动物免疫学-抗体

抗体的免疫反应是现今已知的最精妙复杂的身体抵御外部物质的系统。入侵物称作抗原，由于蛋白质和糖类等任何物质都可以成为抗原，抗原的形式是无限的。抗体可与抗原选择性的反应，由于DNA中的遗传信息控制蛋白质合成，一个生物体有必要包含所有抗体的信息吗?是否是由几十亿条遗传信息合成几十亿种抗体来抵抗几十亿种抗原?人类仅有几万基因，容不下如此巨大的数量。与抗体有关的诺贝尔奖获得者1901vonBering血清治疗1908Ehrlich&Metchnikoff抗体生成、吞噬1972Edelman&Poter抗体分子结构1977Yalow放射免疫测定1984Koler,Milstein&Jerne单克隆抗体1987TonegawaIg基因结构抗体（Antibody）第一节免疫球蛋白与抗体免疫学教研室抗体是B细胞受抗原刺激后,增殖分化为浆细胞所产生的一种能与相应抗原结合、具有免疫功能的球蛋白。1、抗体（antibody,Ab)免疫学教研室2、免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)是指存在于人和动物血液（血清）组织液及其它分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。依据化学结构和抗原性的差异，免疫球蛋白可分为IgG、IgM、IgA、IgE和IgD电泳分为四个部分:白蛋白(albumin)、α-球蛋白、β-球蛋白、γ-球蛋白。免疫学教研室免疫球蛋白是化学结构上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都是抗体(比如membranesurfaceimmunoglobulin,SmIg)3.Ab与Ig的区别免疫学教研室第二节免疫球蛋白的结构免疫学教研室一、基本结构所有种类免疫球蛋白的单体分子结构都是相似的，即是由两条相同的重链和两条相同的轻链四条肽链经二硫键连接构成的‘‘Ｙ’’字形分子。免疫学教研室(一)重链与轻链重链（heavychain)简称H链：分子量55～75ku，由420-440个氨基酸组成。根据重链抗原性的不同，可将其分为α、γ、μ、δ、ε五种，据此将免疫球蛋白分为五类，分别为：IgA、IgG、IgM、IgD、IgE。免疫学教研室(一)重链与轻链轻链（lightchain）简称L链：分子量22.5ku，由213-214个氨基酸组成。可分为κ链及λ链两种。天然Ig分子中，重链同类，轻链同型，因此我们可以将Ig分为五类十型。免疫学教研室(二)可变区与恒定区可变区（variableregion）简称V区，位于L链靠近N端的1/2和H链的1/4，这个区段的氨基酸组成及排列顺序是可以变化的。恒定区（Constantregion）简称C区，位于L链靠近C端的1/2和H链靠近C端的3/4区域，这一区域的氨基酸组成和排列顺序比较稳定，所以叫恒定区。免疫学教研室(三)高变区与骨架区高变区（hypervariableregion）简称HVR或HR，是V区中氨基酸的组成和排列顺序变化频率更高的区域，也是抗体与抗原特异性结合的部位，又称为决定簇互补区（CDR），又是Ig分子独特型决定簇主要存在的部位。其中重链有4个高变区，轻链有3个高变区。免疫学教研室(三)高变区与骨架区重链：31－37，51－58，84－91，101－110轻链：26－32，48－55，90－95免疫学教研室(三)高变区与骨架区骨架区（frameworkregion,Fr）：V区以外的部位，稳定HVR的结构。免疫学教研室(四)铰链区绞链区（Hingeregion）位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，具有很好的弹性，可以自由展开至180度。易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。二、功能区Ig分子的H链和L链可通过链内二硫键折叠成若干个球形结构，每一个球形结构由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能，称为功能区免疫学教研室二、功能区Ig分子的H链和L链可通过链内二硫键折叠成若干个球形结构，每一个球形结构由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能，称为功能区免疫学教研室二、功能区IgG,IgA,IgD:Lchain:VL,CLHchain:VH,CH1,CH2,CH3IgM,IgE:Lchain:VL,CLHchain:VH,CH1,CH2,CH3,CH4免疫学教研室二、功能区VL,VH:高变区:与抗原特异性结合部位CL和CH1:同种异型的遗传标记CH2,CH3(IgM):补体C1q结合点，激活补体IgGCH2:通过胎盘IgGCH3:与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、B细胞表面的Fc受体结合。免疫学教研室二、功能区VL,VH:高变区:与抗原特异性结合部位IgECH2和CH3：与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞表面的IgEFc结合铰链区：适于V区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富有弹性和伸展性，能使Ab与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。三、水解片段与生物活性免疫学教研室三、水解片段与生物活性（一）经木瓜蛋白酶(Papain)水解后形成两个相同的F(ab)和１个Fc两个片段。