1、 第二章第二章 免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白与抗体第一节 免疫球蛋白与抗体的概念一、免疫球蛋白：一、免疫球蛋白：IgIg 指存在于任何动物血液（血清）、组织液及指存在于任何动物血液（血清）、组织液及其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。包括包括IgGIgG、IgMIgM、IgAIgA、IgDIgD、IgEIgE 存在形式：存在形式：膜型膜型（membrane immunoglobulin,mIg）-B细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体；分泌型分泌型(secreted immunoglobulin,sIg)-分泌进入体液分泌进入体液,介导体液免疫应答
2、。介导体液免疫应答。二、抗体：二、抗体：AbAb 在抗原和免疫系统的相互作用下，由在抗原和免疫系统的相互作用下，由B B淋淋巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生特巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生特异结合的免疫球蛋白（异结合的免疫球蛋白（immunoglobulinimmunoglobulin）。）。抗体的本质是免疫球蛋白，介导体液免疫。抗体的本质是免疫球蛋白，介导体液免疫。也有部分抗体可与细胞结合，这类抗体称为亲也有部分抗体可与细胞结合，这类抗体称为亲细胞性抗体。细胞性抗体。(1)(1)抗体与免疫球蛋白在本质上是一致的。抗体与免疫球蛋白在本质上是一致的。(2)(2)抗体是与抗原相对应的
3、一个概念，着重点在抗体是与抗原相对应的一个概念，着重点在 其生物学活性；免疫球蛋白是结构和化学本质上其生物学活性；免疫球蛋白是结构和化学本质上 的概念。的概念。(3)(3)抗体都是免疫球蛋白，免疫球蛋白质并非都抗体都是免疫球蛋白，免疫球蛋白质并非都 是抗体，它包括抗体球蛋白、异常免疫球蛋是抗体，它包括抗体球蛋白、异常免疫球蛋 白等。白等。抗体与免疫球蛋白的关系：抗体与免疫球蛋白的关系：一、免疫球蛋白的单体分子结构 所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似的，由两条相同的重链和两条相同的轻链的，由两条相同的重链和两条相同的轻链4 4条肽条肽链构成的链构成的“Y Y”字
4、形结构。字形结构。IgGIgG、IgE IgE、血清型、血清型IgAIgA、IgDIgD以单体形式以单体形式存在。存在。IgMIgM是五个单体分子构成的五聚体。是五个单体分子构成的五聚体。分泌型分泌型IgAIgA是两个单体构成的二聚体。是两个单体构成的二聚体。（一）重链：H链 由由420440420440个氨基酸组成，两条重链之间由个氨基酸组成，两条重链之间由1 1对或对或2 2对对二硫键（二硫键（-S-S-S-S-）连接。连接。可变区（可变区（V VH)H)）：氨基端（：氨基端（N N端）开始最初的端）开始最初的110110个氨基个氨基酸酸排列顺序和结构随抗体特异性不同有变，称为可变区。排列
5、顺序和结构随抗体特异性不同有变，称为可变区。稳定区（稳定区（C CH H）：除氨基端（：除氨基端（N N端）开始最初的端）开始最初的110110个氨个氨基基酸以外的氨基酸，比较稳定，称为稳定区。酸以外的氨基酸，比较稳定，称为稳定区。高变区：高变区：位于可变区，位于可变区，4 4个，氨基酸残基分别位于个，氨基酸残基分别位于31373137、51585158、84918491、101110101110。骨架区：骨架区：其余氨基酸变化小，称为骨架区。其余氨基酸变化小，称为骨架区。（二）轻链：L链 由由213214213214个氨基酸组成，两条轻链的羟基端（个氨基酸组成，两条轻链的羟基端（C C端）端
