不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体(FcγR,FcεR,FcαR),当Ig与相应抗原结合后,由于构型改变,促使Fc同相应的细胞结合。 由IgE抗体Fc段的结构特点,可在游离情况下与细胞受体结合,称为亲细胞抗体(cytophilic antibody)。
1.介导I型变态反应
IgE诱导的细胞脱颗粒,释放组胺,合成由细胞质来源的介质,如:白三烯,前列腺素,血小板活化因子等引起的I型变态反应。 2.调理吞噬作用
调理作用(opsonization)是指抗体,补体等调理素(opsonin),促进吞噬细胞吞噬细胞等颗粒性抗原。
由于补体对热不稳定,称热不稳定调理素(heat-labile opsonin),抗体又称为热稳定调理素(heat-stable opsonin)。 抗体的调理机制: ① 在抗原和吞噬细胞之间搭桥。 ② 改变抗原表面电荷。 ③ 中和细菌表面的抗吞噬物质。 ④ 溶化吞噬细胞(抗原抗体复合物结合细胞表面Fc受体)
3. 发挥抗体依赖的细胞介导细胞毒作用(antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)
(二)通过胎盘
IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的Ig。是一种重要的自然被动免疫,对于新生儿的抗感染有重要作用。
三、免疫球蛋白分子的抗原性 (一)同种型
同种型(isotype)指同一种属内所有个体共有Ig抗原、特异性的标记,在异种体内可诱导产生相应的抗体,同种型的抗原性主要位于CH和CH上,同种型主要包括Ig的类、亚类、型和亚型。
1.免疫球蛋白的类和亚类(Classes and subclasses)
(1) 类,决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区(CH)。
(2) 亚类,同一类Ig中,存在于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异。 2.免疫球蛋白的型和亚型(types and subtypes)
(1) 型,决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区(CL)。
(2) 亚型,按λ铰链恒定区(C2)个别氨基酸的差异又可分为λ1,2,3,4,四个亚型。 (二)同种异型
同种异型(allotype)是指同一种属不同个体的Ig分子抗原性的不同,在同种异体间免疫可诱导免疫反应。
1. λ链上的同种异型(重链上)。 2. α2链上的同种异型。 (三)独特型
独特型(idiotype)为每一种特异性IgV区上的抗原特异性。 四、免疫球蛋白分子的超家族
许多细胞膜表面和机体某些蛋白分子,其多肽链折叠方式与Ig折叠相似,在DNA水平上和氨基酸序列上与IgV区或C区有较高的同源性,它们可能从同一原始祖先基因经复制突变衍生而来。编码基因称为免疫球蛋白基因超家族,基因表达产物称为免疫球蛋白超家族(Immunogloblin superfamily, IGSF)。
抗原识别受体,信号传导因子,MHC相关分子,Ig受体等 第三节 各类免疫球蛋白的生物学活性
IgG IgA IgM IgD IgE 重链名称 γ α μ δ ε
重链功能区数目 4 4 5 4 5
主要存在形式 单体 单体双体 五聚体 单体 单体 分子量(KD) 146-170 160; 400 970 175 188 碳水化合物(%) 4 10 12 18 12 血清浓度(mg/dl) 1150±300 210±50 150 0.3-4 0.002 血清总IgG (%) 75 10 5-10 <1 <0.001 外分泌液 - +++ + - -
经典途径活化补体 ++ - +++ - - 代替途径活化补体 + + ? + +
半衰期(天) 20-23 5.8 5.1 2.8 2.5 合成部位 脾淋巴 浆细胞 粘膜 淋巴组织 脾淋巴 浆细胞 扁桃体 脾浆细胞 粘膜 浆细胞
通过胎盘 + - - - -
第四节 免疫球蛋白基因的结构和抗体多样性
1965年,Dreyer和Bennet首先提出Ig的V区和C区是由分隔存在的基因所编码,在淋巴细胞发育过程中,这两个基因发生易位而重排在一起。1976年日本学者根川应用DNA重组技术证实了这一假说,1987年获得诺贝尔医学和生理学奖。
Ig分子是由三个不连锁的Igκ,Igλ和IgH基因所编码的,分别位于不同的染色体上。 编码多肽链 基因符号 基因染色体定位 人 小鼠 κ轻链
λ轻链 重链 Igκ Igλ IgH 2 22 14 6 16 12
一、Ig重链基因的结构和重排 (一)重链V区基因
H链V区基因是由V,D,J三种基因片段经重排组成,首先发生D与J基因片段的连接形成D—J,然后再与V片段连接,是通过七聚体—间隔序列—九聚体识别信号和重组酶而完成的。
(二)重链C区基因 1.C基因片段
