医学免疫球蛋白专业知识讲座课件

免疫球蛋白专业免疫球蛋白专业知识讲座知识讲座免疫球蛋白专业知识讲座1 1目的要求目的要求1 1、掌握：、掌握：Ig Ig、AbAb、HVRHVR的概念；的概念；IgIg的的基本结构；五类基本结构；五类IgIg的主要特性。的主要特性。2 2、熟悉：抗体的生物学活性。、熟悉：抗体的生物学活性。3 3、了解：单克隆抗体的概念。、了解：单克隆抗体的概念。教学难点教学难点 免疫球蛋白免疫球蛋白HVRHVR（CDRCDR）的理解；）的理解；ADCCADCC与调理作用。与调理作用。教学重点教学重点 掌握中所有内容。掌握中所有内容。目的要求2 2内容内容提要提要一、概述一、概述二、二、免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构三、三、抗体的生物学活性抗体的生物学活性四、四、五类免疫球蛋白的特性五类免疫球蛋白的特性五、人工抗体的制备五、人工抗体的制备内容提要一、概述3 3一、一、概概 述述n n抗体抗体（antibody,Abantibody,Ab）：）：BCBC识别抗原识别抗原后后活化、增殖、分化为活化、增殖、分化为浆细胞浆细胞所产生所产生的能与相应抗原特异性结合的的能与相应抗原特异性结合的球蛋白球蛋白。n n免疫球蛋白免疫球蛋白（immunoglobulin,Igimmunoglobulin,Ig）：）：具有具有AbAb活性或结构与活性或结构与AbAb相似的球蛋白。相似的球蛋白。一、概 述抗体（antibody,Ab）：BC识别抗原后4 4医学免疫球蛋白专业知识讲座课件5 5二、二、免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 （一）基本结构（以（一）基本结构（以IgGIgG为例）为例）（二）功能区（二）功能区 （三）水解片段（三）水解片段二、免疫球蛋白的结构 （一）基本结构（以IgG为例）6 6（一）基本结构（以（一）基本结构（以IgG为例）为例）1 1、四肽链结构、四肽链结构 由两条相同的长链和两条相同的短由两条相同的长链和两条相同的短链通过二硫键连接而成的四肽链。链通过二硫键连接而成的四肽链。两种链：两种链：H H、L L 每种链：两端每种链：两端 每种链：每种链：两区两区（可可变区与变区与恒恒定区）定区）（一）基本结构（以IgG为例）1、四肽链结构7 7医学免疫球蛋白专业知识讲座课件8 825KD214aa50-75KD450-550aa可变区可变区（variable region，V区区）：）：IgIg分子分子N N端，在轻链端，在轻链1/21/2和重链和重链1/41/4处，处，氨基酸组成和氨基酸组成和排列有较大差异；排列有较大差异；恒定区恒定区（constant region,C区区)：Ig Ig 分子的分子的C C端，在轻链端，在轻链1/21/2和重链和重链3/43/4处，氨基酸的组成处，氨基酸的组成和排列比较恒定。和排列比较恒定。25KD50-75KD可变区（variable region9 9超变区超变区（hypervariable region,hypervariable region,HVRHVR）：在）：在VLVL和和VHVH中中各自有各自有3 3个区域氨基酸组成个区域氨基酸组成和排列和排列顺序变化更为明显，顺序变化更为明显，此为此为HVRHVR。因。因HVRHVR与抗原表位互补结合，故又称为与抗原表位互补结合，故又称为CDRCDR。骨骨架架区区互补性决定区互补性决定区(complementarity determining(complementarity determining region,region,CDRCDR):):抗体与抗原表位特异性结合的部位，抗体与抗原表位特异性结合的部位，该部位因在空间结构上可与抗原表位形成精密的互该部位因在空间结构上可与抗原表位形成精密的互补，故称为补，故称为CDRCDR。轻、重链各有。轻、重链各有3 3个。个。