6、）之间由之间由二硫键二硫键分别于两条重链连接。分别于两条重链连接。可变区（可变区（V VL L）：氨基端（：氨基端（N N端）开始最初的端）开始最初的109109个氨基酸个氨基酸排排列顺序和结构随抗体特异性不同有差异，称为可变区。列顺序和结构随抗体特异性不同有差异，称为可变区。稳定区（稳定区（C CL L）：与重链相对应其余氨基酸较为稳定，称：与重链相对应其余氨基酸较为稳定，称为为稳定区。稳定区。高变区：高变区：位于可变区有位于可变区有3 3个高变区，氨基酸残基分别位个高变区，氨基酸残基分别位于于26322632、48554855、90959095。骨架区：骨架区：其余氨基酸变化小，称为骨架区
7、。其余氨基酸变化小，称为骨架区。（三）免疫球蛋白的功能区 免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状球形结构，这些球形个由链内二硫键连接成的环状球形结构，这些球形结构称为免疫球蛋白的功能区。结构称为免疫球蛋白的功能区。免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约110110个氨基酸个氨基酸组成。组成。（1）IgG、IgA、IgD的重链有的重链有4个功能区，个功能区，分别为分别为VH、CH1、CH2、CH3；（2）IgM和和IgE有有5个功能区，即比个功能区，即比IgG等多一个等多一个CH4。（3）轻链只有）轻链只有VL
8、和和CL两个功能区。两个功能区。以IgG为例，各功能区的功能如下：1.VH和和VL：结合抗原的部位。：结合抗原的部位。2.CH1和和CL：遗传标志所在。：遗传标志所在。3.CH2：有补体结合点，参与活化补体。：有补体结合点，参与活化补体。4.CH3：与抗体的亲细胞性有关，可与细：与抗体的亲细胞性有关，可与细 胞表面的胞表面的 Fc受体结合。受体结合。功能区示意图绞链区：1.1.概念概念：两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区，：两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区，即即C CH H1 1和和C CH H2 2之间之间 大约有大约有3030个氨基酸残基个氨基酸残基的区域，称的区域，称为绞链区。
9、为绞链区。2.2.特点特点：由：由2525个二硫键，个二硫键，C CH H1 1尾部和尾部和C CH H2 2头部小肽链头部小肽链构成。能自由折叠可以转动，弹性好，易被各种专构成。能自由折叠可以转动，弹性好，易被各种专一性不同的蛋白酶水解。一性不同的蛋白酶水解。当与抗原结合时，与抗原当与抗原结合时，与抗原结合，另外亦可暴露结合，另外亦可暴露CH2CH2上的补体结合位点。上的补体结合位点。3.3.原因原因：含大量脯氨酸和二硫键：含大量脯氨酸和二硫键二、免疫球蛋白的水解片段与生物学活性 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（Papain）IgG Fab段：段：抗原结合片段抗原结合片段 Fc段：段：可结晶片段可结晶
10、片段 胃蛋白酶胃蛋白酶（Pepsin）IgG F(ab)2：具有双价抗体活性：具有双价抗体活性 pFc：无生物学活性：无生物学活性 意义：意义：阐明阐明Ig分子生物学作用；构建基因工程抗体。分子生物学作用；构建基因工程抗体。（一）Fab片段的组成与生物学活性每个每个FabFab片段有一条完整的片段有一条完整的轻链和轻链和1/21/2部分重链。部分重链。具有抗原活性，其结合抗原具有抗原活性，其结合抗原的部位在的部位在V VL L及及V VH H功能区。功能区。除结合抗原外，除结合抗原外，（二）Fc片段的组成与生物学活性 每个每个FcFc片段由片段由重链重链C C端端1/21/2部分组成，部分组成
