第三章 免疫球蛋白和抗体 1

• 3、抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 （ADCC） • IgG类抗体与肿瘤或病毒感染细胞表面相 应抗原表位特异性 结合后，再通过其Fc 段与NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表 面相应IgGFc受体结合，增强或触发上述 效应细胞对靶细胞杀伤破坏的作用。
• 4、介导I型超敏反应：IgE为亲细胞性
• 2、IgM：分为膜结合型和血清型两种 类型，膜结合型IgM（mIgM）为单体， 表达于B细胞表面，构成B细胞抗原受 体，血清中IgM是由五个单体IgM通过 二硫键和连接链（J链）相连组成的五 聚体，相对分子质量居五类免疫球蛋 白之首，又称巨球蛋白。
• ①IgM不能通过血管壁，主要存在于血 液中，具有高效抗感染免疫作用； • IgM是个体发育过程中最早产生的抗 体，可在胚胎晚期生成，脐带血IgM含 量升高，提示胎儿宫内感染； • IgM是初次体液免疫应答中最早产生 的抗体
• 3、IgA：分为血清型和分泌型两种类 型，血清型IgA主要为单体IgA，分泌 型IgA（SIgA）是由J链连接的IgA二 聚体与一个分泌片借二硫键共价结合 组成。
• SIgA主要存在于呼吸道、消化道、泌 尿生殖道黏膜表面，以及乳汁、唾液 和泪液等外分泌液中。它们能与存在 黏膜局部的病原微生物结合，使之丧 失与细胞粘附的能力，从而在黏膜局 部发挥重要的抗感染免疫作用。
第三章 免疫球蛋白和抗体
• 一、教学目标 • 掌握免疫球蛋白和抗体的概念、免疫 球蛋白的功能、酶解片段及其作用 • 熟悉免疫球蛋白基本结构、类型和主 要生物学功能；各类免疫球蛋白的主 要特性和功能 • 了解人Ig胚系基因结构及其重排和免疫 球蛋白类别转换的感念
第一节 概述 • 1、抗体（Ab）：是B细胞接受抗 原刺激，增殖分化为浆细胞后所产 生的一类具有免疫功能的糖蛋白。 主要存在于血清和其他体液中，是 介导体液免疫的重要效应分子。
• 二、免疫球蛋白恒定区（C区）的功 能 • 1、激活补体系统：IgG1-3和IgM与相 应抗原结合后，可因构象改变使其位 于CH2和CH3功能区内的补体C1q结 合位点暴露，从而导致补体经典途径 激活。
• 2、调理作用：IgG类抗体与相应细菌 等颗粒性抗原特异性结合后，通过其 Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面相 应IgGFc受体结合，所产生的促进吞 噬细胞对上述颗粒性抗原吞噬的作用 称为调理作用。
• 1、重链：免疫球蛋白重链由 450~550个氨基酸残基组成。可分 为u、r、a、б、ε链，与轻链共同 组成Ig分别称为IgM、IgG、IgA、 IgD和IgE。 • 轻链：由214个氨基酸残基组成， 根据结构和抗原性的不同，分为k 和r两型。
五类免疫球蛋白：
• • • • • IgG 的H链：γ链 （gamma) IgA 的H链：α链 (alpha) IgM 的H链：μ链 (mu) IgD 的H链：δ链 (delta) IgE 的H链：ε链 (epsilon)
• u和ε重链恒定区除有上述三功能 区外，还有一个CH4功能区 • 轻链恒定区内只有一个功能区， 以CL表示。
• 3、超变区和骨架区 • 超变区：重链和轻链可变区结构域中， 三个特定区段内的氨基酸组成和排列 顺序有更大的变异性，这些区段称为 超变区（HVR），分别用HVR1， HVR2，HVR3表示。 • 骨架区:可变区中超变区之外的氨基酸 组成和排列顺序变化小，，称为骨架 区（FR）。
SIgA形成和转运
• ※新生儿易患呼吸道、消化道感染
性疾病，通过母乳可使新生儿从乳 汁中被动获得抗感染所需的SIgA， 因此应大力提倡母乳喂养。
• 4、IgD：分为血清型和膜结合型， 二者均以单体形式存在。前者的生 物学功能目前还不明确，其含量极 低。后者是表达于B细胞表面的抗 原受体，也是B细胞发育分化成熟 的标志。
四、免疫球蛋白的水解片段
1. 经木瓜蛋白酶水解IgG,得到3个片段， 2个相同的Fab段和1个Fc段
Fab段—抗原结合片段（fragment antigen binding), 每个Fab段由一条 完整的L链和一条约1/2 的H链组成， 具有抗体活性，能和一个抗原结合 表现为单价。
• Fc段— 可结晶片段（fragment crystallizable）由二条羧基端1/2H链组成， 不能和抗原结合，但有Ig的其他活性。 • 2 .经胃蛋白酶水解IgG，得到2个片段， • F(ab,) 2—具有双价抗体活性片段 • pFc’——小分子多肽碎片，无任何生物活 性
4、互补结合区和铰链区：重链和轻链可 变区结构域内三个超变区共同组成Ig的 抗原结合部位，该部位能与相应抗原 决定基互补结合，因此超变区又被称 为互补决定区（CDR）。不同抗体的 CDR序列不同，并因此决定了抗体与 相应抗原表位结合的特异性。
