第三講-免疫球蛋白第一節免疫球蛋白的基本結構第二節免疫球蛋白的異質性第三節免疫球蛋白的功能第四節各類免疫球蛋白的特性與功能第五節抗體的制備第六節免疫球蛋白的遺傳控制主要教學內容20世紀6項與抗體有關的諾貝爾獎時間得主國家得獎原因1901年埃米爾·阿道夫·馮·貝林德國抗毒素，免疫血清療法1908年伊拉·伊里奇·梅契尼科夫俄羅斯體液免疫理論和抗體生成的側鏈學說細胞吞噬作用，細胞免疫理論保羅·埃爾利希德國1960年弗蘭克·麥克法蘭·伯內特澳大利亞克隆選擇學說獲得性免疫耐受彼得·梅達沃英國1972年杰拉爾德·埃德爾曼美國抗體化學結構羅德尼·羅伯特·波特英國1984年尼爾斯·杰尼丹麥免疫調節網絡學說單克隆抗體喬治斯·克勒德國色薩·米爾斯坦英國1987年利根川進日本抗體多樣性的遺傳基礎

抗毒素的發現19世紀末，德國學者Behring大劑量白喉毒素

死亡小劑量白喉毒素

存活大劑量白喉毒素

存活免疫血清

是B細胞識別抗原后增殖分化為漿細胞所產生的一種糖蛋白，主要存在于血液等體液中，能與相應抗原特異性地結合，具有免疫功能。抗體（antibody,Ab）1937年Tiselius電泳血清蛋白免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。存在部位與形式：分泌型（secretedIg，sIg）膜型（membraneIg,mIg）B細胞表面，B細胞受體（BCR）。大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流8第一節免疫球蛋白的基本結構Porter于1958年用木瓜蛋白酶使完整的抗體分子分解為兩段相同的Fab段和一條Fc段，發現Fab段含有抗體結合的位點，Fc段則與抗體的繼發產生的生物學功能有關。（nature1958；182：670）

Fab（fragmentantigenbinding）Fc(fragmentcrystallized)Porter和他的同事接著證明了免疫球蛋白分子是由兩條輕鏈與兩條重鏈組成，從而提出了現在被普遍接受的IgG模型。最后，1969年，Edelman和他的合作者們成功地提出了一個完整免疫球蛋白分子的一級結構。Porter和Edelman對抗體的化學結構進行的共同研究獲得1972的諾貝爾獎。LightchainheavychainInterchaindisulfidebondsV區（可變區）:Variableregion75C區（恒定區）:constantregion75

在免疫球蛋白V區中某些特定位置的氨基酸殘基更加變化多端,呈現極大的變異性,是抗體和抗原發生特異性結合的部位，稱為超變區，又稱為互補決定區(complementaritydeterminingregions,CDRs）。

超變區(hypervariableregion,HVR)

骨架區（framworkregion，FR）CDR:complementarydeterminingregion互補決定區結構域約含110個Aa殘基，反向平行的β片層鏈內二硫鍵，β

桶狀結構免疫球蛋白超家族（immunoglobulinsuperfamily,IgSF)免疫球蛋白的功能區功能區作用VL及VH抗原結合部位CH1、CL1骨架支撐作用CH2補體結合部位CH3與免疫細胞Fc受體結合CH3，CH4與肥大細胞結合

重鏈根據其抗原性不同可分為μ、γ、α、δ、ε鏈，分別與輕鏈組成IgM、IgG、IgA、IgD、IgEFab（fragmentantigenbinding）Fc(fragmentcrystallized)免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶胃蛋白酶連接鏈（jioningchain,J鏈）：由漿細胞產生的一種糖蛋白，連接兩個或兩個以上Ig單體的成分。分泌片（secretorypiece)：由黏膜上皮細胞產生的一種蛋白質。穩定IgA的作用。免疫球蛋白的其它結構C4JChainJChainSecretoryPiece第二節免疫球蛋白的異質性

抗體在結構和功能上不均一性或差異性的總和。抗原多樣性和抗體類型所致抗體異質性要解決的問題？抗體是否可以作為抗原？將小鼠的Ig免疫家兔，能否獲得抗小鼠Ig的抗體？化學基礎宿主因素異物性宿主的遺傳性生理狀況其它因素佐劑免疫劑量和途徑抗體既是抗體，又是抗原抗體血清型不同種屬、同種異體以及同一個體內的抗體具有不同抗原性，可用血清學的方法測定和分類，稱為抗體的血清型。同種型(isotype)

同種異型(allotype)

獨特型(idiotype,Id)抗體血清型一、同種型(isotype)同一種屬所有個體共有的免疫球蛋白抗原特異性標記。換句話說，同種型抗原因種屬而異。它們主要位于Ig的C區上,包括Ig的類、亞類、型、亞型。

1、Ig的類和亞類（1）類（classes）：重鏈根據其抗原性不同可分為μ、γ、α、δ、ε鏈，分別與輕鏈組成IgM、IgG、IgA、IgD、IgE（2）亞類（subclasses）：同一類Ig鉸鏈區氨基酸組成和二硫鍵數目差異。α鏈可分為α1和α2；γ鏈可分為γ1、γ2、γ3、γ4；2、Ig的型和亞型

Ig的型和亞型的抗原特異性標記均位輕鏈恒定區。（1）型（type）輕鏈根據其抗原性不同可分為λ型和κ型（2）亞型（subtype）根據λ型CL區的個別氨基酸的差異可分為1—4亞型問題1：用人IgG同種型抗原免疫小鼠，產生的小鼠抗人IgG抗體，能否與小鼠IgG發生反應，兔IgG呢？問題2：用人抗白喉毒素IgG同種型抗原免疫小鼠，產生的小鼠抗人IgG同種型抗原抗體（抗抗體），能否與人抗結核桿菌IgG發生反應呢？二、同種異型(allotype)

