抗體的課件資料第1頁/共63頁【教學內容】1.抗體和免疫球蛋白的概念以及免疫球蛋白分型（膜型和分泌型）。

2.免疫球蛋白的基本結構，功能區，水解片段及其它成分。

3.免疫球蛋白的類型，同種型，同種異型和獨特型。

4.免疫球蛋白的基因結構及其重排和表達。Ig的類別轉換。

5.抗體V區和C區的功能。

6.各類免疫球蛋白的特性和功能。

7.單克隆抗體和基因工程抗體。第2頁/共63頁概念1.抗體（antibody,Ab）功能性概念

是由抗原刺激而產生并能與刺激其產生的抗原發生特異性結合的、具有免疫功能的糖蛋白?？贵w主要存在血清中，也存在于如呼吸道粘膜液、小腸粘膜液、唾液以及乳汁等其它體液中。

2.免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）結構性概念

具有抗體活性或化學結構與抗體分子相似的球蛋白。第3頁/共63頁存在形式

BCR（B細胞受體)

－膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）

抗體－分泌型（secretedimmunoglobulin,sIg）

第4頁/共63頁第一節抗體的分子結構第5頁/共63頁第6頁/共63頁一、免疫球蛋白的基本結構“Y”型，四肽鏈重鏈

（5種:、、、、）

輕鏈（2種:、）可變區

（V區）

超變區（HVR，3個，又稱CDR互補決定區）

骨架區:FR（4個）恒定區（C區）鉸鏈區第7頁/共63頁第8頁/共63頁第9頁/共63頁輕鏈：VL、CL重鏈：VHCH1、CH2、CH3、CH4IgGIgMIgAIgEIgD

二、免疫球蛋白的功能區

功能區：是不連續，緊密折疊的區域，由重鏈和輕鏈經鏈內二硫鍵連接而成的球狀結構。該區具有特殊的功能特性。第10頁/共63頁主要功能1.VL和VH是抗原結合的部位（FV區）。2.CL和CH上具有同種異型的遺傳標記。3.IgG的CH2和IgM的CH3具有補體固有成分C1q的結合點，參與激活補體系統。4.CH3/CH4具有結合包括單核細胞、巨噬細胞、粒細胞、B細胞、NK細胞等細胞的Fc段受體的功能。5.IgG的CH2+CH3具有介導IgG通過胎盤的特性。第11頁/共63頁ImmunoglobulinFragments:Structure/FunctionRelationshipsAgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptors第12頁/共63頁

三、免疫球蛋白的水解片段

1.木瓜蛋白酶（Papain）（將重鏈于近氨基端切斷）

Fab段（fragmentofantigen-

binding，抗原結合片段）Fab段可以與抗原結合，具有抗體的活性。

Fc段（fragmentcrystalizable，可結晶片段）

Fc段不能與抗原結合，但可執行Ig的其他生物學功能。

第13頁/共63頁2.

胃蛋白酶（Pepsin）（將重鏈于近羧基端切斷）

F(ab′)2

：可結合2個抗原表位。

pFc′：無生物學活性。

3.意義：闡明Ig分子生物學作用。第14頁/共63頁第15頁/共63頁四、其它成分

1.連接鏈（joiningchain，J鏈）：IgM五聚體，IgA雙聚體

2.分泌片（secretorypiece,SP）：SIgA

第16頁/共63頁第二節抗體的類型和生物學活性一、抗體的類型（一）同種型（isotype）同一種屬每個個體都具有的免疫球蛋白的抗原特異性，其抗原決定簇主要存在于Ig的C區。第17頁/共63頁

1.類和亞類（根據H鏈的抗原性不同）

IgG—γ(gamma)IgA—

α(alpha)IgM—

μ(mu)IgD—

δ(delta)IgE—

ε(epsilon)(1)類(2)亞類IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4IgA：IgA1,IgA2第18頁/共63頁第19頁/共63頁2.型和亞型(根據輕鏈C區抗原特異性不同分型)

(1)型κ(kappa)型

λ(lambda)型(2)亞型(λ鏈)：

OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)

OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)

Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)

Kern(-)(或λ4)：第154位(絲氨酸)第20頁/共63頁（二）同種異型（allotype）同一種屬不同個體之間免疫球蛋白也具有的差異性，主要反映在分子的CH和CL上的一個或數個氨基酸的差異(geneticmarkers—

