1、免疫球蛋白,周 艳 艾滋病疫苗国家工程实验室,抗体与免疫球蛋白的概念,抗体（antibody, Ab）是机体接受抗原刺激后，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞，由浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。 免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。 所有抗体都是Ig，而Ig并不一定都是抗体。,死亡,存活,大剂量白喉毒素,小剂量白喉毒素,存活,大剂量白喉毒素,免疫血清,1901年首届诺贝尔医学奖得主,Behring,抗体的发现,分泌型Ig (secreted Ig, sIg) 和膜型Ig (membrane Ig, mIg),B细胞介导
2、的体液免疫应答过程示意图,2条重链 （Heavy chain，简写为H） 2条轻链 （ Light chain，简写为L ) 可变区+恒定区+铰链区 V + C + hinge region 结构域,免疫球蛋白（IgG）的一级结构,免疫球蛋白（IgG）的可变区、恒定区、铰链区,可变区、恒定区,可变区（variable region）V区：抗原抗体结合的关键部位，决定特异性。 恒定区（constant region）C区：其他生物学和免疫学功能,重链（heavy chain, H）： 由450550个氨基酸组成，5075 kDa；重链分为：、链； 据重链组成，将Ig分为五类：IgG, IgA,
3、IgM, IgD, IgE 其中IgG有4个亚类， IgA有2个亚类轻链（light chain，L）分型： 由210个氨基酸组成，25 kDa； 轻链分、型； 根据链个别氨基酸的差异，分为1-4亚型,重链、轻链以及免疫球蛋白的分类,CDR1、CDR2、CDR3 氨基酸组成和顺序高度可变 共同组成抗原结合部位 Antigen-binding site(ABS),互补决定区、超变区,超变区（hypervariable region） 互补决定区（complementarity determining region,CDR） 骨架区（framework region,FR）,LOGO,LOGO,L
4、OGO,结构域、功能区（domain）,由110个氨基酸组成的花瓣状结构 与功能有关 轻链有两个，重链3到4个 IgA IgD IgG 有三个 Ig M IgE 有四个,LOGO,本文由探生科技技术人员提供,Fantibody全球抗体搜索引擎，您身边的抗体专家!,结合抗原,遗传标记,结合补体,结合细胞,LOGO,铰链区（Hinge）,位于CH1与CH2之间 易伸展弯曲，利于Ig双臂同时结合不同表位 利于暴露补体结合位点 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解,免疫球蛋白的柔韧性 Flexibility of immunoglobulins,Ig M Ig E 无铰链区，但CH2可部分程度代替铰链区功能
5、,免疫球蛋白的空间结构,结构域的二级结构是“三明治”,免疫球蛋白超家族（IgSF）,LOGO,其他成分：J链、分泌片,（一） J链（连接链，Joining Chain） 产生：浆细胞合成, 富含半胱氨酸 作用：J链连接两个或两个以上 Ig单体 sIgA：二聚体 IgM： 五聚体 （二）分泌片： SP（Secretory Piece） 是sIgA上的一个辅助成分。 产生：由粘膜上皮细胞合成、分泌 作用：抵抗酶解，稳定sIgA的作用。,LOGO,LOGO,免疫球蛋白的水解片段,Fab: 仍具有抗原结合活性，但结合能力弱 Fc：固定补体、亲和细胞（巨噬细胞、NK细胞核粒细胞等）、通过胎盘、介导与细菌
6、蛋白的结合，以及与类风湿因子反应等。 F(ab)2保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段可能引起的副作用。,LOGO,所谓异质性就是非均一性 免疫球蛋白在结构上具有高度的非均一性 表现： 外源因素所致抗体异质性：抗体的多样性； 内源因素所致抗体异质性：免疫球蛋白的血清型,多样性,血清型,Ig本身也可以作为抗原，其表位可分为三类: 同种型（isotype） 同种异型（allotype） 独特型（idiotope）,1. 同种型(isotype)：种属特异性标志,同一物种内所有个体同一类Ig具有的共同表位，存在于C区。,小鼠 IgG1,朱丽叶 IgG1,罗蜜欧 IgG1,2. 同种异型（a
