03第三章抗体
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①在抗原和吞噬细胞之 间搭桥。 ②改变抗原表面电荷。 ③中和细菌表面的抗吞 噬物质。
④溶化吞噬细胞（抗原 抗体复合物结合细胞 表面Fc受体）
抗体的调理机制
3.发挥抗体依赖的细胞介导细胞毒作用（antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）
4.单克隆抗体（ monoclonal antibody McAb）
一个B细胞针对一 个抗原决定簇所产生 的一种特异性抗体， 称为单克隆抗体。 1975年Kohler和 Milstein首先利用B淋 巴细胞杂交瘤技术制 备出单克隆抗体。 单克隆抗体具有 高度特异性、均一性。
Georeges Kohler 1946--
水解
IgG
（fragment of antigen-binding，Fab段）
一个可结晶片段
（crystalizable fragment，Fc段）
Fab段保留了特异性结合抗原的功能。 Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的生 物学活性。
（二）胃蛋白酶的水解作用
一个与抗原双价结合的 F(ab’)2段 小分子多肽碎片（pFc’）
2．调理吞噬作用 调理作用（opsonization）是指抗体，补体 等调理素（opsonin），促进吞噬细胞吞噬细胞 等颗粒性抗原。 补体对热不稳定，称热不稳定调理素 （heat-labile opsonin）， 抗体又称为热稳定调理素（heat-stable opsonin）。
抗体的调理机制
1．免疫球蛋白的类和亚类（Classes and subclasses） ◇类，决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区 （CH）。 ◇亚类，同一类Ig中，存在于铰链区氨基酸组成和二硫键 数目的差异。
2．免疫球蛋白的型和亚型（types and subtypes）
◇型，决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区（CL）。 ◇亚型，按λ铰链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可
CDR1 CDR2
CDR3
不同Ig分子在超变区结构上各自具有独特 的氨基酸排序和构型特点，也称为Ig分子 的独特型或独特型决定簇。
超变区、互补性决定区和独特型决定簇指 的是Ig分子中的同一结构部位，只是从不 同的角度阐述而已。
2.骨架区（framework region，FR）
Ig分子V区超变区之外的部位，其氨基酸组成 及排列相对保守。 作 用 ： 主 要 是 稳 定 CDR 的 空 间 构 型 ， 以 利 IgCDR与抗原表位精细的特异性结合。
胃蛋白酶
水解
IgG
pFc’无生物学活性。
第二节 抗体分子的结构和功能
由二硫键 相连的四 条对称的 多肽链构 成的单体。 形 成 一 “ Y” 字 形 结构。
轻链
重链 二硫键
四、 免疫球蛋白的分子功能
（一）特异性结合抗原
Ig最显著的生物学特点：能够特异性地与抗原结合， 这种结合是可逆的，并受到pH、温度和电解质浓度 的影响。 不同的抗原可能有相同的抗原决定簇，一种抗体可 以与两种或两种以上的抗原发生反应，此称为交叉 反应（cross reactoion）。
④ 参与某些自身免疫病及Ⅱ、Ⅲ型超 敏反应。
各类免疫球蛋白的特性与功能
㈡ IgM: 1.特性
① IgM为五聚体,是分子量最大的 Ig(约900KD)，称巨球蛋白; ② 主要分布于血管内，约占血清 Ig 总量的 5% ～ 10%; ③半寿期约5 ～ 10天。
IgM五聚体结构及其与抗原结合示意图
各类免疫球蛋白的特性与功能
2.免疫功能:
① IgM 是体内抗细菌、抗病毒的 主要抗体，在免疫防护中起先锋作用; ② IgM活化补体的能力比IgG强大; ③ IgM是个体发育中及抗原刺激后出 现最早的Ig，故临床上常作为宫内 感染和传染病早期诊断的指标;
志所在；
(3)CH2(IgG)、CH3(IgM) — C1q结合部位；
(4)CH2～CH3(IgG) — 结合并