超变区（hypervariable region,HVR）1010医学免疫球蛋白专业知识讲座课件1111医学免疫球蛋白专业知识讲座课件1212 可变区和恒定区：可变区和恒定区：1.1.可变区可变区（variable regionvariable region，V V区区）：）：IgIg分子分子N N端，在轻链端，在轻链1/21/2和重链和重链1/41/4处，处，氨氨基酸组成和排列有较大差异；基酸组成和排列有较大差异；1 1）超变区超变区（hypervariable hypervariable region,region,HVRHVR）：在）：在VLVL和和VHVH中，各自有中，各自有3 3个区域氨基酸组成个区域氨基酸组成和排列和排列顺序变化更为顺序变化更为明显，此为明显，此为HVRHVR。轻、重链各有轻、重链各有3 3个个HVRHVR。可变区和恒定区：1313 2 2）互补性决定区互补性决定区 （complementarity-determining complementarity-determining region,region,CDRCDR）：）：超变区乃抗体与抗原（表位）特超变区乃抗体与抗原（表位）特异性结合的部位，该部位因在空间结异性结合的部位，该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故故HVRHVR又称为又称为CDRCDR。2）互补性决定区 （complem1414 3 3）骨架区骨架区 VH VH和和VLVL各有各有4 4个个FRFR。2 2.恒定区恒定区（constant region,Cconstant region,C区区)：Ig Ig 分子的分子的C C端，在轻链端，在轻链1/21/2和重和重链链3/43/4处，氨基酸的组成和排列比较恒处，氨基酸的组成和排列比较恒定。定。医学免疫球蛋白专业知识讲座课件1515Ig的类别的类别1）类）类：根据根据CHCH氨基酸组成排列氨基酸组成排列不同分为五大类不同分为五大类 IgG IgM IgA IgD IgE 亚类亚类：IgG14；IgM12;IgA122 2）型：根据）型：根据CLCL氨基酸组成排列氨基酸组成排列不同分为两型不同分为两型 型和型和型型Ig的类别1616医学免疫球蛋白专业知识讲座课件1717 特特点点：位位于于CH1CH1和和CH2CH2之之间间，富富含含脯氨酸，极富弹性。脯氨酸，极富弹性。功能：功能：1.1.有利于有利于AbAb与与AgAg的结合；的结合；2.2.有利于有利于Ig补体功能区的暴露。补体功能区的暴露。2 2、铰链区（、铰链区（Hinge region）2、铰链区（Hinge region）1818医学免疫球蛋白专业知识讲座课件19193 3、连接链（、连接链（J J链）和分泌片段链）和分泌片段n nJ J链：由链：由浆细胞浆细胞合成的富含半胱氨酸的合成的富含半胱氨酸的多肽链。起连接及稳定多聚体结构的多肽链。起连接及稳定多聚体结构的作用。作用。n n分泌片（分泌片（SPSP）：由黏膜）：由黏膜上皮细胞上皮细胞合成合成和分泌的含糖肽链。起和分泌的含糖肽链。起保护保护sIgAsIgA及介及介导其主动运输的作用。导其主动运输的作用。3、连接链（J链）和分泌片段J链：由浆细胞合成的富含半胱氨酸2020医学免疫球蛋白专业知识讲座课件2121二、免疫球蛋白的结构（一）基本结构（以（一）基本结构（以IgGIgG为例）为例）（二）功能区（二）功能区（三）水解片段（三）水解片段二、免疫球蛋白的结构（一）基本结构（以IgG为例）2222（二）免疫球蛋白的功能区（二）免疫球蛋白的功能区 1、定义、定义：Ig的多肽链分子可折叠成若干个链的多肽链分子可折叠成若干个链内由二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由内由二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的功能，故称个氨基酸组成，具有一定的功能，故称功能区功能区。