《绪论和抗体》PPT课件.ppt

第一章 绪论王军阳 副教授免疫学与病原生物学系,一、免疫（immunity）的概念传统概念 即免除劳役/瘟疫的意思现代概念 免疫是指机体识别和排除抗原性异物的特异性生理反应，其作用是维持机体的生理平衡和稳定，其结果通常对机体是有利的，但在一定条件下也可以有害。,免疫学概述,二、免疫的功能免疫防御：免疫缺陷/超敏反应免疫监视：肿瘤/病毒持续感染免疫稳定：自身免疫耐受和免疫 调节两种机制。神经-内分泌-免疫。自身免疫病,三、免疫应答的类型及作用 按照获得的方式和作用特点，分为固有免疫（innate immunity）和适应性免疫（adaptive immunity）两类。（一）固有免疫 固有免疫是人类在种系进化和个体发育过程中逐渐形成的防御功能，是机体抵御病原体侵袭的第一道防线。在个体出生时即具备，又称非特异性免疫（non-specific immunity）。,构成成分 屏障结构（皮肤粘膜屏障、血胎屏障、血脑屏障）；固有免疫细胞；固有免疫分子特点：生来就有 能遗传给后代 具有种的差异 作用无特异性 是特异性免疫的基础,（二）适应性免疫 适应性免疫是个体出生后，在生活过程中接触病原微生物等特定抗原后产生的免疫，仅针对该特定抗原发生反应。又称特异性免疫（specific immunity）。执行特异性免疫的是抗原特异性淋巴细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞。,特点：出生后形成，需抗原刺激 特异性 耐受性 记忆性 建立在非特异性免疫的基础上，又 促进非特异性免疫 可被动转移,四、免疫系统 免疫系统包括免疫器官和组织、免疫细胞和免疫分子。一、免疫器官:中枢免疫器官:骨髓(Bone Marrow)胸腺(Thymus)外周免疫器官：脾脏（spleen）淋巴结（lymphnodes）黏膜伴随淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue,MALT）,第二章 抗体和免疫球蛋白Antibody&Immunoglobulin,Ig,一、基本概念 抗体（antibody,Ab）B细胞接受抗原刺激后演变为浆细胞，由浆细胞合成分泌的，并能与相应的抗原发生特异性结合的球蛋白。*免疫球蛋白（Ig）具有抗体活性或化学结构与抗体相似的 球蛋白。抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。,*,二、免疫球蛋白的结构（一）Ig的基本结构（以单体为例）*1.二条相同的L链和二条相同的H链借二硫键 连接呈“Y”字形。L链约214氨基酸/条，:2:1。H链约450550氨基酸/条，根据重链抗原性的差异可将其分为5类：IgM IgG IgA IgD IgE,2.有氨基端（N端）和羧基端（C端）3.有可变区（V区）和恒定区（C区）L链的VL(1/2)V区：H链的VH(1/4或1/5)L链的CLC区：H链的CH（CH1 CH2 CH3）IgM和IgE有4个结构域CH1-4,*,4.高变区（HVR）位于可变区中（VL和VH）氨基酸组成和排列顺序更易变化的区段，各有3个。又称为互补决定区（CDR）。构成抗原结合部位。*5.铰链区（hinge region）位于CH1CH2之间，包括H链间二硫键，富含脯氨酸，易发生伸展及转动,*,（二）J链和分泌片 J链（Joining chain）富含半胱氨酸，由浆细胞合成，借二硫键连接到链或 链。分泌片（SP/SC）由粘膜上皮细胞合成和分泌，结合到IgA二聚体上。抗蛋白水解酶，保护SIgA的铰链区。同时介导SIgA的转运。,（三）单体、双体、五聚体,（四）功能区及其功能*L链 VL CL H链 VHCH1CH2CH3(CH4)VL和VH 抗原结合部位 CL和CH1 具有部分同种异型的遗传标记 CH2 补体结合位点（IgG），通过胎盘 CH3 结合细胞（IgG），活化补体（IgM）CH4 结合细胞（IgM）铰链区 可自由转动和伸展,*,（五）酶解片段1.木瓜蛋白酶（papain）水解IgG裂解部位：IgG H链链间二硫键近N端 木瓜蛋白酶IgG2FabFc 2.胃蛋白酶（pepsin）水解IgG裂解部位：IgG H链链间二硫键近C端 胃蛋白酶IgGF(ab)2 pFc 3.意义用于研究Ig的结构和功能指导临床应用，避免过敏反应,三、抗体血清型（一）同种型(isotype)是指同一种属内所有个体的Ig共有的抗原特异性标记。主要位于CH和CL上。1.Ig的类和亚类 根据重链恒定区抗原性的差异，可将Ig分为五大类。再根据铰链区氨基酸组成和二硫键的数目分为若干亚类。IgM(链)CH IgG(链)IgG1 IgG2 IgG3 IgG4Ig 五类 IgA(链)IgA1 IgA2 IgD(链)IgE(链),2.Ig的型和亚型 根据轻链恒定区（CL）抗原性差异分为两型：型型（:2:1）(二)同种异型(allotype)同一种属不同个体间的Ig抗原性的不同。可作为一种遗传标记。分布在C区。(三)独特型（idiotype）独特型是指存在于Ig分子V区上的抗原特异性。由高变区的氨基酸组成、排列和构型（独特型抗原决定簇）所决定的。