通过胎盘； (5)CH3(IgG) — FcγR结合部
位；
(6)CH4(IgE) — FcεR结合部位。
三、免疫球蛋白的水解片段
（一）木瓜蛋白酶的水解作用
二个相同的单价抗原结合片段
木瓜蛋 白酶
天然的Ig单体结构中，两条重链同类，两条轻链同型。
（二）可变区和恒定区
1.可变区（variable region，V区）
近N端的1/2 L链和1/4（或1/5）H链，氨基酸的 组成及序列变化较大，而得名。
2.恒定区（constant region，C区）
近C端的1/2 L链及3/4（或4/5）H链。 氨基酸组成在同一物种的同一类Ig中相对稳定。 决定了Ig分子的异种抗原性。
分为λ1，2，3，4，四个亚型。 （二）同种异型 同种异型（allotype）是指同一种属不同个体的Ig分 子抗原性的不同，在同种异体间免疫可诱导免疫反应。
（三）独特型 独特型（idiotype）为每一种特异性IgV区上的抗原特异 性。
四、免疫球蛋白分子的超家族
许多细胞膜表面和机体某些蛋白分子，其多肽链 折叠方式与Ig折叠相似，在DNA水平上和氨基酸序列上 与IgV区或C区有较高的同源性，它们可能从同一原始 祖先基因经复制突变衍生而来。编码基因称为免疫球 蛋白基因超家族，基因表达产物称为免疫球蛋白超家 族(Immunoglobulin superfamily, IGSF)。 抗原识别受体，信号传导因子，MHC相关分子， Ig受体等。
第三章 抗体
抗体攻击病毒
凝 集 细 菌
第一节 概述
1890年Behring和北里 柴三郎发现白喉抗毒素, 建立了血清疗法,开创了 抗体制药。
1937年Tiselius用电 泳法将血清蛋白分离为白 蛋白、α 、β 、γ 球蛋白， 并证明抗体活性主要存在 于γ 球蛋白组分。故曾有 γ 球蛋白（或丙种球蛋白） 之称。
第三节 各类免疫球蛋白的特性与功能
㈠ IgG 1.特性:
① IgG多为单体，分子量约 150 KD，有 四个亚类(IgG1~4); ② 是再次应答的主要Ig,在血清中含量最 高，占血清 Ig 总量的75%~80%; ③ 半寿期约20 ～ 23天; ④ 于出生后3个月开始合成，3 5岁达成 人水平。
（四）绞链区
绞链区（hinge region）位于CH1～CH2之间。 富含脯氨酸，对蛋白酶敏感，易伸展弯曲。 作用：1. 使Ig分子发生“T” “Y”的构型改变， 暴露补体结合位点。
2.弯曲利于V区与Fra Baidu bibliotek同距离的抗原表位结合。
二、免疫球蛋白的功能区
IgG, IgA, IgD:
L chain: VL, CL H chain:VH, CH1, CH2, CH3
（三）高变区和骨架区
1. 高变区（hypervariable region，HVR）
V区内变化最为剧烈的特定部位。L链3个， H链3个。 超变区共同组成Ig的抗原识别部位，形成 与抗原决定基互补的表位。 因其在空间结构上可与 抗原决定簇形成精密的互补， 故又称互补性决定区 （complementarity determing region， CDR）。
各类免疫球蛋白的特性与功能
2.IgG的免疫功能:
① IgG是体内抗感染的主要抗体， 发挥抗毒素、抗细菌、抗病毒等效应; ② IgG 是唯一能通过胎盘的 Ig， 在新生儿抗感染中起重要作用;
各类免疫球蛋白的特性与功能
③ IgG的Fc段可与巨噬细胞、中性粒细 胞、NK细胞表面相应受体结合，发挥调 理吞噬、ADCC效应。
Cesar Milstein
Nobel Prize in 1984
第二节 抗体分子的结构和功能
由二硫键 相连的四 条对称的 多肽链构 成的单体。 形 成 一 “ Y” 字 形 结构。
轻链
重链 二硫键
一、基本结构
(一)重链（heavy chain，H） 2条 轻链（light chain，L） 2条 (二)可变区（variable region, V区） 恒定区（constant region, C区） (三)高变区（ hyper-variable region, HVR),又称 互补决定区(complementary determining region, CDR） 骨架区（framework region, FR） (四)铰链区（hinge region）
— B细胞膜上的抗原受体； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) — 分泌进入体液, 介导体液免疫应答。