遺傳標志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km因子：Km1，Km2，Km3（三）獨特型（idiotype）在同一個體內，不同B細胞克隆所產生的免疫球蛋白分子V區以及T、B細胞表面抗原受體V區所具有的抗原特異性不同。由免疫球蛋白的超變區特有的氨基酸序列和構型決定。第21頁/共63頁第22頁/共63頁二、抗體的生物學活性

（一）特異性結合抗原超變區－表位靜電力、氫鍵、范德華力可逆影響因素：PH、溫度、電解質中和效應—

中和毒素和病毒與Ag結合—

促吞噬細胞吞噬1.結合基礎2.實際意義第23頁/共63頁（二）激活補體系統

Ab（IgM、IgG）+Ag→

C1q

→

補體經典途徑

IgG4、IgA和IgE的凝聚物→

補體旁路途徑

（三）結合Fc受體

(1)

介導超敏反應：Ⅰ型超敏反應；

(2)

調理作用（opsonization）：IgG+抗原(顆粒性)

→FcγR（單核、巨噬細胞及中性粒細胞）→促吞噬細胞吞噬；

(3)

ADCC：IgG+抗原(靶細胞)→

FcγR（NK

細胞）→

殺傷靶細胞。

（四）通過胎盤和粘膜第24頁/共63頁第25頁/共63頁第26頁/共63頁第27頁/共63頁三、抗體的Fc受體(一)IgG的FcR分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，均屬免疫球蛋白超家族成員

FcγRⅠ：單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞，

IgG(IgG1和IgG3)的高親合力受體；FcγRⅡ：分布廣泛，以低親和力結合免疫復合物和多聚形式的IgG；FcγRⅢ：IgG1、IgG3為低親和力受體。巨噬細胞、

NK細胞、嗜酸性粒細胞和中性粒細胞，與單體或免疫復合物形式的IgG結合，介導NK細胞的ADCC效應及巨噬細胞的捕獲或清除等。第28頁/共63頁(二)IgE的Fc受體FcεRⅠ：結構：跨膜糖蛋白，屬Ig超家族,IgE的高親和力受體。分布和功能：嗜堿性粒細胞和肥大細胞，介導Ⅰ型速發型超敏反應。FcεRⅡ(CD23)：結構：穿膜糖蛋白，低親和力受體,屬C型凝集素家族成員。分布：成熟B細胞、活化巨噬細胞和樹突狀細胞等。第29頁/共63頁(三)IgA的Fc受體

FcαR(CD89)為跨膜糖蛋白，屬Ig超家族成員。為中等親和力受體，主要表達于單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等，介導吞噬、ADCC以及炎癥介質的釋放。(四)IgM受體、IgD前者主要表達于B細胞，二者共同表達于成熟B細胞。第30頁/共63頁FcγR、FcαR和FcεR結構示意圖

第31頁/共63頁四、免疫球蛋白超家族（一）概念許多細胞膜表面和機體的某些蛋白分子，其多肽鏈折疊方式與Ig折疊相似，在DNA水平上和氨基酸序列上與IgV區或IgC區有較高的同源性。編碼這些多肽鏈的基因被稱為免疫球蛋白基因超家族，基因表達產物稱為免疫球蛋白超家族(Immunoglobulinsuperfamily,IGSF)。

第32頁/共63頁（二）組成

1.T細胞、B細胞抗原識別受體和信號傳導分子

2.MHC及相關分子

3.Ig受體

4.某些細胞因子受體

5.神經系統功能相關分子

6.部分白細胞分化抗原（CD）第33頁/共63頁免疫球蛋白超家族分子的結構示意圖

第34頁/共63頁

第三節各類免疫球蛋白的特性和功能

一、IgG1.一般特性

(1)單體分子；

(2)四個亞類；

(3)血清中含量最高(75%Ig)；

(4)半衰期最長(21～23天)；

(5)3～5歲達成人水平(8.0～17mg/ml)；

(6)可與SPA結合。第35頁/共63頁2.生物學活性(1)通過胎盤（新生兒抗感染）；(2)激活補體（裂解細胞）；(3)調理作用（促進吞噬）；(4)介導ADCC（細胞毒作用）。3.實際意義(1)抗感染；(2)自身抗體→自身免疫?。?3)介導變態反應(Ⅱ、Ⅲ型)；(4)封閉抗體→腫瘤細胞逃逸；(5)親合層析法—

