免疫球蛋白 Immunoglobulin

概述 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。 抗体（antibody,Ab)是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种，能与相应抗原特异性地结合，主要存在于血清等体液中，具有免疫功能的球蛋白。

第一节 免疫球蛋白的结构

一、免疫球蛋白的基本结构 四肽链结构 所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构。两条重链（H）和两条轻链（L）。每条重链和轻链分为氨基端和羧基端。

人类Ig根据其重链恒定区的分子结构和抗原特异性的不同，其重链分为五类：γ(Gamma)链、α(Alpha)链、μ(Mu)链、δ(Delta)链、ε(Epsilon)链。 相对应的Ig分别为： IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。 轻链可分为两型：κ、λ型

可变区 根据氨基酸排列顺序的不同分为可变区（V）和恒定区（C）。 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(hypervariable region HVR)。三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，也称为互补性决定区(complementarity determining region CDR)，其余称骨架区(FR）。

恒定区 重链和轻链的C区分别称为CH和CL，不同类Ig的重链CH长度不一，同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。

铰链区 位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。 IgM和IgE无铰链区 。

免疫球蛋白的结构

二、免疫球蛋白的功能区 每个功能区约由110个氨基酸组成，其氨基酸的序列具有相似形或同源性。其二级结构是反向平行的β片层

功能区的作用有：①VH和VL是结合抗原的部位；②CH1和CL上具有部分同种异型的遗传标志；③IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q结合位点，可启动补体活化经典途径；④IgG可通过胎盘；⑤IgG的CH3可结合细胞表面的FcR，IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc受体结合。

三、免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶(papain)水解IgG 得到两个相同的Fab段和一个Fc段。 胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG 得到一个具有双价活性的F（ab’）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc’）

四、J链和分泌片 J链 J链是一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。可连接Ig单体成双体、五聚体和多聚体。 分泌片 由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面。对分泌型IgA具有保护作用

第二节 免疫球蛋白的功能 V区的功能： 主要功能是识别和特异性的结合抗原， 是V区特别是HVR（CDR）的空间构型所决定 第二节 免疫球蛋白的功能 V区的功能： 主要功能是识别和特异性的结合抗原， 是V区特别是HVR（CDR）的空间构型所决定 Ig单体可结合两个抗原表位，为双价 Ab +Ag——发挥免疫效应 B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受体

C区的功能： ☆激活补体 IgM，IgG1~3 + Ag ☆结合细胞表面的Fc受体 调理作用、ADCC作用、介导I型超敏反应 ☆穿过胎盘和黏膜

第三节 免疫球蛋白的抗原性 在Ig分子上主要有三种抗原决定基 第三节 免疫球蛋白的抗原性 在Ig分子上主要有三种抗原决定基 (一)同种型 指同一物种所有个体的同一类Ig分子所共有的抗原特异性，主要存在于Ig的C区。 (二)同种异型 指同一物种不同个体的同一类Ig分子具有的不同抗原特异性，主要存在于Ig的C区。

(三)独特型 idiotype, Id 指在同一个体内，不同B细胞克隆所产生的特异性IgV区上的抗原特异性，尤其是HVR的氨基酸组成、排列和构型决定了独特型的抗原特异性。Ig独特型的抗原决定簇称为独特位（idiotope），Ig独特位作用于异种、同种异体和自体，可诱导产生相应抗独特型抗体，在免疫调节中发挥重要作用。Id也存在于TCR和BCR上。

第四节 五类免疫球蛋白的特性与功能 一、IgG IgG于出生后3个月开始合成 IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体

IgG是唯一能通过胎盘的抗体 通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与K细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。 具有抗菌、抗毒和抗病毒作用 参与II、III型超敏反应

二、IgM 为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。 IgM激活补体能力比IgG强 ABO血型抗体的类型是IgM IgM是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示该儿曾有宫内感染

IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。 IgM是B细胞抗原受体的主要成分 也可参与II、III型超敏反应

三、IgA 分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。而分泌型IgA（SIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。 主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。 分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜

四、IgD IgD是B细胞的重要表面标志 B细胞的分化过程中首先出现SmIgM，后来出现SmIgD，他的出现标志着B细胞成熟了。

五、IgE 又称亲细胞抗体 CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体结合，引起I型超敏反应

第五节 单克隆抗体 多克隆抗体 多个抗原决定基——机体——多种抗体的混合物 第五节 单克隆抗体 多克隆抗体 多个抗原决定基——机体——多种抗体的混合物 单克隆抗体(monoclonal antibody,McAb):由一个识别一种抗原表位的B细胞克隆产生的同源抗体。 McAb的特点：高度特异性、高度均一性、高效价、大量产生。

应用 检测各种抗原，包括肿瘤抗原、细胞表面抗原及受体、激素、神经递质以及细胞因子；抑制器官移植排斥、治 疗自身免疫疾病 、生物导弹等。

第六节 基因工程抗体 基因工程抗体又称重组抗体，它是在充分认识Ig基因结构与功能的基础上，应用DNA重组和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平对Ig分子进行切割、拼接或修饰，重新组装成的新型抗体分子。它保留了天然抗体的特异性和主要生物学活性，去除或减少了无关结构，并可赋予抗体分子以新的生物学活性。

基因工程抗体的类型 迄今已成功构建多种基因工程抗体，包括4种最基本的类型，即人-鼠嵌合抗体、改型抗体或人源化抗体、小分子抗体和抗体融合分子，以及由此衍生出的催化抗体、独特型-抗体独特型抗体、抗原化抗体、双功能抗体、免疫毒素和噬菌体抗体等。

嵌合抗体：抗体的可变区为鼠源，恒定区为人源。 改型抗体：CDR区为鼠源，其余为人源 小分子抗体：Fab片段(VH/CH1/L)；单域抗体(VHorVL);Fv片段(VH/VL)；单链抗体-ScFv(由一条单一肽链按VH-Linker-VL或VL-Linker-VH的须序组成)。

双特异抗体：一个抗体分子中的两个抗原结合部位可结合两种不同的抗原表位 双功能抗体：用抗体片段和毒蛋白相连以进行直接的导向杀伤。 噬菌体抗体库：将克隆的人抗体可变区基因与噬菌体DNA上的基因-Ⅲ或基因-Ⅷ 精确连接，转染细菌后在其膜表面表达Fab片段-噬菌体外壳蛋白的融合蛋白.

在上述技术中，噬菌体在某种意义上相当于一个人B细胞克隆，将B细胞全套可变区基因克隆出来与噬菌体DNA相连，导入细菌体内使之表达，可制备人全套抗体，称为噬菌体抗体库。通过用不同抗原进行筛选，可获得携带特异抗体基因的克隆。，从而大量制备相应的特异性抗体。