Ab=Ig,Ig≠Ab； Ig=Ab+化学结构类似物
Ab是功能描述，Ig是化学结构描述；
基本概念
3.多克隆抗体（Polyclonal antibody,PcAb） 病原微生物含有多种抗原决定簇的抗原 物质，因此这些抗体制剂也是多种抗体的混 合物，故称多克隆抗体。即针对多种抗原决 定簇的抗体。 这些抗体制剂在应用过程中经常发生非 特异性交叉反应而出现假阳性结果, 难以满 足临床治疗和诊断上的需要。
20世纪60年代发现多发性骨髓瘤是 浆细胞癌变形成的恶性增殖性疾病。病 人血清中出现同抗体结构类似的球蛋白， 统称为免疫球蛋白（immunoglobulin， Ig）。
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901
1908
von Behring Ehrlich & Metchnikoff
血清治疗
抗体生成、吞噬
（一）重链与轻链
1.重链（heavy chain，H链）
450～550个氨基酸残基，分子量约55～75kD。 根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE， 相应H链为γ 、 μ 、 α 、 δ 及 ε 链。
2. 轻链
轻链为重链的1/2，约由214个氨基酸组成。 根据轻链的不同，分为κ、λ两型。 正常人血清Ig的κ:λ=2 :1.。
存在部位：血清、其他体液或外分泌液中。
将抗体介导的免疫称为体液免疫。
将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。
基本概念
2.免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）
(1)定义：具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似 的球蛋白。亦称球蛋白。 (2)存在形式：
膜型（membrane immunoglobulin, mIg）
IgM, IgE:
L chain: VL, CL H chain:VH, CH1, CH2, CH3, CH4
抗原结合部位 VH
可 变 区
N端
VH VL
CH1
VL
CL
CL
Fab段
FC 段 恒 定 区
铰 链 区
CH2
补体结合
CH3
Fc受体结合
C端
2.主要功能
(1)VH和VL — 抗原结合部位； (2)CH1～3和CL — Ig遗传标
1972
1977
Edelman & Poter
Yalow Kohler,Milstein & Jerne Tonegawa
抗体分子结构
放射免疫测定
1984
1987
单克隆抗体
Ig基因结构
基本概念
1.抗体（antibody, Ab） 机体免疫细胞被抗原激活后，由B细胞分 化成熟的浆细胞合成、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。
（四）穿过胎盘(IgG)和粘膜(SIgA); IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的 Ig。是一种重要的自然被动免疫，对于新生 儿的抗感染有重要作用。
三、免疫球蛋白分子的抗原性 （一）同种型 同种型（isotype）指同一种属内所有个体共有Ig抗原 特异性的标记，在异种体内可诱导产生相应的抗体， 同种型的抗原性主要位于CH和CL上，同种型主要包 括Ig的类、亚类、型和亚型。
抗毒素+外毒素 抗病毒抗体+病毒 分泌型IgA +细菌 中和毒素 阻止病毒 感染细胞 抑制细菌 粘附
（二）活化补体
IgM，IgG1，IgG2和IgG3可通过经典途径活化补体。 IgA1，IgG4，IgE等可以通过替代途径活化补体。
（三）结合Fc受体
不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体（Fcγ R，Fcε R， Fcα R），当Ig与相应抗原结合后，由于构型改变，促使 Fc同相应的细胞结合。 1．介导I型变态反应 由IgE抗体Fc段的结构特点，可在游离情况下与细胞 受体结合，称为亲细胞抗体（cytophilic antibody）。 IgE诱导的细胞脱颗粒，释放组胺，合成由细胞质来 源的介质，如：白三烯，前列腺素，血小板活化因子等 引起的I型变态反应。
