1、抗體分子抗體生物體最奇妙的分子無限的多樣性（diversity)功能與結構的雙重性 可變區抗原結合 恒定區生物學效應功能分泌型和膜型表達與抗體有關的諾貝爾獎獲得者1901von Bering血清治療1908Ehrlich & Metchnikoff抗體生成、吞噬1972Edelman & Poter抗體分子結構1977Yalow放射免疫測定1984Koler,Milstein & Jerne單克隆抗體1987TonegawaIg基因結構 抗體球蛋白(丙種球蛋白） 免疫球蛋白 免疫球蛋白的分子結構及分類免疫球蛋白的功能免疫球蛋白基因結構及多樣性產生的機制免疫球蛋白的來源抗體分子的應用一、免疫球蛋

2、白的基本結構CLCLCH1CH1VLVLVHVHCH2CH2CH3CH3C端N端恒定區可變區FC 段Fab段鉸鏈區1、重鏈和輕鏈 重鏈可分為、鏈；輕鏈可分為、型。2、可變區 （1）重鏈和輕鏈N端約110個氨基酸為可變區（variable region,V區)，V區存在3個高變區（hypervariable region,HVR13)及4個骨架區（framework region, FR14).三個高變區共同組成Ig 的抗原識別部位，形成與抗原決定基互補的表位。高變區也稱互補決定區（complementarity-determining region, CD13)。 3、恒定區 重鏈和輕鏈C端為

3、恒定區，不同Ig重鏈其不同長度，有的只有CH13,有的則由CH14，CH2（IgG)或CH3（IgM)有補體結合位點。相同種屬、同一類別的Ig 氨基酸序列基本恒定。4、鉸鏈區 鉸鏈區位于CH1和CH2之間，含有豐富的脯氨酸。 IgG1,IgG2,IgG4和IgA的鉸鏈區較短，而IgG3和IgD的 鉸鏈區較長；IgM和IgE無鉸鏈區。 有木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的酶切位點。木瓜蛋白酶胃蛋白酶FabFabFcF(ab)pFc木瓜蛋白酶胃蛋白酶二、免疫球蛋白水解片段三、J鏈和分泌片1、J鏈（joining chain)是一條多肽鏈，由漿細胞分泌，富含半胱氨酸?？蛇B接Ig單體形成二聚體、五聚體等。IgG

4、、IgD、IgE及血清型IgA為單體，故無J鏈。分泌型IgA為二聚體；IgM為五聚體，各單體間由二硫鍵相連，并通過二硫鍵與J鏈相連。2、分泌片（secretory piece,SC) 是分泌型IgA分子上一個輔助分子，由黏膜上皮細胞合成和分泌，結合于二聚體后，被分泌到黏膜表面。作用：保護鉸鏈區免受酶解；介導分泌型IgA轉運到黏膜表面。一、V區功能 識別并特異性結合抗原，這種特異性是由IgV區，特別是HVR（ CDR3）的空間構象決定的。 抗原結合價：單體為兩價；雙體為四價；五聚體理論上為十價，但實際為五價。免疫效應（1）可溶性Ig可通過V區與抗原性物質發生特異性結合，發揮中和或催化作用。（2）

5、做為信號抗體。二、C區功能1、激活補體 主要是IgM、IgG13與抗原結合后通過經典途 徑激活補體活化。 聚合的IgA可通過旁路途徑激活補體。 IgD 、IgE及IgG4不能激活補體3、通過胎盤 IgG是唯一通過胎盤的抗體，是一種重要的自然被動免疫機制。三、膜型Ig為B細胞抗原識別受體維持B細胞的生存與增殖維持B細胞的記憶免疫球蛋白基因結構及多樣性產生的機制 編碼Ig的基因分別位于不同的染色體，在人類重鏈（Heavy chain)基因位于14號染色體；鏈基因位于2號染色體；鏈基因位于22號染色體。每條肽鏈的編碼基因可分為V區和C區兩大部分。其中V區的基因是由不同的基因片段拼接而成的。重鏈V區由

6、V、D、J片段拼接；輕鏈由V、J拼接。胚系重鏈的基因結構：(a) 鼠 (b) 人重鏈可變區的VDJ重組輕鏈基因胚系及重排后結構重組信號序列(recombination signal sequences, RSS)V regionJ region通過RSS形成莖襻狀結構四、多樣性發生的機制重排造成的多樣性1、組合造成的多樣性胚系基因所攜帶的信息 VH D JH VK JK502564051.5106V(D)J重組時接頭處的變化：P核苷酸和N區的形成2、連接造成的多樣性，個別鹼基的缺失或加入， 包括N區的插入。3. D基因形成的多樣性D-D融合 10%, D反向連接 7%, 估算: 1014 體細