F(ab)—结合抗原Fc——有多种生物学活性，结合补体、固定细胞、通过胎盘等。免疫学教研室三、水解片段与生物活性（二）胃蛋白酶(Pepsin)作用于绞链区的第一个二硫键的下方酶解后形成F(ab’)2及pFc’两个片段。F(ab’)2——具有双价抗体活性,与抗原结合后能形成沉淀或凝集。pFc’——小分子多肽碎片，不具有任何生物学活性。免疫学教研室免疫学教研室四、免疫球蛋白的特殊分子结构(一)连接链（Joiningchain，J链）由浆细胞合成的一种糖蛋白。IgA和IgM含有J链可稳定Ig多聚体的成份免疫学教研室四、免疫球蛋白的特殊分子结构（2）分泌片(secretorycomponent)是分泌型IgA(sIgA）的一个辅助成分，由粘膜上皮细胞合成和分泌。保护sIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏介导IgA二聚体的转运第三节免疫球蛋白的种类和抗原性1、免疫球蛋白的种类：免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型及亚群等。分类：根据CH上同种型决定簇的不同，将Ig分为IgG、IgM、IgA、IgD、IgE五类亚类：IgG:G1、G2、G3、G4IgA:A1、A2IgM:IgM1和IgM2分型：根据CL上同种型决定簇的不同：和型亚型：1、2、3、42、免疫球蛋白的抗原性同种型：指同一物种内所有个体共有的Ig的抗原特异性结构。同种型抗原决定簇存在于Ig的CH、CL区。同种异型：指同一物种内不同个体间的Ig在抗原性上的差异。同种异型抗原决定簇存在于Ig的CH1、CL区的特定部位。独特型：同一个体内不同B细胞克隆产生的IgV区的抗原特异性各不相同，其超变区各自具备的独特抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。独特型决定簇存在于Ig的高变区第四节各类免疫球蛋白的主要特性与功能1．IgG：（单体）（1）分4个亚类（2）血清含量最高，持续时间长，主力免疫（3）出生后3月开始合成，半衰期长21天左右（4）唯一通过胎盘的Ig（5）丙种球蛋白的主要成分（6）抗感染、抗肿瘤、超敏反应2．IgM：（五聚体或单体）（1）分子量最大（2）合成最早、但持续时间短，早期抗感染免疫（3）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用（4）血型抗体主要为IgM（5）参与自身免疫、超敏反应单体IgM：SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志3.IgA：血清型IgA：单体，存在于血清中，免疫作用弱分泌型IgA：双体、三体及多体（1）粘膜免疫：存在于乳汁、唾液及外分泌液中（2）局部免疫、激活补体（替代途径）、ADCC4．IgD：（1）血清含量极低，极不稳定，易降解（2）B细胞的重要表面标志，与免疫记忆有关（3）防止免疫耐受的发生5．IgE：（1）正常时含量极低（0.002%）（2）抗寄生虫免疫，参与超敏反应第五节抗体的制备一、人工制备抗体的种类多克隆抗体：采用传统的免疫方法，将抗原物质经不同的途径进入动物体内，经数次免疫后采取动物血液，分离出血清，由此获得的抗血清即为多克隆抗体。单克隆抗体：由一个B细胞分化增殖的子代细胞产生的针对单一抗原决定簇的抗体，称单克隆抗体由一个B细胞克隆产生。识别一种抗原表位。高度均一（结构、特异性）。杂交瘤技术制备。基因工程抗体：利用基因工程技术来制备的抗体分子称为基因工程抗体，是分子水平的抗体。杂交瘤抗体技术的基本原理：脾淋巴细胞的主要特征是它的抗体分泌功能和能够在选择培养基中生长，小鼠骨髓瘤细胞则可在培养条件下无限分裂、增殖，即所谓永生性。在选择培养基的作用下，只有B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交才具有持续增殖的能力，形成同时具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的细胞克隆。其原理从下列几个主要步骤阐明。单克隆抗体的制备1、B细胞制备2、骨髓瘤细胞制备3、饲养细胞的制备4、选择培养基5、细胞融合6、检测抗体7、杂交细胞瘤克隆化8、单克隆抗体的生产脾细胞(B淋巴细胞)骨髓瘤细胞杂交瘤细胞脾细胞/脾细胞骨髓瘤细胞/骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞脾细胞不能长期存活不能长期存活HAT培养基筛选B淋巴细胞：HGPRT+，TK+骨髓瘤细胞：HGPRT-，TK-存活死亡13%21.7%52.3%13%1.人-鼠嵌合抗体：应用基因工程技术将小鼠单克隆抗体的恒定区用人源抗体恒定区代替而拼接成嵌合抗体。2.改型抗体如CDR移植、SDR移植：用鼠单克隆抗体的CDR、SDR移植到人源抗体可变区，替代人源抗体CDR、SDR。3.表面氨基酸残基人源化抗体人源化的主要技术BsAbBsAb效应细胞靶细胞触发受体膜表面分子NK细胞CD16肿瘤细胞HER2/neu抗HER2/neu×抗CD16BsAbBsAb（a)BsAb桥连效应细胞和靶细胞；(b)连接的触发分子启动细胞毒反应；(c)效应细胞对靶细胞产生致死性杀伤反应。细胞毒反应双特异性抗体作用原理HER2/neu(alsoknownasErbB-2)standsforHumanEpidermalgrowthfactorReceptor2CD16(FcRIII)1.抗体；2.免疫球蛋白；3.反应原性；4.构成抗原的条件；5.抗原决定簇；本章要点