④溶化吞噬细胞（抗原 抗体复合物结合细胞 表面Fc受体）
抗体的调理机制
3.发挥抗体依赖的细胞介导细胞毒作用（antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）
4.单克隆抗体（ monoclonal antibody McAb）
一个B细胞针对一 个抗原决定簇所产生 的一种特异性抗体， 称为单克隆抗体。 1975年Kohler和 Milstein首先利用B淋 巴细胞杂交瘤技术制 备出单克隆抗体。 单克隆抗体具有 高度特异性、均一性。
Georeges Kohler 1946--
水解
IgG
（fragment of antigen-binding，Fab段）
一个可结晶片段
（crystalizable fragment，Fc段）
Fab段保留了特异性结合抗原的功能。 Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的生 物学活性。
（二）胃蛋白酶的水解作用
一个与抗原双价结合的 F(ab’)2段 小分子多肽碎片（pFc’）
2．调理吞噬作用 调理作用（opsonization）是指抗体，补体 等调理素（opsonin），促进吞噬细胞吞噬细胞 等颗粒性抗原。 补体对热不稳定，称热不稳定调理素 （heat-labile opsonin）， 抗体又称为热稳定调理素（heat-stable opsonin）。
抗体的调理机制
1．免疫球蛋白的类和亚类（Classes and subclasses） ◇类，决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区 （CH）。 ◇亚类，同一类Ig中，存在于铰链区氨基酸组成和二硫键 数目的差异。
2．免疫球蛋白的型和亚型（types and subtypes）
◇型，决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区（CL）。 ◇亚型，按λ铰链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可
CDR1 CDR2
CDR3
不同Ig分子在超变区结构上各自具有独特 的氨基酸排序和构型特点，也称为Ig分子 的独特型或独特型决定簇。
超变区、互补性决定区和独特型决定簇指 的是Ig分子中的同一结构部位，只是从不 同的角度阐述而已。
2.骨架区（framework region，FR）
Ig分子V区超变区之外的部位，其氨基酸组成 及排列相对保守。 作 用 ： 主 要 是 稳 定 CDR 的 空 间 构 型 ， 以 利 IgCDR与抗原表位精细的特异性结合。
胃蛋白酶
水解
IgG
pFc’无生物学活性。
第二节 抗体分子的结构和功能
由二硫键 相连的四 条对称的 多肽链构 成的单体。 形 成 一 “ Y” 字 形 结构。
轻链
重链 二硫键
四、 免疫球蛋白的分子功能
（一）特异性结合抗原
Ig最显著的生物学特点：能够特异性地与抗原结合， 这种结合是可逆的，并受到pH、温度和电解质浓度 的影响。 不同的抗原可能有相同的抗原决定簇，一种抗体可 以与两种或两种以上的抗原发生反应，此称为交叉 反应（cross reactoion）。
④ 参与某些自身免疫病及Ⅱ、Ⅲ型超 敏反应。
各类免疫球蛋白的特性与功能
㈡ IgM: 1.特性
① IgM为五聚体,是分子量最大的 Ig(约900KD)，称巨球蛋白; ② 主要分布于血管内，约占血清 Ig 总量的 5% ～ 10%; ③半寿期约5 ～ 10天。
IgM五聚体结构及其与抗原结合示意图
各类免疫球蛋白的特性与功能
2.免疫功能:
① IgM 是体内抗细菌、抗病毒的 主要抗体，在免疫防护中起先锋作用; ② IgM活化补体的能力比IgG强大; ③ IgM是个体发育中及抗原刺激后出 现最早的Ig，故临床上常作为宫内 感染和传染病早期诊断的指标;
志所在；
(3)CH2(IgG)、CH3(IgM) — C1q结合部位；
(4)CH2～CH3(IgG) — 结合并
通过胎盘； (5)CH3(IgG) — FcγR结合部
位；
(6)CH4(IgE) — FcεR结合部位。
三、免疫球蛋白的水解片段