2、Ig的功能区的功能区 L链：链：VL、CL H链链：VH、CH1、CH2、CH3 CH4(IgM、IgE)（二）免疫球蛋白的功能区2323医学免疫球蛋白专业知识讲座课件2424 3 3、功能区功能、功能区功能（以（以IgG为例）为例）1)VH1)VH和和VLVL：与抗原特异性结合的部位；：与抗原特异性结合的部位；2)CL2)CL和和CH1CH1：（：（allotypeallotype）遗传标记；）遗传标记；3)3)IgGIgG的的CH2CH2、IgMIgM的的CH3CH3：补补体体结结合合点点 (激活补体经典途径）；激活补体经典途径）；4)4)IgGIgG的的CH3CH3：结结合合单单核核/巨巨噬噬细细胞胞表表面面FcR(FcR(不同生物学效应）；不同生物学效应）；3、功能区功能（以IgG为例）1)VH和VL：与抗原2525与抗原特异性结合的部位与抗原特异性结合的部位某些同种异某些同种异型遗传标记型遗传标记结合补体结合补体结合结合FcR与抗原特异性结合的部位某些同种异型遗传标记结合补体结合FcR2626二、免疫球蛋白的结构（一）基本结构（以（一）基本结构（以IgGIgG为例）为例）（二）功能区（二）功能区（三）水解片段（三）水解片段二、免疫球蛋白的结构（一）基本结构（以IgG为例）2727医学免疫球蛋白专业知识讲座课件2828三三、抗体的生物学活性抗体的生物学活性 (一一)识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原 体体内内结结合合相相应应抗抗原原分分子子发发挥挥免免疫疫效应。如：中和毒素。效应。如：中和毒素。三、抗体的生物学活性 2929医学免疫球蛋白专业知识讲座课件3030（二）激活补体（二）激活补体 IgMIgM、IgG1IgG1 3 3 激活补体经典途径；激活补体经典途径；（三）通过（三）通过FcFc段结合具有段结合具有FcRFcR的细胞的细胞 1 1）调理作用（）调理作用（opsonization)opsonization)；IgFc IgFc段与吞噬细胞表面段与吞噬细胞表面FcRFcR结合结合促促进进吞噬细胞吞噬细胞的的吞噬；吞噬；（二）激活补体 3131调理作用调理作用 抗体抗体单独单独或与或与补体联补体联合合可发挥调可发挥调理作用，即理作用，即促进吞噬细促进吞噬细胞对某些病胞对某些病原体的原体的吞噬吞噬。调理作用 抗体单独或与补体联合可发挥调理作用，即促3232医学免疫球蛋白专业知识讲座课件3333医学免疫球蛋白专业知识讲座课件3434动画演示调理吞噬作用动画演示调理吞噬作用动画演示调理吞噬作用3535 2 2）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 （Ab-dependent cell-mediated Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCCcytotoxicity,ADCC)3)3)介导介导I I型超敏反应型超敏反应 （四）通过胎盘和粘膜（四）通过胎盘和粘膜 IgGIgG通过胎盘；通过胎盘；sIgAsIgA穿过粘膜穿过粘膜C C区区的功能。的功能。2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用3636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 antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCCcytotoxicity,ADCC）IgGIgGIgGIgG与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，其其其其FcFcFcFc段可与段可与段可与段可与NKNKNKNK细胞表面相应的细胞表面相应的细胞表面相应的细胞表面相应的IgG FcRIgG FcRIgG FcRIgG FcR结合，从而激活结合，从而激活结合，从而激活结合，从而激活NKNKNKNK细细细细胞对靶细胞的杀伤作用。此称为胞对靶细胞的杀伤作用。此称为胞对靶细胞的杀伤作用。此称为胞对靶细胞的杀伤作用。