67免疫球蛋白

温故而知新1、免疫？2、免疫功能？3、免疫类型？4、抗原？基本特性？免疫是机体的免疫系统识别自身物质和“非己”物质，经过一系列的免疫应答，产生生物学效应的生理过程。免疫的功能1、免疫防御2、免疫稳定3、免疫监视功能正常表现（有利）异常表现（有害）免疫防御免疫稳定免疫监视抗病原微生物的侵袭超敏反应、易受感染或免疫缺陷病清除体内衰老死亡损伤及变性的细胞自身免疫性疾病防止细胞癌变或持续性感染肿瘤或持续性病毒感染区别点固有性免疫适应性免疫来源作用强弱作用特点先天具有后天获得发生作用较早较弱发生作用较晚较强非特异性无记忆性特异性有记忆性能启动机体的免疫应答，且能与其免疫应答产物特异性结合，并发生一系列生物学效应的物质。抗原(Ag)抗原的两种基本特性1、免疫原性2、抗原性AgTBT浆细胞致敏T细胞第二章免疫球蛋白第一节免疫球蛋白的分子结构第二节免疫球蛋白的血清型第三节免疫球蛋白的生物学活性第四节免疫球蛋白基因及抗体的多样性第五节人工制备抗体免疫球蛋白和抗体AgB浆细胞抗体抗体（antibody，Ab）：是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的具有免疫活性的蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应Ag发生特异性结合。抗体是生物学功能的概念。【血清蛋白】白蛋白α球蛋白（甲种球蛋白）球蛋白β球蛋白（乙种球蛋白）γ球蛋白（丙种球蛋白）有抗体活性的血清蛋白都是γ球蛋白，但不是所有的丙种球蛋白都是抗体。免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）：将抗体或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。免疫球蛋白是化学结构的概念Ig与Ab的关系IgAbAb都是Ig，而Ig并不都是Ab。免疫球蛋白可分为膜型和分泌型分泌型（secretedimmunoglobulin，sIg）：存在于体液（血清、组织液、外分泌液）中。膜型（membraneimmunoglobulin,mIg):存在于B细胞膜表面,即BCR。比sIg多一个跨膜区和一个胞浆区。第一节免疫球蛋白的分子结构一、免疫球蛋白的基本结构单体重链（H链）：两条，含450～550个aaIg轻链（L链）：两条，214个aa的肽链二硫键：连接两条重链之间及重链与轻链之间1、免疫球蛋白单体2、Ig的分区（1）可变区（2）恒定区（3）铰链区（1）可变区（variableregion，V区）①位置：VL＋VH（近N端）1/2L链+1/4H链②结构特点：氨基酸序列可变，和抗原决定簇在空间上高度互补。③功能：是结合抗原的区域高变区（hypervariableregion，HVR）VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化，这些区域称为高变区(HVR))。超变区亦称为互补决定区(complimentaritydeterminingregion,CDR):三个高变区CDR1、CDR2、CDR3共同组成Ig的抗原结合部位。超变区/互补决定区互补决定区与抗原决定簇的互补Ag（2）恒定区（constantregion，C区）①位置：（近C端）1/2L链+3/4H链②结构特点：氨基酸序列恒定③功能：CL+CH1：遗传标记所在段CH2：补体（C1q）结合点CH3：结合细胞（FcR）（3）铰链区①位置：CH1与CH2之间②结构特点：富含脯氨酸，易伸展弯曲。③功能：（1）容易变构，暴露CH2（2）容易被蛋白酶水解Ig分子结合抗原前后的构象变化Fc补体结合位点被屏障结合抗原之前暴露的补体结合位点结合抗原之后“T”“Y”记忆口诀两轻两重链连以二硫键羧基端恒定（C区）氨基端可变（V区）H链L链分子大小450-550个aa214个aa类、、、、（IgG、IgA、IgM、IgD、IgE）亚类如：1、2、3、4等型、亚型如：1~44等Ig的分类能行使特定功能的球性单位，称为Ig的结构域或功能区（domain）。