标志。位于Ab的 C区。
Hum an A b
Anti-human Ab
同种异型（allotype）：同一种属但不同个体的Ab
分子所具有的不同抗原表位，为个体型标志。 位于Ab的 C区。
Anti-IgG IgG
独特型（idiotype，Id）：同一种属、同一个体来源的Ab分子， 由于其CDR区氨基酸排列顺序的不同，可显示不同的免疫原性， 称为独特型。 每一个Ab分子所特有的抗原特异性，其表位又称为独特位 （idiotope）。主要位于V区。
❖抗体（antibody, Ab）
是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞接受抗原刺 激后增殖分化为浆细胞所产生的、能与抗原发生特异性结 合的免疫球蛋白(糖蛋白)，主要存在于血清等体液中。
Antibody
抗原
B cell
浆细胞
抗体是免疫球蛋白
1938年 Tielius和Kabat 证实抗体是主要存在于 球蛋白中
▪ 两条相同的重链（H）和
两条相同的轻链（L）
▪ 氨基端(N)和羧基端(C)。
“Y”形
C端
(一)重链和轻链
❖1. 重链（heavy chain，H）
由450~550氨基酸组成， 分子量约为50~75KDa
根据重链的不同----
Ab分五类（class)或5 个同种型(isotype) IgG---- γ IgM---- μ IgA ----α IgD ----δ IgE-----ε
在V区中，CDR之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变 化。 VH和VL各有FR1、FR2、FR3、FR4四个骨架区。
2.恒定区（constant region，C区）：
▪ 重链和轻链的C区分别称为 CH和CL，不同类Ab的重 链CH长度不一，
▪ IgG、IgA和IgD：CH1、 CH2和CH3；
domain
❖一般重链有4~5个D叠形成反
向平行的片层，由一个链内二硫键垂直连接，构成桶 状结构，又称为免疫球蛋白折叠(immunoglobulin fold)。
❖具有桶状结构的分子称为Ig超家族
（immunoglobulin superfamily，IgSF）。
Fab：单价抗体活性 Fc：无抗原结合活性，能够与Fc受体结合
❖ 胃蛋白酶水解片段
F(ab’)2：具双价抗体活性,可结合两个抗原表位。 pFc：小分子肽片段，无生物活性 临床意义：阐明Ab的结构及生物活性
有利于生物制品的生产和纯化 避免超敏反应的发生
第二节 抗体的多样性和免疫原性
抗体的多样性：不同抗原刺激B细胞所产生的抗体在特 异性及类型方面均不尽相同呈现明显的多样性
B cell surface Ig
Y
Y
只表达mIgM 是未成熟B细胞的标志。
Y
B
Y
Immature B cell
三、IgA
分为血清型和分泌型两种，
血清型：单体存在于血清中，占血清Ig总量的10-15%。 分泌型IgA（SIgA）是由呼吸道、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。
Nobel Prize winners
Emil von Behring, 1901, antitoxins
Paul Ehrlich , 1908, production of antibody
Georeges Kohler and Cesar Milstein, 1984, monoclonal antibody
由独特型表位在不同甚至同一个体中刺激产生的抗体，称为抗 独特型抗体（anti-idiotype antibody，AId）
第三节 抗体的功能
一、V区的功能
识别并特异性结合抗原。
➢与抗原结合后，可介导体内 的多种生理和病理效应（中 和病毒、毒素），体外可产 生凝集、沉淀现象用于检测 等.
a.Toxin Neutralization
IgM
sIgA
❖（ 二）分泌片（secretory piece，SP）