• Ig铰链区：位于重链CH1、CH2之间的 区域上，该区含有大量的脯氨酸，富 有弹性，易伸展弯曲，可使免疫球蛋 白分子由T型变为Y型，使其适合与抗 原分子表面不同距离的抗原表位，或 能同时与两个抗原分子表面相应的抗 原表位结合。（IgG、IgA、IgD重链
CH1与CH2之间有铰链区，IgM、 IgE重链无铰链区）
二、免疫球蛋白功能区结构和主要功能
• VH和VL共同构成抗原结合的部位。 • CL和CH1为同种异型遗传标志所在的部位。 • IgG的CH2和IgM 的CH3区是补体结合点所 在的部位，参与活化补体。 • IgG的CH2可介导IgG通过胎盘 • IgG的CH3和IgE的CH2、 CH3区能与组织 细胞表面的Fc受体结合。
抗体，可通过其Fc段与肥大细胞和嗜 碱性粒细胞表面相应IgEFc受体结合， 而使上述细胞处于致敏状态。致敏细 胞通过表面特异性IgE抗体与相应抗原 结合后，可脱颗粒、释放生物活性介 质，引起I型超敏反应。
• 5、穿过胎盘屏障和黏膜：人类IgG 是唯一能够从母体通过胎盘运转到 胎儿体内的免疫球蛋白。（分泌型 IgA可通过分泌片介导穿越呼吸道、 消化道等黏膜上皮细胞，到达黏膜 表面发挥抗感染作用）
抗原 非分泌性小鼠 骨髓瘤细胞 脾细胞
在PFG作用下细胞融合
转移到HAT培养基
骨髓瘤细胞被HAT杀死，脾细胞逐渐死亡， 融合细胞存活 杂交瘤细胞的筛选和克隆建株
筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
单克隆抗体的制备示意图
三、J链和分泌片
• 1、J链：是一条富含半胱氨酸的多肽 链，由浆细胞合成，其主要功能是将 单体Ig分子连接成为多聚体。（IgG、 IgD、IgE和血清型IgA为单体分子，不 含J链）
• 分泌片（SP）：又称分泌成分 （SC）是一种含糖的肽链，由黏 膜上皮细胞合成分泌。分泌片的主 要生物学作用：介导IgA二聚体 从黏膜下转运至黏膜表面；保护 分泌型IgA不被蛋白酶水解。
三、各类免疫球蛋白的主要特性和功能
• 1、IgG：主要存在于血液和组织夜中， 是人体内五类免疫球蛋白中含量最多 （75%~80%），是再次体液免疫应答 产生的主要抗体。是唯一能够通过胎 盘的抗体，在新生儿抗感染中起重要 作用。
• 功能：①IgG1-3与相应抗原结合形成 免疫复合物可激活补体经典途径； • ②IgG4凝聚物可激活补体旁路 途径； • ③IgG具有亲细胞特性，可通过 其Fc段与表面具有相应受体的吞噬细 胞和NK细胞结合，从而产生促进吞噬 的调理作用和ADCC效应。
Hale Waihona Puke 、免疫球蛋白的类型• 根据Ig重链恒定区肽链抗原特异性的不同， 可将免疫球蛋白分为IgM、IgG、IgA、 IgD和IgE。 • 现已发现：IgG有IgG1、IgG2、IgG3和 IgG4四个亚型；IgA有IgA1和IgA2亚型。
第三节 免疫球蛋白的生物学特性
• 一、免疫球蛋白可变区（V区）主要功能 • 免疫球蛋白可变区的主要功能是特异性识 别结合抗原，其内的超变区是与抗原表位 互补结合的区域。
• 5、IgE：是正常人血清中含量最低的 Ig，但在过敏性疾病或寄生虫感染患 者血清中，特异性IgE含量显著增高。 IgE为亲细胞性抗体，可通过其Fc段 与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面相应 IgEFc受体结合，而使上述细胞致敏。 由此导致I型超敏反应。
第四节 多克隆抗体和单克隆抗体
一、多克隆抗体（Polyclonal antibody)
用传统的抗体制备方法,将抗原物质注 入动物体内获得的免疫血清,是机体多个B 细胞克隆针对抗原分子上的不同抗原决定 簇产生的混合抗体,这种用体内免疫法制备 的免疫血清称为多克隆抗体.
• 二、单克隆抗体（monoclonal Ab,McAb) • •
概念： 由B细胞杂交瘤细胞株针对一 个抗原决定簇产生的纯抗体称单克隆抗体。 特点：纯度高、特异性强、效价高、 很少有交叉反应。已广泛用于生命科学的 各个领域。如：作为诊断试剂用于许多血 清学检测，用于治疗肿瘤，自身免疫性疾 病，抑制同种异体移植排斥反应。
• 1、免疫球蛋白（Ig）：是指具有 抗体活性或化学结构与抗体相似的 糖蛋白。在血清中主要以r球蛋白 的形式存在。免疫球蛋白有分泌型 和膜型两种类型：前者主要存在于 血液和其他体液。后者作为抗原识 别受体表达于B细胞膜表面，称为 膜表面免疫球蛋白。
第二节 免疫球蛋白的结构 • 免疫球蛋白的基本结构（即Ig单体） 是由两条相同的重链（H链）和两 条相同的轻链（L链）通过键间二 硫键连接组成的一个四肽分子。
• 2、可变区与恒定区 • 可变区：免疫球蛋白重链近氨基端 的1/4或1/5区段内和轻链近氨基端 1/2区段，约110个氨基酸残基组成 和排列顺序多变，称为可变区（V 区） • 恒定区：羧基端轻链的1/2和重链 的3/4的区域内的氨基酸残基组成 和排列顺利相对稳定，称为恒定区。
• 功能区：重链和轻链可变区肽键通 过二硫键连接折叠，形成一个球状 结构域，又称为功能区。重链和轻 链可变区球形结构域分别以VH和 VL表示；重链和轻链恒定区可形 成几个球状结构域：r、a、б重 链恒定区内形成三个功能区→CH1、 CH2、CH3