免疫球蛋白.

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1 免疫球蛋白

2 一、基本概念 抗体（antibody, Ab）: 机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B细胞---浆细胞合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。 免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）: 具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。 免疫球蛋白的存在形式： 膜型（membrane immunoglobulin, mIg） --- B细胞膜上的抗原受体； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) ---分泌进入体液, 介导体液免疫应答。

3 二、免疫球蛋白的基本结构 1．轻链和重链： ◈L链约214个氨基酸残基组成，24kD，kappa(κ)与lambda(λ)两型。
◈ H链450～550个氨基酸残基，55或75kD。 μ链、γ链、α链、δ链和ε链5类， 每H链含4～5个链内二硫键所组成的环肽、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同。 2．可变区和恒定区： 可变区（VL和VH）三个高变区（hypervariable region,HVR），高变区称为决定簇互补区，骨架区（fuamework rugionFR）。 恒定区各有CL和CH1-CH4

4 3．功能区：链内二硫键折叠成若干球形功能区
⑴L链：VL和CL ⑵H链： ◈ IgG、IgA和IgD一个VH和CH1、CH2和CH3； ◈ IgM和IgE一个VH和CH1、CH2、CH3和CH4； ◈每一功能区（domain）约由110个氨基酸组成

5 4.功能区的主要功能： VH和VL --- 抗原结合部位； CH1～3和CL --- Ig遗传标志所在；
CH2(IgG)、CH3(IgM) --- C1q结合部位； CH2～CH3(IgG) --- 结合并通过胎盘； CH3(IgG) FcγR结合部位； CH4(IgE) FcεR结合部位。

6 5．铰链区（hinge region）富含脯氨酸，对酶敏感， IgM和IgE缺乏铰链区。

7 6．J链（joining chain） 15kD糖蛋白，浆细胞合成。Ig转运中的具有一定的作用。
7．分泌片（secretory piece）75kD糖蛋白，上皮细胞合成，以共价形式结合到Ig分子。

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9 木瓜蛋白酶（Papain）  IgG 三.水解片段 Fab段(fragment of antigen- binding,抗原结合片段)
Fc段（fragment crystalizable,可结晶片段） 胃蛋白酶（Pepsin） IgG F( ab′)2 pFc ′ 意义：阐明Ig分子生物学作用； 构建基因工程抗体。

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11 四、抗体的功能 1.特异性结合抗原，借静电力、氢键以及范德华力等次级键； 2.活化补体； 3.结合Fc受体 调理作用；
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）； 介导I型变态反应。 4.通过胎盘与黏膜。 5.参与Ⅱ、Ⅲ超敏反应与免疫调节。

12 1.特异性结合抗原 2.活化补体； 3.结合Fc受体 ◈调理作用； ◈抗体依赖的细胞 介导的细胞毒作 用（ADCC）； ◈介导I型变态反应。 4.通过胎盘与黏膜 5.参与Ⅱ、Ⅲ超敏反应 与免疫调节

13 五、免疫球蛋白的血清型 一）.同种型（isotype） 同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性，其抗原决定簇主要存在于Ig的C区。
1.类和亚类（根据H链的抗原性不同） 五类： IgG --- γ(gamma) IgA --- α(alpha) IgM --- μ(mu) IgD --- δ(delta) IgE ---ε(epsilon)

14 亚类： IgG：IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA：IgA1, IgA2 IgM: IgM1, IgM2 2.型和亚型(根据轻链C区抗原特异性不同分型)： κ(kappa)型、λ(lambda)型 亚型(λ链)： OZ(+) (或λ1) ：第190位(亮氨酸) OZ(-) (或λ2) ：第190位(精氨酸) Kern(+)(或λ3) ：第154位(甘氨酸) Kern(-)(或λ4) ：第154位(丝氨酸)