11、，由由CH2和和CH3组成。组成。该片段无该片段无结合抗原结合抗原活性活性，但与，但与抗体的生物抗体的生物学活性学活性有密切关系。有密切关系。如：与补体结合活化补体，与带如：与补体结合活化补体，与带FcFc受体的细胞结受体的细胞结合，引起各种生物学效应。合，引起各种生物学效应。Fc片段的生物学活性：1.与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关。与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关。2.与补体结合，活化补体有关。与补体结合，活化补体有关。3.决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。4.与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。5.决定各类免疫球蛋白的抗原特异
12、性。决定各类免疫球蛋白的抗原特异性。三、免疫球蛋白的特殊分子结构（一）连接链：（一）连接链：J J链链 分子量分子量20KD，内含，内含10%糖，富含半胱氨酸，糖，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。由浆细胞合成。J链只有一种，它以二硫键的形式链只有一种，它以二硫键的形式共价结合到共价结合到Ig的重链上。的重链上。功功 能：连接能：连接Ig单体形成多聚体。单体形成多聚体。如如IgM-五聚体、五聚体、sIgA-二聚体二聚体（二）（二）分泌片：分泌片：SP 分子量分子量6070KD，含，含6%糖。分泌片由上皮细胞糖。分泌片由上皮细胞合成和分泌。分泌型合成和分泌。分泌型IgA所特有的一种特殊结构。所特有的一
13、种特殊结构。功能：功能：a.帮助帮助IgA穿越黏膜穿越黏膜 b.保护保护sIgA抵抗蛋白酶的水解作用抵抗蛋白酶的水解作用（三）糖类：（三）糖类：免疫球蛋白含糖量很高特别是免疫球蛋白含糖量很高特别是IgM、IgA。功能：使免疫球蛋白易溶，并防止其分解功能：使免疫球蛋白易溶，并防止其分解分泌片分泌片 （一）类：（一）类：依据其重链依据其重链C C区的理化性质及抗原性差异。区的理化性质及抗原性差异。重链决定免疫球蛋白种类。重链决定免疫球蛋白种类。一、免疫球蛋白的种类一、免疫球蛋白的种类（二）亚类：（二）亚类：根据重链根据重链C区的微细结构、二硫键的位置与区的微细结构、二硫键的位置与数目、抗原性的不同
14、分为亚类。数目、抗原性的不同分为亚类。IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgA：IgA1,IgA2 IgM:IgM1,IgM2 如：小鼠：如：小鼠：IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3 人：人：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4（三）型（三）型 (根据轻链根据轻链C C区抗原特异性不同分型区抗原特异性不同分型)：（1）根据轻链）根据轻链C区的抗原性不同，分为区的抗原性不同，分为、两个型。两个型。（2）每个）每个Ig分子中的两条轻链都是相同的，在一个分子中的两条轻链都是相同的，在一个Ig 单体分子上不可能同时出现单体分子上不可能同时出现和和两种轻链。两种轻链。（四）亚型（
15、四）亚型(根据根据链链N N端恒定区的氨基酸序列端恒定区的氨基酸序列)：OZ(+)(OZ(+)(或或1)1)：第：第190190位位(亮氨酸亮氨酸)OZ(-)(OZ(-)(或或2)2)：第：第190190位位(精氨酸精氨酸)KernKern(+)()(或或3)3)：第第154154位位(甘氨酸甘氨酸)Kern Kern(-)(-)(或或4)4)：第第154154位位(丝氨酸丝氨酸)二、免疫球蛋白的抗原决定簇 免疫球蛋白是蛋白质，因此一种动物的免疫球免疫球蛋白是蛋白质，因此一种动物的免疫球蛋白对另一种动物具有良好的抗原性。免疫球蛋白蛋白对另一种动物具有良好的抗原性。免疫球蛋白的抗原决定簇主要有三