7、llotype)：个体特异性标志,同一物种内不同个体间同一类Ig上具有不同表位，主要存在于Ig C区。,朱丽叶 IgG1,罗蜜欧 IgG1,3. 独特型（idiotype)：每个Ig特有的标志,同一个体内每个Ig其分子的超变区各自具备独特的表位，存在于V区。独特型抗原决定簇可刺激机体产生抗独特型抗体（即抗抗体），参与免疫调节。,朱丽叶 抗A抗原的IgG1,朱丽叶 抗B抗原的 IgG1,结构互补 多种非共价键作用力 需要合适的温度、pH、离子强度 结合可逆,Ig V区的功能,中和作用 Neutralization,1、激活补体 IgM和IgG1、IgG2、IgG3与特异性抗原结合后，暴露补体结合
8、位点，通过传统途径激活补体。 聚合IgA、IgE和IgG4可通过旁路途径激活补体。IgD不能激活补体,Ig C区的功能,结合细胞 1、调理作用 抗体主要是IgG的 Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc受体的结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。 2、ADCC（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC） 3、介导I型超敏反应 表达Fc受体的细胞有：NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞。,型超敏反应的发生过程,其他功能 穿越粘膜和胎盘 IgG是唯一的能通过胎盘的免疫球蛋白； 分泌型IgA可通过呼吸道和消化道的粘膜。 此外 Ig对免疫应答有调
9、节作用。,1、IgG 体内最重要的抗感染抗体 血清当中含量最多 75% 左右 有四个亚类 主要功能： 中合作用，介导ADCC作用，免疫调理作用，穿越胎盘，IgG1、 IgG2、 IgG3可通过经典途径活化补体。,1、IgM 五聚体，具有中和作用，也能够活化补体 抗原结合价5/10？ 最古老的免疫球蛋白 是B细胞表面抗原的重要组成成分，只表达mIgM是未成熟B细胞的标志,1、IgD 单体，在血清中含量极低，也是B细胞表面受体主要组成成分。 成熟的B细胞同时表达mIgM，和mIgD 被称为初始B细胞（naive B cell），活化的B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失。,1、IgA 在血清当
10、中有两种类别IgA1、 IgA2 单体、二聚体 在粘膜表面是SIgA 主要作用：抗细菌，病毒，参与粘膜免疫,1、IgE 在血清中含量最低的免疫球蛋白 单体 介导参与I型超敏反应,多克隆抗体 由于抗原分子具有多种抗原决定簇，每一种决定簇可激活具有相应抗原受体的B细胞产生免疫应答，因而可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体，这些由不同B细胞克隆产生的抗体称之为多克隆抗体。 传统的方法制备的抗体是用抗原免疫动物后所得。,单克隆抗体：抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的B细胞。被激活的B细胞分裂增殖形成效应B细胞（浆细胞）和记忆B细胞，大量的浆细胞克隆合成和分泌大量的抗体分子分布到血液、体液中
11、。如果能选出一个制造一种专一抗体的浆细胞进行培养，就可得到由单细胞经分裂增殖而形成细胞群，即单克隆。单克隆细胞将合成针对一种抗原决定簇的抗体，称为单克隆抗体。,单一的B细胞克隆具有相同的性状 B细胞能分泌特异性抗体，不能长期培养 骨髓瘤细胞不能分泌抗体，能长期培养 二者的融合细胞形成杂交瘤细胞，既能分泌特异性抗体，又能连续传代培养,杂交瘤技术,基因工程抗体 概念： 根据研究者的意图，采用基因工程方法，在基因水平，对免疫球蛋白基因进行切割、拼接或修饰后导入受体细胞进行表达，产生新型抗体。主要包括 人源化抗体如嵌合抗体、改形抗体等。,(1) 嵌合抗体(chimeric antibody)：从杂交瘤
12、细胞分离出功能性可变区基因，与人Ig恒定区基因连接，插入适当表达载体，转染宿主细胞，表达人-鼠嵌合抗体。 特点：减少了鼠源性抗体的免疫原性，同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力。,人源化抗体,人-鼠嵌合抗体,（2）改形抗体(reshaped antibody)：将小鼠的CDR序列移植到人抗体可变区框架中，产生的抗体称为CDR移植抗体。,人-鼠改形抗体,（3）完全人源化抗体： 将小鼠 Ig 基因敲除，转染人 Ig 基因，在小鼠体内产生人 Ab，再经杂交瘤技术，产生大量完全人源化抗体。,Ig与Ab的概念 Ig的结构 Ig的异质性 抗体的生物学功能(Ab) 五类免疫球蛋白的特性与功能 人工制备抗体,小结,