（一）木瓜蛋白酶的水解作用
二个相同的单价抗原结合片段
木瓜蛋 白酶
天然的Ig单体结构中，两条重链同类，两条轻链同型。
（二）可变区和恒定区
1.可变区（variable region，V区）
近N端的1/2 L链和1/4（或1/5）H链，氨基酸的 组成及序列变化较大，而得名。
2.恒定区（constant region，C区）
近C端的1/2 L链及3/4（或4/5）H链。 氨基酸组成在同一物种的同一类Ig中相对稳定。 决定了Ig分子的异种抗原性。
分为λ1，2，3，4，四个亚型。 （二）同种异型 同种异型（allotype）是指同一种属不同个体的Ig分 子抗原性的不同，在同种异体间免疫可诱导免疫反应。
（三）独特型 独特型（idiotype）为每一种特异性IgV区上的抗原特异 性。
四、免疫球蛋白分子的超家族
许多细胞膜表面和机体某些蛋白分子，其多肽链 折叠方式与Ig折叠相似，在DNA水平上和氨基酸序列上 与IgV区或C区有较高的同源性，它们可能从同一原始 祖先基因经复制突变衍生而来。编码基因称为免疫球 蛋白基因超家族，基因表达产物称为免疫球蛋白超家 族(Immunoglobulin superfamily, IGSF)。 抗原识别受体，信号传导因子，MHC相关分子， Ig受体等。
第三章 抗体
抗体攻击病毒
凝 集 细 菌
第一节 概述
1890年Behring和北里 柴三郎发现白喉抗毒素, 建立了血清疗法,开创了 抗体制药。
1937年Tiselius用电 泳法将血清蛋白分离为白 蛋白、α 、β 、γ 球蛋白， 并证明抗体活性主要存在 于γ 球蛋白组分。故曾有 γ 球蛋白（或丙种球蛋白） 之称。
第三节 各类免疫球蛋白的特性与功能
㈠ IgG 1.特性:
① IgG多为单体，分子量约 150 KD，有 四个亚类(IgG1~4); ② 是再次应答的主要Ig,在血清中含量最 高，占血清 Ig 总量的75%~80%; ③ 半寿期约20 ～ 23天; ④ 于出生后3个月开始合成，3 5岁达成 人水平。
（四）绞链区
绞链区（hinge region）位于CH1～CH2之间。 富含脯氨酸，对蛋白酶敏感，易伸展弯曲。 作用：1. 使Ig分子发生“T” “Y”的构型改变， 暴露补体结合位点。
2.弯曲利于V区与Fra Baidu bibliotek同距离的抗原表位结合。
二、免疫球蛋白的功能区
IgG, IgA, IgD:
L chain: VL, CL H chain:VH, CH1, CH2, CH3
（三）高变区和骨架区
1. 高变区（hypervariable region，HVR）
V区内变化最为剧烈的特定部位。L链3个， H链3个。 超变区共同组成Ig的抗原识别部位，形成 与抗原决定基互补的表位。 因其在空间结构上可与 抗原决定簇形成精密的互补， 故又称互补性决定区 （complementarity determing region， CDR）。
各类免疫球蛋白的特性与功能
2.IgG的免疫功能:
① IgG是体内抗感染的主要抗体， 发挥抗毒素、抗细菌、抗病毒等效应; ② IgG 是唯一能通过胎盘的 Ig， 在新生儿抗感染中起重要作用;
各类免疫球蛋白的特性与功能
③ IgG的Fc段可与巨噬细胞、中性粒细 胞、NK细胞表面相应受体结合，发挥调 理吞噬、ADCC效应。
Cesar Milstein
Nobel Prize in 1984
第二节 抗体分子的结构和功能
由二硫键 相连的四 条对称的 多肽链构 成的单体。 形 成 一 “ Y” 字 形 结构。
轻链
重链 二硫键
一、基本结构
(一)重链（heavy chain，H） 2条 轻链（light chain，L） 2条 (二)可变区（variable region, V区） 恒定区（constant region, C区） (三)高变区（ hyper-variable region, HVR),又称 互补决定区(complementary determining region, CDR） 骨架区（framework region, FR） (四)铰链区（hinge region）
— B细胞膜上的抗原受体； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) — 分泌进入体液, 介导体液免疫应答。