16、种：的抗原决定簇主要有三种：1.1.同种型决定簇同种型决定簇 2.2.同种异型决定簇同种异型决定簇 3.3.独特型决定簇独特型决定簇 （一）同种型决定簇 指同一种属动物所有个体都具有相同的免疫指同一种属动物所有个体都具有相同的免疫球蛋白抗原决定簇。（与类型无关）球蛋白抗原决定簇。（与类型无关）同种型抗原决定簇主要存在于同种型抗原决定簇主要存在于重链和轻链重链和轻链C C区区。（二）同种异型决定簇 指同一种属动物个体间基因存在多等位基因，指同一种属动物个体间基因存在多等位基因，这些基因编码微小的氨基酸差异，称为同种异型这些基因编码微小的氨基酸差异，称为同种异型决定簇。决定簇。同种异型是同种异型是
17、IgIg稳定的遗传标志。稳定的遗传标志。1.IgG1.IgG重链的同种异型标志（重链的同种异型标志（Gm Gm）如：如：G1mG1m（1 1）、）、G2mG2m（2323）、）、G3mG3m（1111）2.IgA2.IgA重链的同种异型标志（重链的同种异型标志（Am Am）如如 :A2m:A2m（1 1），），A2mA2m（2 2）3.IgE3.IgE重链的同种异型标志（重链的同种异型标志（Em Em）仅发现一种：仅发现一种：EmEm（1 1）4.K4.K型轻链的同种异型标志（型轻链的同种异型标志（km km）如：如：kmkm（1 1），），kmkm（2 2），），kmkm（3 3）（三）独特
18、型决定簇 又称个体基因型，由免疫球蛋白的重链和轻又称个体基因型，由免疫球蛋白的重链和轻链可变区决定。链可变区决定。独特位独特位：可变区内的单个抗原决定簇。：可变区内的单个抗原决定簇。独特型独特型：单个独特位的总和称为抗体的独特型。：单个独特位的总和称为抗体的独特型。抗独特型抗体抗独特型抗体：独特型在异种、同种异体乃至同：独特型在异种、同种异体乃至同 一个个体内均可刺激产生相应的抗体，这种一个个体内均可刺激产生相应的抗体，这种 抗体称为抗独特型抗体。抗体称为抗独特型抗体。独特型独特型独特型独特型 不同抗体分子理化特性有所不同，但都不同抗体分子理化特性有所不同，但都具有结合相应抗原的功能及各种生理
19、效应具有结合相应抗原的功能及各种生理效应功能。功能。一、IgG1.血清中含量最高，占血清血清中含量最高，占血清Ig总量的总量的3/4，半衰期最，半衰期最 长长(21天左右天左右)；2.IgG是介导体液免疫的主要抗体，是再次免疫的主是介导体液免疫的主要抗体，是再次免疫的主 要抗体，单体形式存在；要抗体，单体形式存在；3.由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生，大部分存在与由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生，大部分存在与 血浆中。血浆中。4 唯一通过胎盘的唯一通过胎盘的Ig，穿过胎盘，介导新生儿抗感，穿过胎盘，介导新生儿抗感 染免疫；染免疫；5.结合巨噬细胞、中性粒细胞、结合巨噬细胞、中性粒细胞、K细胞、细胞、N
20、K细胞，细胞，参与调理吞噬和参与调理吞噬和ADCC效应；效应；6.结合补体，激活补体的传统途径；结合补体，激活补体的传统途径；7.抗感染的主要抗体（抗菌、抗病毒、中和毒素抗感染的主要抗体（抗菌、抗病毒、中和毒素)；同时也是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗体。同时也是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗体。8.是引起是引起型、型、型变态反应及自身免疫疾病的抗型变态反应及自身免疫疾病的抗体。体。二、IgM1.1.机体初次体液免疫反应最早出现的免疫球白；机体初次体液免疫反应最早出现的免疫球白；2.2.主要由脾脏和淋巴结中主要由脾脏和淋巴结中B B细胞产生，占细胞产生，占10%10%；3.3.以五聚体
