1、医学免疫学主题医学知识第四讲 免疫球蛋白一、抗体命名的演变二、免疫球蛋白的结构三、免疫球蛋白的异质性四、免疫球蛋白的生物学功能五、人工制备抗体医学免疫学主题医学知识2一、抗体命名的演变一、抗体命名的演变1890 Von Behring 抗毒素1938 Tiselius 丙种球蛋白1968年WHO 免疫球蛋白 医学免疫学主题医学知识31938 Tiselius 1938 Tiselius 电泳证明抗体活性在电泳证明抗体活性在球蛋白部分球蛋白部分4040年代抗体丙种球蛋白年代抗体丙种球蛋白医学免疫学主题医学知识4一、抗体命名的演变一、抗体命名的演变19681968年年WHOWHO将具有抗体活性的球
2、蛋白和化学结构与抗体将具有抗体活性的球蛋白和化学结构与抗体相似的球蛋白，命名为免疫球蛋白。相似的球蛋白，命名为免疫球蛋白。（Immunoglubulin,IgImmunoglubulin,Ig）IgIgAbAb？骨髓瘤细胞分泌的免疫球蛋白在分子结构上与抗体骨髓瘤细胞分泌的免疫球蛋白在分子结构上与抗体相同，但无抗体活性。相同，但无抗体活性。IgAbIgAb抗体（抗体，抗体（抗体，Ab）一类在抗原物质刺激机体后形成的，一类在抗原物质刺激机体后形成的，具有与该抗原发生特异性结合反应的球蛋白。具有与该抗原发生特异性结合反应的球蛋白。医学免疫学主题医学知识5二、免疫球蛋白分子结构医学免疫学主题医学知识6
3、二、免疫球蛋白的结构1.1.免疫球蛋白的基本结构：免疫球蛋白的基本结构：四条肽链四条肽链 两条重链两条重链（Heavy chain,HHeavy chain,H）根据重链根据重链抗原性抗原性不同分为五类：不同分为五类：重链类型重链类型 免疫球蛋白类型免疫球蛋白类型 IgG IgG IgA IgA IgM IgM IgD IgD IgE IgE 两条轻链两条轻链（light chain,Llight chain,L）：）：根据轻链根据轻链抗原性抗原性差异分为两型：差异分为两型：轻链类型轻链类型 型型 型型医学免疫学主题医学知识7二、免疫球蛋白的结构医学免疫学主题医学知识8二、免疫球蛋白的结构肽链
4、的结构：肽链的结构：两端两端：N端 C端 三区三区：可变区（Variable region,V区）超变区（互补决定簇区，CDR）支架区 恒定区（Constantal region,C区）绞链区(Hinge region)绞链区富含脯氨酸和双巯键（对蛋白酶敏感，易于水解；富有弹性，易于暴露补体结合位点）医学免疫学主题医学知识9二、免疫球蛋白的结构医学免疫学主题医学知识10IgG 基本结构医学免疫学主题医学知识11IgG 三维结构三维结构医学免疫学主题医学知识12IgG 的折叠的折叠医学免疫学主题医学知识13抗体的抗原结合部位溶菌酶抗原（绿）和抗溶菌酶抗体惊人的片段重链（蓝）、轻链（黄）结合医学免
5、疫学主题医学知识14互补决定簇区互补决定簇区互补决定簇区互补决定簇区(complementarity determining region,CDR)Ig与抗原特异性结合的部位，是Ig分子所独有的遗传标记结构，故又称为Ig的独特型决定簇。医学免疫学主题医学知识15抗体互补决定簇区与抗原表位的结合抗体互补决定簇区与抗原表位的结合医学免疫学主题医学知识16 免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区 Ig的H链、L链每隔110个氨基酸残基便由链内二硫键连接成一个能行使特定功能的球形单位，称为Ig的功能区。医学免疫学主题医学知识172、免疫球蛋白的酶水解片段木瓜水解酶木瓜水解酶胃蛋白酶胃蛋白酶1959年年P
6、oter研究的结果研究的结果医学免疫学主题医学知识18PapainFcFab2Fab：具有抗体活性，与抗原结合的位点具有抗体活性，与抗原结合的位点1Fc：可结晶片段可结晶片段功能功能：结合补体结合补体 通过胎盘通过胎盘 分泌至粘膜表面分泌至粘膜表面 结合肥大细胞和结合肥大细胞和MM等具有等具有FcFc的受体细胞的受体细胞2、免疫球蛋白的酶水解片段木瓜酶水解木瓜酶水解IgGIgG医学免疫学主题医学知识192、免疫球蛋白的酶水解片段PepsinFc PeptidesF(ab)2胃蛋白酶水解片段F(ab)2双价抗体活性；双价抗体活性；Fc 被水解为短肽；被水解为短肽；医学免疫学主题医学知识202、免
7、疫球蛋白的酶水解片段PoterPoter提出：提出：IgGIgG是有相同的两条重链通过二是有相同的两条重链通过二巯键连接成巯键连接成Y Y型型,两条相同的轻链通过二巯键两条相同的轻链通过二巯键连接在重链连接在重链Y Y型双臂的两侧。型双臂的两侧。电镜观察支持电镜观察支持PoterPoter的推测，并发现的推测，并发现Y Y型型Ig Ig的两的两臂可伸展成臂可伸展成180180，提出分子中存在绞链区，提出分子中存在绞链区研究水解片段的意义：研究水解片段的意义：理论上理解抗体的结构和抗原抗体反应的原理；理论上理解抗体的结构和抗原抗体反应的原理；实践中用于精制抗毒素；实践中用于精制抗毒素；医学免疫学