Ab=Ig,Ig≠Ab； Ig=Ab+化学结构类似物
Ab是功能描述，Ig是化学结构描述；
基本概念
3.多克隆抗体（Polyclonal antibody,PcAb） 病原微生物含有多种抗原决定簇的抗原 物质，因此这些抗体制剂也是多种抗体的混 合物，故称多克隆抗体。即针对多种抗原决 定簇的抗体。 这些抗体制剂在应用过程中经常发生非 特异性交叉反应而出现假阳性结果, 难以满 足临床治疗和诊断上的需要。
20世纪60年代发现多发性骨髓瘤是 浆细胞癌变形成的恶性增殖性疾病。病 人血清中出现同抗体结构类似的球蛋白， 统称为免疫球蛋白（immunoglobulin， Ig）。
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901
1908
von Behring Ehrlich & Metchnikoff
血清治疗
抗体生成、吞噬
（一）重链与轻链
1.重链（heavy chain，H链）
450～550个氨基酸残基，分子量约55～75kD。 根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE， 相应H链为γ 、 μ 、 α 、 δ 及 ε 链。
2. 轻链
轻链为重链的1/2，约由214个氨基酸组成。 根据轻链的不同，分为κ、λ两型。 正常人血清Ig的κ:λ=2 :1.。
存在部位：血清、其他体液或外分泌液中。
将抗体介导的免疫称为体液免疫。
将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。
基本概念
2.免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）
(1)定义：具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似 的球蛋白。亦称球蛋白。 (2)存在形式：
膜型（membrane immunoglobulin, mIg）
IgM, IgE:
L chain: VL, CL H chain:VH, CH1, CH2, CH3, CH4
抗原结合部位 VH
可 变 区
N端
VH VL
CH1
VL
CL
CL
Fab段
FC 段 恒 定 区
铰 链 区
CH2
补体结合
CH3
Fc受体结合
C端
2.主要功能
(1)VH和VL — 抗原结合部位； (2)CH1～3和CL — Ig遗传标
1972
1977
Edelman & Poter
Yalow Kohler,Milstein & Jerne Tonegawa
抗体分子结构
放射免疫测定
1984
1987
单克隆抗体
Ig基因结构
基本概念
1.抗体（antibody, Ab） 机体免疫细胞被抗原激活后，由B细胞分 化成熟的浆细胞合成、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。
（四）穿过胎盘(IgG)和粘膜(SIgA); IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的 Ig。是一种重要的自然被动免疫，对于新生 儿的抗感染有重要作用。
三、免疫球蛋白分子的抗原性 （一）同种型 同种型（isotype）指同一种属内所有个体共有Ig抗原 特异性的标记，在异种体内可诱导产生相应的抗体， 同种型的抗原性主要位于CH和CL上，同种型主要包 括Ig的类、亚类、型和亚型。
抗毒素+外毒素 抗病毒抗体+病毒 分泌型IgA +细菌 中和毒素 阻止病毒 感染细胞 抑制细菌 粘附
（二）活化补体
IgM，IgG1，IgG2和IgG3可通过经典途径活化补体。 IgA1，IgG4，IgE等可以通过替代途径活化补体。
（三）结合Fc受体
不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体（Fcγ R，Fcε R， Fcα R），当Ig与相应抗原结合后，由于构型改变，促使 Fc同相应的细胞结合。 1．介导I型变态反应 由IgE抗体Fc段的结构特点，可在游离情况下与细胞 受体结合，称为亲细胞抗体（cytophilic antibody）。 IgE诱导的细胞脱颗粒，释放组胺，合成由细胞质来 源的介质，如：白三烯，前列腺素，血小板活化因子等 引起的I型变态反应。