21、形式存在于血液中，是免疫球蛋白中以五聚体形式存在于血液中，是免疫球蛋白中 最大的，不能通过屏障系统；最大的，不能通过屏障系统；4.4.其分子上含有多个抗原结合部位，是一种高效的抗体，在早期诊断中其分子上含有多个抗原结合部位，是一种高效的抗体，在早期诊断中有着重要的作用；有着重要的作用；5.5.在补体参与下，具有抗肿瘤作用；在补体参与下，具有抗肿瘤作用；6.6.可引起可引起型、型、型变态反应及自身免疫疾病型变态反应及自身免疫疾病。三、IgA1.1.血清型血清型IgAIgA：单体，存在于血清中，占：单体，存在于血清中，占10%-20%10%-20%；2.2.分泌型分泌型IgAIgA（SIgA):S
22、IgA):含含J J链和分泌片的二聚体，链和分泌片的二聚体，主要存在于消化道、生殖道和呼吸道及初乳、主要存在于消化道、生殖道和呼吸道及初乳、唾液和泪液中。在各种分泌液中含量是比较高的；唾液和泪液中。在各种分泌液中含量是比较高的；3.SIgA3.SIgA是参与机体粘膜免疫的主要抗体，在预防接是参与机体粘膜免疫的主要抗体，在预防接 种中，可通过滴鼻、点眼、饮水，喷雾途径建立种中，可通过滴鼻、点眼、饮水，喷雾途径建立 粘膜免疫力。粘膜免疫力。四、IgE1.1.单体分子形式存在；单体分子形式存在；2.2.血清中含量最低血清中含量最低(占占IgIg的的0.002%)0.002%)；3.3.亲细胞性抗体；
23、亲细胞性抗体；4.4.呼吸道和消化道固有层中浆细胞产生；呼吸道和消化道固有层中浆细胞产生；5.5.与肥大细胞、嗜碱性粒细胞抗原结合，介导与肥大细胞、嗜碱性粒细胞抗原结合，介导 I I 型超敏反应；型超敏反应；6.6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中 特异性特异性IgEIgE水平增高。水平增高。五、IgD1.1.单体分子形式存在，不稳定，易降解；单体分子形式存在，不稳定，易降解；2.2.占血清占血清IgIg含量极低，含量极低，1%1%左右；左右；3.3.成熟成熟B B细胞膜的主要抗原特异性受体，细胞膜的主要抗原特异性受体，B B细胞重要表面标志；细胞重要表
24、面标志；4.4.与免疫记忆有关与免疫记忆有关 所有哺乳动物都具有所有哺乳动物都具有4类主要的免疫球类主要的免疫球蛋白，即蛋白，即IgG、IgM、IgA、IgE。一、马的免疫球蛋白一、马的免疫球蛋白 三、羊的免疫球蛋白三、羊的免疫球蛋白 五、猫和犬的免疫球蛋白五、猫和犬的免疫球蛋白 七、鸡和鸭的免疫球蛋白七、鸡和鸭的免疫球蛋白 第九节 抗体的分类一、根据抗原来源一、根据抗原来源1.1.异种抗体：由异种抗原刺激机体产生的抗体，异种抗体：由异种抗原刺激机体产生的抗体，如微生物抗体等。如微生物抗体等。2.2.同种抗体：由同种属动物之间的抗原物质免疫同种抗体：由同种属动物之间的抗原物质免疫 所产生的抗体
25、，如血所产生的抗体，如血清抗体等。清抗体等。3.3.自身抗体自身抗体：指针对自身抗原所产生的抗体，：指针对自身抗原所产生的抗体，如自身免疫疾病抗核抗体、抗如自身免疫疾病抗核抗体、抗IgIg 的抗体等。的抗体等。4.4.异嗜性抗体：指针对异嗜性抗原产生的抗体异嗜性抗体：指针对异嗜性抗原产生的抗体。二、根据有无抗原刺激1.1.天然抗体：又称正常抗体，指无明显抗原刺天然抗体：又称正常抗体，指无明显抗原刺 激而天然存在与动物激而天然存在与动物体液中的抗体液中的抗 体，如天然血型抗体体，如天然血型抗体等。等。2.2.免疫抗体：指自然感染，人工免疫，疫苗接种免疫抗体：指自然感染，人工免疫，疫苗接种 等体内所产生的抗体。等体内所产生的抗体。三、根据与抗原反应的性质1.1.完全抗体：即二价或多价抗体，也就是指抗完全抗体：即二价或多价抗体，也就是指抗 体的所有抗原结合部体的所有抗原结合部位均能与抗位均能与抗 原结合。原结合。2.2.不完全抗体：指单价抗体，又称封闭抗体。不完全抗体：指单价抗体，又称封闭抗体。指抗体分子只有指抗体分子只有一个抗原结合一个抗原结合 部位能与相应抗部位能与相应抗原结合，而其原结合，而其 他结合部位无活他结合部位无活性。性。