此称为ADCCADCCADCCADCC。抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-depe3737 IgGIgG与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，与有相应抗原的靶细胞特异性结合后，其其其其FcFc段段段段可与可与可与可与NKNK细胞表面相应的细胞表面相应的细胞表面相应的细胞表面相应的IgG FcRIgG FcR结合，从而激活结合，从而激活结合，从而激活结合，从而激活NKNK细胞对靶细胞的杀伤作用。细胞对靶细胞的杀伤作用。细胞对靶细胞的杀伤作用。细胞对靶细胞的杀伤作用。IgG与有相应抗原3838ADCC作用ADCC作用3939抗体的生物学活性抗体的生物学活性 (一一)识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原（二）激活补体（二）激活补体（三）通过（三）通过FcFc段结合具有段结合具有FcRFcR的细胞的细胞 1 1）调理作用）调理作用 2 2）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 3)3)介导介导I I型超敏反应型超敏反应（四）穿过胎盘和粘膜屏障（四）穿过胎盘和粘膜屏障抗体的生物学活性(一)识别并特异性结合抗原4040医学免疫球蛋白专业知识讲座课件4141四四 、五类、五类Ig的特性的特性n IgGn IgMn IgAn IgDn IgE四、五类Ig的特性 IgG4242Immunoglobulin Isotypes Are Distributed To Different Parts Of The BodyIgM BloodIgG TissuesIgA MucosaIgE-SurfacesImmunoglobulin Isotypes Are Di4343IgG的特征和功能的特征和功能1 1、特征、特征 产生产生部位：脾、淋巴结中浆细胞；部位：脾、淋巴结中浆细胞；时时间间：出出生生后后3 3月月始始合合成成，3 35 5岁岁接接近成人水平；近成人水平；存在存在形式：单体形式：单体 部位：部位：SeraSera和胞外液（各和胞外液（各50%50%）时间：即时间：即半衰期，半衰期，20-2320-23天天 浓浓度度：血血清清中中IgIg含含量量最最高高（75%-75%-80%80%）；）；IgG的特征和功能1、特征4444 2 2、功能、功能 多数具有多数具有抗菌、抗病毒、抗毒素抗菌、抗病毒、抗毒素 作用（通过中和作用、调理作用、作用（通过中和作用、调理作用、ADCC ADCC作用、激活补体）。作用、激活补体）。2、功能4545 3 3、意义、意义 1 1）唯一通过胎盘唯一通过胎盘IgIg，发挥自然被，发挥自然被动免疫功能；动免疫功能；2 2）临床注射丙球预防相应传染）临床注射丙球预防相应传染（甲肝）病；（甲肝）病；3 3）参与）参与型型/型超敏反应，某些型超敏反应，某些自身免疫病；自身免疫病；3、意义4646IgMIgM的特征和功能的特征和功能 1 1、特征、特征 产生产生部位：脾、淋巴结中浆细胞；部位：脾、淋巴结中浆细胞；时间：胚胎晚期时间：胚胎晚期 存在存在形式：五聚体形式：五聚体MWMW最大最大，称为巨球，称为巨球 蛋白；蛋白；部位：主要在血液中部位：主要在血液中 ；时间：半衰期较短，时间：半衰期较短，5 5天左右；天左右；浓度：浓度：Sera IgSera Ig中含量中含量 5%-10%5%-10%IgM的特征和功能 1、特征4747医学免疫球蛋白专业知识讲座课件48482 2、功能、功能 溶菌溶菌/溶病毒溶病毒/溶血溶血（激活补体）（激活补体）3 3、意义、意义 1 1）生物进化与个体发育中最早生物进化与个体发育中最早出出现的现的Ig，胚胎期，胚胎期2020周即能产生，脐带周即能产生，脐带血血IgMIgM增高提示胎内感染（如风疹病增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；毒、巨细胞病毒感染等）；2、功能4949 2 2）抗原初次刺激机体时，是体内最抗原初次刺激机体时，是体内最先的先的Ig；又因半寿期较短，故血清；又因半寿期较短，故血清IgM升高说明有近期感染；升高说明有近期感染；3 3）天然血型抗体是天然血型抗体是IgM；4 4）参与）参与型、型、型超敏反应。