15 二）.同种异型（allotype） 同一种属不同个体之间免疫球蛋白也具有的差异性，主要反映在分子的CH和CL上的一个或数个氨基酸的差异 (genetic markers---遗传标志) 。 Gm因子：Gm1～30 Am因子：A2m1，A2m2 Km因子：Km1，Km2，Km3 三）.独特型（idiotype） 在同一个体内，不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区以及T、B细胞表面抗原受体V区所具有的抗原特异性不同。

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17 六 免疫球蛋白的基因结构及其表达 一）.免疫球蛋白的基因库 H基因库（重链基因连锁群）： --- 第14号染色体
κ基因库（κ链基因连锁群）： --- 第2号染色体 λ基因库（λ链基因连锁群）： --- 第22号染色体

18  V区 二）.Ig的基因结构及其重排和表达 κ链：Vκ(约100个)、 Jκ(5个)、 Cκ(1个)
H链： V基因(约95个) D基因(27个) J基因(6个) C基因(9个)  V区

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20 Ig的类别转换（class switching）
一个B细胞克隆在分化过程中V-D-J功能性基因片段保持不变，而发生C基因重排，使其表达的抗体分子发生H链类的改变，称为类别转换。 B细胞克隆  IgM  IFN-γ IgG IL-4 IgE

21 六、 各类免疫球蛋白的特性和功能 一.IgG IIgG于出生后3个月开始合成
IIgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体 IIgG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

22 二.IgM 1.五聚体，分子量最大(900 kd)，又称巨球蛋白； 2.人类发育过程中最早合成的Ig； 3.体液免疫应答最先产生的 Ig --- 感染早期免疫； 4.占血清Ig含量的5～10%； 5.半衰期: 5天 --- 血清中特异性IgM 水平增高提示 有近期感染； 6.激活补体； 7.IgM 不能通过胎盘  脐带血或新生儿血清中IgM 水平升高表明胎儿有宫内感染； 8.B细胞膜IgM(mIgM)  体液免疫应答； 9.自身抗体  自身免疫病，如；类风湿因子。

23 三.IgA 1.两种类型： 血清型 --- IgA1(主要)，单体(主要)； 分泌型 --- IgA2(主要)，二聚体(主要),
粘膜局部浆细胞合成； 分泌片由粘膜上皮细胞合成； 2.半衰期: 6天； 3.占血清Ig含量的5～15%； 4.粘膜局部抗感染免疫； 5.聚合IgA激活补体替代途径。

24 1.单体分子； 四.IgD 2.存在形式： 分泌性 --- 血清中，功能不清； 膜结合性 --- B细胞表面,
（2）抗原受体； 3.占血清Ig含量的1%； 4.半衰期: 3天。

25 五.IgE 1.单体分子； 2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)； 3.半衰期: 3天； 4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生；
6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中 特异性IgE水平增高。

26 七、单克隆抗体和基因工程抗体 一）.多克隆抗体（polyclonal antibody）：
如:免疫血清（含多种特异性抗体）。 实际意义： （1）预防、治疗感染性疾病， 如：破伤风抗毒素血清  抗破伤风，胎盘球蛋 白  抗病毒感染等，副作用：超敏反应 （2）临床诊断，如：肥达氏反应 --- 伤寒、副伤 寒，缺点：特异性差。

27 二）.单克隆抗体（monoclonal antibody, McAb）
特点：具有高度均一性。 杂交瘤细胞： 骨髓瘤细胞 --- 无限增殖； 免疫B细胞 --- 合成、分泌特异性抗体。 杂交瘤技术 --- HAT培养基：次黄嘌(H), 氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。

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29 实际意义： （1）抗原的纯化和结构分析； （2）细胞发生、分化及功能的阐明； （3）临床疾病的诊断和治疗， 如：免疫分子检测； 免疫导向药物治疗恶性肿瘤--- McAb抗癌药物(毒素或放射核素偶联)。

30 三）.基因工程抗体(genetic engineering antibody)
在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。 如：人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody) 改型抗体 (reshaped humanized antibody) 小分子抗体：Fab片段 Fc片段 Fv片段 双特异性抗体(bispecific antibody)： 如：Ig-融合蛋白，抗体导向酶等。

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