同種異型：在同一種屬不同個體間的Ig抗原特異性的差異，部位：Ig分子的ＣＨ和ＣＬ上一個或數個氨基酸的差異。可作為遺傳標記。三、獨特型(idiotype,Id)獨特型：在同一個體內,每一種特異性不同的抗體,其Ｖ區具有不同的抗原特異性。1974年Jerne提出的獨特型網絡的理論,與Milstein,Kohler一起獲得1984諾貝爾獎。第三節免疫球蛋白的功能補體結合位點C區V區V區：特異性結合抗原，中和毒素并阻斷病原入侵;C區：激活補體，或與效應細胞表面Fc受體結合，發揮調理作用、ADCC、介導超敏反應、穿越胎盤等功能特異性識別、結合抗原活化補體補體激活能力：IgM>IgG調理作用抗體如IgM和IgG的Fc段可與中性粒細胞、巨噬細胞上的Fc受體結合，從而增強吞噬細胞的吞噬作用。結合靶細胞抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用antibody-dependentcell-mediatedcytotoxity，ADCC)：具有殺傷活性的細胞如NK細胞通過其表面表達的Fc受體識別于靶抗原上的抗體Fc段，直接殺傷靶細胞。通過胎盤和黏膜參與新生兒免疫（IgG3-6個月、IgA哺乳期）參與黏膜免疫（IgA）第四節各類Ig的特性及功能

IgG

血清中濃度最大,占血清總Ig的75-85%機體主要抗感染抗體唯一能通過胎盤的抗體對新生兒免疫至關重要有不同的亞類，這些亞類的Fc區有輕微的差別，因此具有不同的功能，如IgG3能更好的固定補體，IgG1擅長于調理，促進吞噬細胞的吞噬作用IgM

含量少,占血清Ig的5-10%由5個單體Ig構成抗感染效應最強在感染早期最早產生，急性感染的標志性抗體

激活補體的級聯反應IgA

是人體內最豐富的抗體類型；在血清中主要以單體形式存在,在外分泌液中以雙體或多聚體形式存在主要參與黏膜免疫參與新生兒免疫IgE

含量少,半衰期短(2.5天)親細胞抗體可與肥大細胞、嗜堿性粒細胞結合，參與I型超敏反應，同時在抗寄生蟲感染中起主要作用僧帽水母毒素再次注射小劑量僧帽水母毒素小部份幸存下來立即出現嚴重癥狀

(嘔吐、便血、暈厥、窒息以至死亡）

20世紀早期，法國醫生CharlesRichet采納摩納哥王子Albert建議，研究水母毒素，提出過敏反應現象，并在1913年獲得了諾貝爾獎。IgD

含量少,僅占血清Ig總量的0.2%,易被蛋白酶降解血清IgD的功能尚不清楚膜結合型IgD構成BCR,是B細胞分化發育成熟的標志第五節抗體的制備抗體產生的理論1897年PaulEhrlich側鏈學說細胞表面的受體受體脫落20世紀30年代Haurowitz模板學說抗原表位具有模板功能1955年Jerne自然選擇學說自然抗體抗原與自然抗體結合抗原轉運至抗體產生細胞特異性抗體

Burnet的克隆選擇學說1957

機體免疫系統事先就存在能識別各種抗原的細胞克隆，每個克隆細胞表面都有針對不同特定抗原的受體；特定抗原與相應細胞表面受體特異性結合，從無數克隆中挑選出相應克隆，使之活化、增殖、分化，最后成為能分泌大量抗體的漿細胞和少量暫停分化的記憶細胞。

胚胎期某細胞克隆若接觸相應抗原，此克隆即被清除或受抑制，稱為禁閉克隆（forbiddenclone）。

某些情況下，禁忌克隆復活或發生突變，成為對自身成分產生應答的克隆。人工制備的抗體多克隆抗體單克隆抗體基因工程抗體多克隆抗體(polyclonalantibody,pAb)抗原免疫動物，獲得抗血清同一抗原的多個抗原表位；即使是針對同一表位,可以產生不同類型的抗體。多克隆抗體的產生不同抗原表位可誘導多個B細胞克隆激活并產生不同特異性抗體優點：制備容易、來源廣泛缺點：特異性不高，不易大規模制備YYYYYY傷寒甲傷寒乙將產生特定抗體的B細胞與能無限生長的骨髓瘤細胞融合，形成B細胞雜交瘤，由克隆化的B細胞雜交瘤產生的抗體。單克隆抗體（monoclonal-antibody，mAb）1975年，Milstein與Kohler建立單克隆抗體制備技術，獲得了1984年諾貝爾獎。雜交瘤細胞篩選的基本原理B細胞+骨髓瘤細胞PEGB細胞骨髓瘤細胞B細胞雜交瘤骨髓瘤細胞：TK或HGPRT缺陷HGPRT：次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶TK：胸苷激酶HAT：含次黃嘌呤、氨基喋呤和胸腺嘧啶核苷的培養基特點高度均一

特異性強體外大規模制備與純化基因工程抗體借助重組DNA及蛋白質工程技術，對編碼抗體的基因進行加工改造，轉染受體細胞，使其表達重組抗體分子。基因工程抗體構建示意圖目的降低鼠源抗體的異源性

改進抗體功能規模化生產特異性抗體第六節

免疫球蛋白的遺傳控制如何解釋IgV區中出現的不可估量的多樣性?抗體應答早期產生的免疫球蛋白主要為IgM,再次應答主要為IgG，還會