免疫球蛋白的功能区（一）功能区的名称L链：VL、CLH链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE）L链：VL、CLH链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4IgG、IgA、IgDIgM、IgE各功能区的功能VH+VL抗原特异性结合位点CH+CL同种异型的遗传标记(IgG)CH2补体结合位点(IgM)CH3补体结合位点(IgG)CH3结合FcR(MC,M,B,NK)(IgG)CH2+CH3介导IgG通过胎盘(IgE)CH2+CH3结合FcR(肥大细胞，嗜碱性粒细胞)1、连接链（joiningchain，J链）(1)化学本质：浆细胞分泌的多肽链(2)存在：IgM（五聚体）sIgA（双体）(3)作用：连接单体，稳定多聚体二、J链和分泌片2、分泌片（SecretoryPiece，SC)(1)化学本质：黏膜上皮细胞合成分泌的多肽链(2)存在：sIgA（双体）(3)作用：a.帮助IgA穿越黏膜b.保护sIgA抵抗蛋白酶的水解作用三、水解片段Ig木瓜蛋白酶2Fab+FcIg胃蛋白酶(Fab’)2+pFc’意义:⑴用于研究免疫球蛋白的结构和功能;⑵避免超敏反应。免疫球蛋白的水解片断木瓜蛋白酶（Papain）IgGFab段(fragmentofantigen-binding,抗原结合片段)Fc段（fragmentcrystalizable,可结晶片段）第二节免疫球蛋白的异质性概念：不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白，在其特异性以及类型等诸方面均不同，呈现出明显异质性（heterogeneity）。外源因素所致的异质性——是由于多样性抗原的存在，这些抗原可刺激机体产生的抗体总数是巨大的（Ig多样性），包含针对各种抗原表位的许多不同抗原特异性的抗体，以及针对同一抗原表位的不同类型的抗体。内源性因素所至的异质性——Ig分子本身也包含有多种不同的抗原表位，呈现不同免疫原性（血清型），由此Ig具有三种血清型：同种型、同种异型、独特型。1、同种型：同一种属所有个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性。VHCH1CH2CH3CH4VLCL由C区决定2、同种异型：同一种属不同个体间免疫球蛋白分子所具有的不同的抗原特异性标志。VHCH1CVLCLFabFc由C区决定，主要反映在Ig分子的CH和CL上的一个或数个氨基酸的差异，又称为遗传标志。3、独特型：同一个体内不同B细胞克隆产生的免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志。由超变区决定第三节免疫球蛋白的生物学功能一、与Ag特异性结合二、激活补体三、结合细胞表面的Fc受体四、透过胎盘五、参与免疫调节病毒毒素1、识别并特异性结合抗原----IgV区功能结合毒素结合病毒中和外毒素结合细菌抗病毒感染抑制细菌吸附2、激活补体----IgC区功能当IgG1-3和IgM类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，暴露IgG的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。凝聚的IgA、IgG4和IgE可通过替代途径激活补体。3、结合细胞表面的Fc受体（细胞亲嗜性）----IgC区功能（1）调理作用（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（3）介导Ⅰ型超敏反应（1）免疫球蛋白调理吞噬作用Fc受体吞噬细胞抗体的免疫调理作用抗体抗原（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）IgEFcRI肥大细胞过敏介质变应原3、介导Ⅰ型超敏反应介导Ⅰ型超敏反应肥大细胞或嗜碱性粒细胞FceRTh2APCIL-4BCRIgE粘膜下腺血小板平滑肌细胞小血管释放介质变应原脱颗粒致敏肥大细胞或嗜碱性粒细胞产生IgE临床症状肥大细胞或嗜碱性粒细胞四、穿过胎盘和黏膜在人类IgG是唯一可通过胎盘从母体进入胚胎的抗体。胎盘母体一侧的滋养层细胞表达一种特异性IgG输送蛋白，称为FcRn。IgG可选择性地与FcRn结合，从而转移到滋养层细胞内，并主动进入胎儿血循环中。是一种重要的自然被动免疫机制，对于新生儿抗感染有重要作用。二、五类免疫球蛋白的特性与功能1、IgG1）结构：Ig单体，分子量最小。2）含量和分布：a.