抗独特型抗体,四、抗体的生物学功能（一）与抗原特异性结合 中和毒素作用 中和病毒作用（二）激活补体 IgG13和IgM活化补体经典途径 凝集的IgA、IgG4激活旁路途径,（三）结合细胞（结合Fc受体）IgG Fc段与吞噬细胞Fc受体结合，介导 调理吞噬作用（opsonization）2.IgG Fc段与NK细胞Fc受体结合，介导 ADCC效应（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity）IgE Fc段与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面 Fc受体结合，介导I型超敏反应,（四）通过胎盘和粘膜1.IgG是唯一可通过胎盘的抗体，是胎儿 和新生儿抗感染的主要抗体。IgG（母体）胎盘FcRn胎儿 2.SIgA呼吸道、消化道黏膜,五、各类免疫球蛋白的生物学特性与功能（一）IgG 单体，有4个亚类，在血清中含量最高，约占血清总Ig的75%，出生后3个月开始合成，分布于血液及组织液中，半衰期为23天。是再次应答的主要Ig。,1.具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用，起主力 免疫作用。2.激活补体 IgG13激活经典途径 溶菌杀菌 IgG4 激活旁路途径3.通过胎盘4.结合细胞，介导调理作用和ADCC效应5.某些自身抗体IgG可引起II、III型超敏反应,（二）IgM 五聚体，90kD，分子量最大，巨球蛋白，约占血清总Ig的510%，胚胎晚期合成，半衰期短，约5天。是初次应答的主要Ig。1.早期抗菌、抗病毒、抗毒素抗体，起先锋 免疫作用。2.活化补体 比IgG强大。,3.不能通过胎盘，若脐血中检出IgM，提示 宫内有感染。4.天然血型抗体属于IgM。5.在B细胞表面起抗原受体作用（mIgM）6.某些自身抗体IgM，可引起型、型超 敏反应,（三）IgA 血清型IgA：单体，出生后4-6个月开始合成，占血清总Ig的10%，半衰期约56天，可介导调理作用和ADCC效应。分泌型IgA（SIgA）：二聚体，分布于初乳、唾液、泪液、胃肠液、气管分泌液等外分泌液中，在免疫防护中起局部免疫作用。,阻止病原微生物吸附于粘膜和易感染细 胞，在粘膜局部发挥抗菌、抗病毒、抗毒素作用。2.通过母乳转移给婴儿，执行自然被动免疫 3.抗肠道寄生虫感染,（四）IgD 为单体，血清含量少（1%）。在B细胞表面起抗原识别受体作用（mIgD），是B细胞分化成熟的标志。（五）IgE IgE为单体，血清含量极少，主要由黏膜下浆细胞分泌。为亲细胞抗体，无铰链区，有CH4区，介导I型超敏反应,六、单克隆抗体(McAb)Monoclonal Antibody,*克隆(clone)是指由一个祖先细胞经分化、增埴所产生的遗传性状完全相同的细胞系或细胞群。*多克隆抗体(pAb):由多个B细胞克隆产生的针对多种不同抗原表位的免疫球蛋白。*单克隆抗体(McAb)：由单一B细胞克隆针对某一特定抗原表位所产生的，只能与该抗原表位结合的均一特异性Ab。抗体形成细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞 McAb,1.基本概念与原理,*杂交瘤细胞(hybridoma)：2个或2个以上不同特性细胞（其中一个是瘤细胞）融合组成的异型核细胞。具有两种亲本细胞的基因和特性。该项技术称为杂交瘤技术。*1975年，kohler 和milstein应用小鼠骨髓瘤细胞和绵羊红细胞致敏的小鼠脾细胞融合,得到的一融合杂交细胞既能稳定持续生长,又能分泌抗SRBC抗体,将这种杂交细胞系统称为杂交瘤。,1.基本概念与原理,抗原无须纯化(2)来源于同一细胞克隆,所分泌的抗体分子在 结构上高度均一,甚至在氨基酸序列及空间 构型上均相同.由于抗体识别抗原分子上单一抗原决定簇,且所有抗体分子均相同，由此单克隆抗体具 有高度特异性.产生该抗体的为一无性繁殖细胞系,且可长期 传代并保存，为此可持续稳定生产同一性 质的抗体,2.主要特点,七、基因工程抗体,1、人源化抗体2、人鼠嵌合抗体3、双特异性抗体4、小分子抗体,人源化抗体：将人的轻、重链基因通过脂质体导入或原生质体融合入小鼠胚胎干细胞,获得含目的抗体的轻链和重链的小鼠后,与内源性轻、重链双缺失的小鼠杂交,可筛选到能产生目的抗体的小鼠。人鼠嵌合抗体：应用DNA 重组技术将小鼠抗体基因上的可变区与人抗体基因的恒定区重组,再将重组后的基因导入骨髓瘤细胞中表达,使可变区人源化。这种抗体相对于其它人源化抗体的优点在于技术路线简单,易于操作;抗体完整性好,在体内的潴留时间长;鼠源抗体的亲和力和特异性都得到了保留,在临床上具有良好的应用前景。,双特异抗体(Bispecific antibody)是含有两个不同配体结合位点的免疫球蛋白分子。单链抗体(single chain Fv,ScFv)利用基因工程方法使抗体重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)通过一段约5 25 个aa 的连接肽,首尾拼接而形成的重组蛋白。具有分子量小、组织穿透力强、体内清除快、免疫原性低、易于大肠杆菌发酵生产和进行基因工程改进等优点。双特异单链抗体(bisFvs)采用基因工程、蛋白质工程方法,将两条不同来源的svFv 组合成具有两种不同抗原结合特征的新型抗体。,