8、主题医学知识21免疫球蛋白的铰链区及其功能免疫球蛋白的铰链区及其功能医学免疫学主题医学知识22免疫球蛋白结构和功能的关系免疫球蛋白结构和功能的关系Ag BindingComplement Binding SitePlacental TransferBinding to Fc Receptors医学免疫学主题医学知识233.3.免疫球蛋白的其它成分免疫球蛋白的其它成分、连结链连结链（Joining chain,JJoining chain,J链）链）由浆细胞合成分泌20KD的多肽，将Ig单体连接成多聚体，方式以双硫键形式共价结合到Ig重链上起到稳定Ig多聚体的作用。J链的成分都相同，即只有一种J
9、链。医学免疫学主题医学知识24IgM 结构结构 Pentamer(19S)多一个结构域(CH4)J链C4J Chain医学免疫学主题医学知识253.3.免疫球蛋白的其它成分免疫球蛋白的其它成分分泌片分泌片（secretory piecesecretory piece，SPSP）由粘膜上皮细胞合成的60KD多肽，当IgA与J链在浆细胞内合成并连接后，IgA双体在通过粘膜上皮细胞的过程中再与分泌片结合形成具有分泌能力的双聚体IgA，即分泌型IgA。分泌片的功能是保护IgA，使之不受环境中酶的破坏，并介导IgA的转运。分泌片与IgA的形成无密切关系。医学免疫学主题医学知识26IgA 结构结构 血清-
10、单体 分泌(sIgA)二聚物(11S)J链 分泌的成分J ChainSecretory Piece医学免疫学主题医学知识27五类五类IgIg特性和作用特性和作用医学免疫学主题医学知识28婴儿体内免疫球蛋白产生的动态曲线婴儿体内免疫球蛋白产生的动态曲线医学免疫学主题医学知识29IgIg的部分理化性质的部分理化性质医学免疫学主题医学知识30三、免疫球蛋白的异质性三、免疫球蛋白的异质性、免疫球蛋白的类型、免疫球蛋白的类型、免疫球蛋白的多样性、免疫球蛋白的多样性、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型医学免疫学主题医学知识31、免疫球蛋白的类型、免疫球蛋白的类型类类：根据重链抗原性差异分为五类根据重链
11、抗原性差异分为五类 IgG IgG IgA IgA IgM IgM IgD IgD IgE IgE亚类亚类：四个四个IgGIgG亚类、两个亚类、两个IgAIgA亚类亚类型型：根据轻链抗原性差异分为两型根据轻链抗原性差异分为两型：型型 型型亚型亚型：医学免疫学主题医学知识32、免疫球蛋白的多样性、免疫球蛋白的多样性 多样性抗原的存在导致免疫球蛋白的多样性（不同的互补决定簇区）医学免疫学主题医学知识33、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型1.1.同种型（同种型（IsotypeIsotype）2.2.同种异型（同种异型（AllotypeAllotype）3.3.独特型（独特型（IdiotypeI
12、diotype，Id)Id)医学免疫学主题医学知识34、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型1.1.同种型（同种型（isotypeisotype）同一物种的所有个体有共同的Ig抗原特异性。其抗原特异性存在于IgC区：类、亚类、型、亚型医学免疫学主题医学知识35、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型2.2.同种异型（同种异型（allotypeallotype）同一种系的不同个体之间，由于遗传基因不同，同类Ig也有特异性不同的抗原决定簇。其抗原决定簇也存在于IgC区，因为显性基因、等位基因排斥，每一个Ig分子的两条H、L链完全相同。人类遗传标志，多次输入与自己遗传形状不同的Ig可导致超敏反应医
13、学免疫学主题医学知识36、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型3.3.独特型（独特型（IdiotypeIdiotype，Id)Id)同一个体内，每个抗体形成细胞克隆产生的Ig，V区的互补决定簇（超变区）抗原性不同独特型抗原决定簇。医学免疫学主题医学知识37、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型从结构上看从结构上看：IgIg互补决定簇（超变区）抗原结合部位独特型抗原决定互补决定簇（超变区）抗原结合部位独特型抗原决定簇簇 异种异种 抗异种抗异种IgIg抗体抗体独特型抗原决定簇独特型抗原决定簇 同种异体同种异体 抗非己抗非己IgIg抗体抗体 自身体内自身体内 抗独特型抗体抗独特型抗体 免疫球蛋白
14、具有二重性免疫球蛋白具有二重性 抗体活性抗体活性 抗原性抗原性医学免疫学主题医学知识38四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能IgV区功能区功能IgC区功能区功能医学免疫学主题医学知识391.1.结合特异性抗原结合特异性抗原互补决定簇区（互补决定簇区（CDRCDR，超变，超变区）区）抗毒素免疫：抗毒素免疫：抗体 毒素 中和 抗菌体、病毒免疫抗菌体、病毒免疫:抗体游离细菌或病毒 丧失吸附宿主敏感细胞的能力四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能医学免疫学主题医学知识40Electron micrographs of Antibodies and complement o