IgG純化；(6)免疫學檢測。

第36頁/共63頁二、IgM

1.五聚體，分子量最大(900kd)，又稱巨球蛋白；

2.人類發育過程中最早合成的Ig；

3.體液免疫應答最先產生的Ig

—

感染早期免疫；

4.占血清Ig含量的5～10%；

5.半衰期5天—

血清中特異性IgM

水平增高提示有近期感染；

6.激活補體；

7.IgM不能通過胎盤→臍帶血或新生兒血清中IgM

水平升高表明胎兒有宮內感染；

8.B細胞膜IgM（mIgM）→體液免疫應答；

9.自身抗體→自身免疫病。第37頁/共63頁

三、IgA

1.兩種類型

2.半衰期6天；

3.占血清Ig含量的5～15%；

4.粘膜局部抗感染免疫，阻止病原微生物黏附；

5.聚合IgA激活補體替代途徑。

血清型：IgA1，單體；分泌型：IgA2，二聚體,

粘膜局部漿細胞合成；分泌片由粘膜上皮細胞合成；第38頁/共63頁OriginofSecretoryComponentofsIgAYYYYYY第39頁/共63頁

四、IgD1.單體分子

2.存在形式：分泌性—

血清中，功能不清；膜結合性—

B細胞表面,3.意義（1）是B細胞成熟的重要標志；（2）抗原受體，對B細胞活化、增殖和分化起調節作用；

4.占血清Ig含量的1%；

5.半衰期3天。第40頁/共63頁

五、IgE1.單體分子；

2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；

3.種系進化中出現最晚；

4.呼吸道和胃腸道漿細胞產生；

5.介導Ⅰ型超敏反應；

6.過敏性疾病和某些寄生蟲感染患者血清中特異性IgE水平增高。第41頁/共63頁IgGIgMIgA/SIgAIgDIgE存在形式單體五聚體單體/二聚體單體單體相對分子質量(×1000)146970160/385184188血清中總Ig百分含量70~755~1015~20＜10.002半衰期235633出現時間出生后三個月出生前出生后四個月晚晚五大類免疫球蛋白特性比較（1）第42頁/共63頁IgGIgMIgAIgDIgE與補體結合能力√√中和作用√√√調理作用√ADCC√參與粘膜防御√能穿透胎盤√與細胞結合√√與SPA結合√參與超敏反應√√√五大類免疫球蛋白特性比較（2）第43頁/共63頁各類免疫球蛋白比較第44頁/共63頁第四節免疫球蛋白的基因結構及其表達一、免疫球蛋白的基因庫Ig基因庫V基因D基因庫J基因C基因H鏈基因庫（IGH）VH1～VHnD1～DnJ1～JnCH1～CHnκ鏈基因庫(IGK)Vκ1～Vκn____J1～JnCκ1λ鏈基因庫(IGL)Vλ1～Vλn____J1～JnCλ1～Cλn

免疫球蛋白基因組成第45頁/共63頁二、免疫球蛋白的基因結構及其重排和表達免疫球蛋白基因結構第46頁/共63頁三、抗體多樣性的遺傳學基礎（1）胚系中眾多的V、D、J基因片段；（2）V-D-J和V-J重排時，基因片段進行隨機組合；（3）VDJ連接過程中的核苷酸缺失和N區的核苷酸插入；（4）L鏈H鏈之間隨機配對組合；（5）體細胞突變。第47頁/共63頁四、免疫球蛋白的類轉換（classswitch）

Ig類轉換，又稱同種型轉換（isotypeswitch）：是指B細胞在受抗原刺激后，首先合成IgM,然后轉為合成IgG等其它類別。機制：B細胞

→活化→基因重排形成V-D-J–Cμ→合成IgM→CD40/CD40L信號及細胞因子作用→Cμ基因被替換→合成具有相同抗原特異性的不同的Ig類和亞類。TD-Ag刺激第48頁/共63頁B細胞基因重排機制圖第49頁/共63頁第50頁/共63頁第五節單克隆抗體和基因工程抗體一、多克隆抗體（polyclonalantibody）

1.定義：抗原分子通常具有多個抗原決定簇，動物免疫后可刺激多種具有相應抗原受體的B細胞發生免疫應答，因而可產生多種針對不同抗原決定簇的抗體。這些由不同B細胞克隆產生的抗體稱為多克隆抗體（polycolonalantibody,PcAb）。

2.實際意義（1）預防、治療感染性疾病（特異性差，可發生超敏反應）（2）臨床診斷第51頁/共63頁二、單克隆抗體（monoclonalantibody,McAb）

1.定義：由單一克隆B細胞雜交瘤產生的、只識別抗原分子某一特定抗原決