在血清中含量最多，约占血清Ig的75%；b.血清和组织液中分布各半。c.是唯一可透过胎盘的Ig。3）产生：出生后3个月开始合成，3～5岁近成人水平4）半衰期：20～23d5）意义：是人体体液免疫的主要抗体；产生晚，维持长，是再次免疫应答的主要抗体。激活补体–IgG1～3（经典），IgG4（替代）结合细胞–吞噬细胞－调理作用NK细胞，吞噬细胞－介导ADCC特性：又称为胎盘球蛋白2、IgM1）结构：Ig五聚体，5个Ig+J链，分子量最大。2）含量及分布：占血清Ig的6%，主要分布于血管内3）产生：是个体发育过程中出现最早的抗体，胚胎晚期已能合成。（可作为胎儿宫内感染的证据）4）半衰期：5d5）意义：是高效价的抗体，抗微生物的作用比IgG高500～600倍；在抗感染过程中出现早，维持短，作为早期感染急性感染的依据。3、IgA血清型：IgA单体，约占血清Ig10%1）分类分泌型（SIgA）：IgA双体2）结构：2IgA+J链+分泌片3）分布：各种粘膜、初乳、唾液和泪液等。4）意义：是机体局部粘膜免疫的重要抗体。4、IgE：血清中含量最低，但在超敏反应性疾病和某些寄生虫感染者血清中特异性IgE显著提高。最不稳定与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的FcR受体结合合成时间最晚IgD分子的结构5、IgD在膜表面的表达是B细胞成熟的主要标志。确切功能尚不清楚。五类免疫球蛋白的特性与功能：IgG:IgM:血清中含量最高，再次应答的主要抗体与SPA结合抗感染的主要抗体唯一能通过胎盘半衰期最长(21～23天)五聚体最早出现的Ig近期感染的指标mIgM是BCR无铰链区半衰期5天五类免疫球蛋白的特性与功能：IgE:IgA:IgD:分泌性和血清型初乳中含sIgA占血清Ig含量的5～15%粘膜局部抗感染免疫半衰期6天血清中含量最低(占Ig的0.002%)介导I型超敏反应在抗蠕虫感染中发挥重要作用半衰期3天；B细胞成熟的标志占血清Ig含量的1%半衰期3天第四节免疫球蛋白基因及抗体的多样性一、免疫球蛋白胚系基因结构人Ig重链基因位于第14号染色体长臂，跨度约1100kb，由V、D、J、C四种基因片段组成。人Ig轻链基因位于第22号染色体长臂和第2号染色体断臂，由κ、λ基因组成。二、免疫球蛋白基因重排在B细胞分化发育过程中，一部分基因片段相互接近、重新排列，形成功能性的免疫球蛋白的基因单位，这一过程称为基因重排。三、抗体多样性产生的机制包括组合多样性、连接多样性和体细胞高频突变。四、抗体类别转换抗体可变区不变（即结合抗原的特异性相同），但其重链类别（恒定区）发生改变。B细胞接受抗原刺激后，表达的抗体分子可以从IgM类别转换为IgG、IgA、IgE等其他类别或亚类的Ig。一、多克隆抗体由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合物即多克隆抗体，也称第一代人工抗体。产生多种针对不同表位的相应抗体（多克隆抗体）诱发多个B细胞克隆活化机体天然抗原（多个抗原表位）第五节人工制备的抗体二、单克隆抗体(monoclonalantibody,McAb)由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群称为克隆（clone）。由一个克隆B细胞产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体。又称第二代人工抗体。单克隆抗体的优点：结构均一，特异性强；效价高，具有高度性单克隆抗体是用杂交瘤技术制备原理：免疫小鼠的脾细胞（含大量B细胞）与同系小鼠骨髓瘤细胞融合，形成具有亲本细胞共同特点的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既有脾细胞产生特异性抗体的功能，又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点。三、基因工程抗体(geneticallyengineeringantibody)1.概念是利用DNA重组技术，在基因水平对免疫球蛋白基因进行切割、拼接或修饰，或用人工合成基因后导入受体细胞表达的新型抗体。2.种类①人-鼠嵌合抗体V鼠--C人②人源化抗体③单链抗体④单域抗体本章小结1、抗体与免疫球蛋白的基本概念2、免疫球