小鼠H 链区基因片段从5′端到3′排列的顺序是Cμ—Cδ—Cγ3—Cγ1—Cγ2b—Cγ2a—Cε—Cα,人H链C区基因的顺序为Cμ—Cδ—Cγ3—Cγ1—Cε2(Psendo基因)—Cα1—Cγ2—Cγ4—Cε—Cα2。 (三)膜表面Ig重链基因
膜表面Ig(SmIg)是B细胞识别抗原的受体。
二、Ig轻链基因的结构和重排 在IgH链基因重排后,L链可就区基因片段随之发生重排。在L链中,κ链基因先发生重排,如果κ基因重排无效,随即发生λ基因的重排。L链的CDR1,CDR2和大部分CDR3由Vκ或Vλ基因片段所编码,Jκ或Jλ基因片段编码CDR3的其余部分和第四个骨架区。L链无D基因片段。
三、抗体多样性的遗传基础
机体对外界是环境中种类众多抗原刺激可产生相应的特异性抗体,推算抗体的多样性在107以上。
多肽链 基因片段数 V区基因重组方式 重排和随机配对后 推算的多样性数目 V D J H链
κ链 1000 12 4
250 - 4 V—D—J
V—J 4.8×104 4.8×107 1.0×103
* 多样性数目不包括VDJ连接多样性,N区插入和体细胞突变所增加的多样性数目。 第五节 抗体的制备
一、多克隆抗体(ployclonal antibody,第一代抗体) 天然抗原物质往往具有多种不同的抗原决定簇,而每一决定簇都可刺激机体,一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。
在机体淋巴组织内可存在多种抗体形成细胞(B细胞),当受刺激后,对应一个抗原决定簇,每种B细胞可增殖化化为一种细胞群(克隆Clone),并分泌合成在理化性质,分子结构,遗传标记,以及生物学特性等方面相同的均一性抗体(单克隆抗体),多种抗原决定簇可刺激多种细胞克隆合成分泌各种不同的抗体(多克隆抗体)。
二、单克隆抗体(monoclonal antibody, McAb,第二代抗体)
1975年德国学者Kohler和美国Milstein将小鼠骨髓瘤细胞和绵羊红细胞(sheep red bloot cell)免疫的小鼠脾细胞在体外进行两种细胞融合,形成的部分杂交瘤细胞(hybridoma),既具有骨髓瘤细胞能大量无限生长繁殖的特性,又具有抗体形成细胞合成和分泌抗体的能力。它们是由识别一种抗原决定簇的细胞克隆所产生的均一性抗体。
三、基因工程抗体(第三代抗体)
目前大多数单克隆抗体是鼠源的,在临床应用上受到限制,80年初,人们开始对Ig基因结构功能研究的深入,利用DNA重组技术,在基因水平上对Ig分子进行切割,拼接或修饰,产生新型抗体,也称为基因工程抗体。
第四章
补体系统(Complement system)
19世纪人们在新鲜免疫血清中加入相应的细菌,无论进行体内或体外实验,均可以发现细菌的溶解,称之为免疫溶菌现象,如将免疫血清加热60℃,30min则可丧失溶菌能力。证明免疫血清中含有二种物质与溶菌现象有关。一种对热稳定的抗体,另一种对热不稳定的称为补体,单独的抗体或补体均不能引起细菌的溶解现象。 第一节 补体系统的组成和理化性质 一、补体分子的组分和理化性质 补体分子是分别由肝细胞、巨噬细胞以及肠粘膜上皮细胞等多种细胞产生的,均为多糖蛋白,大多数电泳迁移率属α、γ球蛋白。
补体系统是由将近20多种血清蛋白组成的多分子体系,具有酶的活性和自我调节作用,它至少有两种不同的活化途径,其生物学意义不仅是抗体分子的辅助和增强因子,也具有独立的生物学作用,对机体的防御功能,免疫系统功能的调节以及免疫病理过程都发挥重要意义。 1968年世界卫生组织对其进行了统一命名, 分别以C1-C9命名。1981年对新发现的成分和因子也进行了统一命名。
如C1, C2, C3┅┅C9,其中C1又分为3个亚单位,分别为C1q, C1r, C1s。 1. 每一分子的酶解片段用小写的英文字母表示,如C3a; C3b。 2. 具有酶活性的可在其上面划一横线,如C1。 3. 对灭活的补体成分加i表示,如C2ai。 4. 对具有酶活性的复合物则应用其片段表
5. 补体系统的其他因子以英文大写字母表示,如B因子, P因子等。示,如C3转化酶,可以用C4b,2a表示。
补体系统各成分的理化性质
补体成分 分子量(KD) 电泳区带 血清含量(μg/ml) 裂解片段 产生部位 第一组 C1q C1r C1s 390 95 85 γ2 β α 70 35
35 小肠上皮细胞, 脾, 巨噬细胞 C2 117 β1 30 C1aC2b 巨噬细胞 C3 190 β1 1300 C3aC3b C3cC3d 巨噬细胞,肝
C4(A因子) 180 β2 430 C4aC4b C4cC4d 巨噬细胞,肝
C5 190 β1 75 C5a,C5b 巨噬细胞 C6 128 β2 60 肝 C7 120 β2 55 ? C8 163 γ1 55 肝 C9 79 α 200 肝 第二组 B因子 D因子 P因子 95 25 220 β α
γ2 240 2
25 Ba,Bb 巨噬细胞,肝 巨噬细胞,血小板 巨噬细胞 第三组 C1INH C4bp