15、psonising Epstein Barr Virus(EBV)Negatively stained EBVEBV coated with a corona ofanti-EBV antibodiesEBV coated with antibodies and activated complement components医学免疫学主题医学知识41Antibody+complement-mediated damage to E.coliHealthy E.coliElectron micrographs of the effect of antibodies and complement u
16、pon bacteria医学免疫学主题医学知识42四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能3.3.亲和细胞：亲和细胞：Ig能通过其Fc段与多种细胞（肥大细胞、嗜碱性粒细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等）表面的FcR结合：以Fc c段和FCR结合加强吞噬作用，即调调理作用理作用 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytoxicity，ADCC）和肥大细胞、嗜碱性粒细胞结合，无需抗原参加，抗体直接结合到细胞上，引起 超敏反超敏反应应医学免疫学主题医学知识44抗体介导的调理作用抗体介导的调理
17、作用医学免疫学主题医学知识45 抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用医学免疫学主题医学知识46 抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用lymphocyteantibodytarget cell医学免疫学主题医学知识47四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能Ig经Fc受体结合到免疫细胞表面 IgIg类型类型 能结合的细胞能结合的细胞 IgGIgG NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞 IgE IgE 肥大细胞、嗜碱性粒细胞、血小板医学免疫学主题医学知识48四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能4.4.通过膜传递作用：通过膜传递作
18、用：主动通过胎盘：近IgG的Fc段和胎盘细胞膜受体可逆性结合，进入胎儿体内，所以6个月内新生儿不易感染；通过粘膜分泌到外分泌液中（初乳中有大量的分泌性IgA）；医学免疫学主题医学知识49IgA通过粘膜分泌到外分泌液通过粘膜分泌到外分泌液医学免疫学主题医学知识50四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能医学免疫学主题医学知识51五、人工制备抗体五、人工制备抗体1、多克隆抗体2、单克隆抗体3、基因工程抗体医学免疫学主题医学知识52五、人工制备抗体五、人工制备抗体1.1.多克隆抗体多克隆抗体（Polyclonal antibody，PcAb）由多克隆B细胞群产生的针对多种抗原决定簇的混合
19、抗体。免疫分离血清Polyclonal antibody医学免疫学主题医学知识53五、人工制备抗体五、人工制备抗体2.2.单克隆抗体单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb）针对一个抗原决定簇由一个B细胞分化、增殖产生的子代细胞集团产生的，针对一个抗原决定簇的抗体，即由单一B细胞克隆合成的抗体。医学免疫学主题医学知识54单克隆抗体制备流程图单克隆抗体制备流程图医学免疫学主题医学知识55单克隆抗体与多克隆抗体比较单克隆抗体与多克隆抗体比较性性 状状 多克隆抗体多克隆抗体 单克隆抗体单克隆抗体 产生抗体的细胞产生抗体的细胞 多株B细胞及其子代细胞 单株B细胞及其子代细胞来来 源
20、源 人或动物免疫血清，恢复期血清 B细胞杂交瘤的小鼠腹腔 （或上清液）有效抗体含量有效抗体含量 0.11.0mg/ml血清 0.55.0mg/ml小鼠腹水抗体成分及性质抗体成分及性质 能识别多种抗原决定簇的各类 只识别一种抗原决定簇的同 及各亚类Ig 一亚类Ig，其分子结构纯一 ，独特性完全相同用用 途途 用于常规多价抗原的免疫学检 作为第一抗体，用ELISA、测、易出现交叉反应 放免、免疫酶联等方法检测 用于紧急预防及治疗各种微生 微量抗原，可避免交叉反应 物、外毒素引起的疾病 将肿瘤特异性McAb与药物连 结，用于治疗肿瘤医学免疫学主题医学知识56小结小结 抗体是介导体液免疫的重要效应分子；抗体是介导体液免疫的重要效应分子；免疫球蛋白具有明显的异质性；免疫球蛋白具有明显的异质性；免疫球蛋白的功能与结构密切相关；免疫球蛋白的功能与结构密切相关；人工制备抗体是大量获得抗体的有效途径；人工制备抗体是大量获得抗体的有效途径；医学免疫学主题医学知识57