型超敏反应。2）抗原初次刺激机体时，是体内最5050IgA的特征和功能的特征和功能1 1、特征、特征 产生产生部位：部位：MALTMALT；时间：出生后时间：出生后3-63-6月始合成；月始合成；存在存在形式：单体血清型和二聚体形式：单体血清型和二聚体分泌型分泌型；部部位位：唾唾液液、泪泪液液、乳乳汁汁及及呼呼吸吸道道、消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面；消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面；时间：半衰期，时间：半衰期，6 6天左右；天左右；浓度：血清中浓度：血清中IgIg含量含量 10%-20%10%-20%IgA的特征和功能1、特征51512 2、功能、功能 1 1）血清型：同）血清型：同IgGIgG，但不重要，但不重要 2 2）分泌型：）分泌型：粘膜局部抗感染免粘膜局部抗感染免疫疫的重要因素（又称的重要因素（又称局部免疫抗局部免疫抗体体）。）。2、功能52523 3、意义、意义 1 1）机体初乳中的）机体初乳中的sIgAsIgA可对婴可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用；幼儿发挥自然被动免疫作用；2 2）缺乏或合成障碍，易患呼）缺乏或合成障碍，易患呼吸道、胃肠道感染。吸道、胃肠道感染。3、意义5353IgD的特征和功能的特征和功能n n血清中含量低，其生物学作用尚不血清中含量低，其生物学作用尚不清楚。清楚。半衰期，半衰期，2.52.5天左右天左右 IgD的特征和功能5454IgE E的特征和功能的特征和功能n n血清中含量血清中含量最低最低的的IgIg；n n最不稳定最不稳定（T T1/21/2为为2 2天）；天）；n n属属亲亲细细胞胞抗抗体体，可可与与肥肥大大细细胞胞、嗜嗜碱碱性性粒粒细细胞胞表表面面FcRFcR结结合合，介介导导I I型型超超敏反应敏反应。n n抗寄生虫感染抗寄生虫感染。IgE的特征和功能血清中含量最低的Ig；5555五五、人工抗体的制备人工抗体的制备 多克隆抗体多克隆抗体 单克隆抗体单克隆抗体 基因工程抗体基因工程抗体五、人工抗体的制备 多克隆抗体5656多克隆抗体多克隆抗体n npolyclonal antibody 用含多种抗原决定基的抗原物用含多种抗原决定基的抗原物质免疫动物，刺激多个质免疫动物，刺激多个B B细胞克隆所细胞克隆所获得的免疫血清（含多种抗体的混获得的免疫血清（含多种抗体的混合物），此为合物），此为多克隆抗体。多克隆抗体。多克隆抗体polyclonal antibody5757带有多个表位带有多个表位抗原抗原针对不同表针对不同表位的位的B细胞细胞克隆增殖克隆增殖多种抗体的混合物多种抗体的混合物（多克隆抗体）（多克隆抗体）刺激小鼠刺激小鼠带有多个表位抗原针对不同表克隆增殖多种抗体的混合物刺激小鼠5858单克隆抗体单克隆抗体（monoclonal antibody,mAb）由单个杂交瘤细胞增殖而成的由单个杂交瘤细胞增殖而成的细胞克隆产生的、针对某一种细胞克隆产生的、针对某一种Ag决定基的决定基的、均一的、单一特异性、均一的、单一特异性抗体抗体。单克隆抗体（monoclonal antibody,mAb5959 mAb b的优点：的优点：高特异高特异（仅针对特定抗原表位）、（仅针对特定抗原表位）、高纯度高纯度（属同一类、亚类、型别）（属同一类、亚类、型别）高高效价效价、可大量生产可大量生产。mAb的应用：的应用：1 1）检测各种）检测各种Ag；2 2）用于疾病治疗。）用于疾病治疗。mAb的优点：6060医学免疫球蛋白专业知识讲座课件6161三峡6262