7、胞突變: 成熟B細胞經抗原刺激后產生的， 即局限于V區的高頻率隨機突變親和力成熟。體細胞突變(somatic hypermutation)造成的多樣性 受體編輯(receptor editing)造成的多樣性 Ig可變區的再次重組。 基因轉換 (gene conversion)造成的多樣性 主要是Ig V區5端的假基因V 或VD取代結構相似的重排后的V 或VD.Reuben S等人用DT40細胞系（由雞的B淋巴細胞瘤中獲?。┭芯?，結果表明DT40細胞中AID的缺陷將導致基因轉換的缺陷，檢測V重排后的基因序列未發現任何一個單一的基因轉換，而出現的僅有的三個單核苷酸的置換（頻率為105）可能為PC

8、R錯配所致。而其中機制可能是因為對DNA的損害，造成DNA雙鏈的斷裂所致7。在上面提到的AID-BER途徑中，當AP核酸內切酶切開磷酸二酯鍵，而這個切口未被BER及時修復，將在重排后的V區發生核苷酸置換即將假基因置換進入，有時是插入或刪除某些核苷酸，則將導致基因轉換。（圖1）此種基因轉換機制在雞和兔是B細胞中Ig多樣性產生的主要機制，但在人和小鼠中還未得到論證4。而關于基因轉換的具體機制也還未清楚闡明。再次重組類別轉換(class switching)S-S 重 組重鏈恒定區的結構和重組膜表達和可溶性表達抗體分子的應用應用范圍：基礎研究的應用診斷試劑臨床疾病的治療抗體技術的發展經歷了三個階段第

9、一代：多克隆抗血清第二代：細胞工程抗體第三代：基因工程抗體細胞工程抗體雜交瘤-單克隆抗體基因工程抗體 通過基因重組改良抗體性能通過噬菌體抗體庫技術研制新的抗體通過基因重組改良抗體性能小分子抗體（穿透力強） 人源化抗體（降低抗原性） 雙價或雙特異性抗體（增強抗體的親和力及效靶細胞的相互作用）。 抗體融合蛋白（增加蛋白的半衰期；與藥物，毒性分子或酶基因融和表達，可用于腫瘤等疾病的治療）。 細胞內抗體（用于胞內治療或信號轉導研究）。小分子抗體小分子抗體鼠單抗人源化基因工程改造的抗體鼠單抗人源化恒定區人源化人-鼠嵌合抗體可變區人源化人改型抗體用抗體庫技術進行人源化鼠單抗人源化抗原表位導向選擇抗體庫技術

10、 抗體庫在原核系統功能性表達多樣性抗體基因(repertoire) 通過多種選擇手段篩選出特定性能的抗體基因基因工程方法研制新的單抗抗體庫的構建抗體庫的富集篩選抗體庫技術產生的三項技術基礎 RT-PCR：能夠克隆全套抗體可變區基因 抗體基因片段在大腸桿菌的功能性表達 噬菌體展示技術（phage display)治療性抗體的應用1. 雜交瘤-單克隆抗體技術誕生2. 抗獨特型治療淋巴瘤成功3. OKT3被批準上市4. 單抗用于腫瘤治療效果不佳5. 抗內毒素單抗試用于敗血性休克失敗6. 抗17-1A和ReoPro上市7. FDA批準6個單抗上市治療性抗體發展歷程和事件抗體名稱 抗體種類 靶向抗原 適

11、應癥 批準日期OKT3 鼠單抗 CD3 移植排斥 1986Panorex 鼠單抗 17-1A 大腸癌 1995（德國）ReoPro 人-鼠嵌合Fab 血小板受體 冠心病 1994 ba Rituxan 人-鼠嵌合抗體 CD20 淋巴瘤 1997Simulect 人-鼠嵌合抗體 CD25 移植排斥 1998Remicade 人-鼠嵌合抗體 TNF- 炎癥性腸病、 1998、 類風濕關節炎 1999Zanapax 人源化抗體 CD25 移植排斥 1997Herceptin 人源化抗體 HER-2 乳腺癌 1998Synagis 人源化抗體 RSV F蛋白 RSV感染 1998Mylotarg 人源化抗體 - CD33 淋巴瘤 2000