第四章 免疫球蛋白(2)

2019-03-09 20:01

后的F(ab’)2片段,保留了结合相应抗原的生物学活性,又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用,因而作为生物制品有较大的实际应用价值,例如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制提纯的制品,因去掉Fc段而减缓发生超敏反应。

第二节 免疫球蛋白的生物学活性

一、能与相应抗原发生特异性结合,形成抗原抗体复合物

识别并特异性结合抗原是免疫球蛋白分子的主要功能,这种特异性是由免疫球蛋白V区,特别是HVR(CDR)的空间构型所决定。抗体在体内与相应抗原特异结合,发挥免疫效应,清除病原微生物或导致免疫病理损伤。 例如,抗毒素可中和外毒素,保护细胞免受毒素作用,IgG和IgA都具有这种中和作用;病毒的中和抗体可阻止病毒吸附和穿入细胞从而阻止感染相应的靶细胞;分泌型IgA可抑制细菌粘附到宿主细胞。抗体在体外与抗原结合引起各种抗原抗体反应。B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原受体,能特异性识别抗原分子。 二、可以激活补体

IgM、IgG(IgG1、IgG2和IgG3)与抗原结合后,可通过经典途径激活补体系统,产生多种效应功能,其中IgM、IgG1和IgG3激活补体系统的能力较强,IgG2较弱。IgD、IgE和IgG4不能激活补体;聚合的IgA可通过旁路途径激活补体系统。

三、可与许多细胞表面Fc受体发生结合

(一)调理促吞噬作用:如IgG促进吞噬细胞发挥吞噬功能; 抗体的调理作用是指IgG抗体(特别是IgG1和IgG3)的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc受体结合,从而增强吞噬细胞的吞噬作用。IgA也具有调理作用。

(二)介导过敏反应:如IgE与肥大细胞结合介导Ⅰ型过敏反应

IgE的Fc段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE Fc受体(FcεRI)结合,促使这些细胞合成和释放生物活性物质,引起Ⅰ型超敏反应 。

(三)ADCC效应:IgGFc段与NK细胞、单核吞噬细胞上Fc段受体结合,使其发挥ADCC效应。

抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated

cytotoxicity,ADCC)是指表达Fc受体的细胞通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。例如IgG抗体与带有相应抗原的靶细胞结合后,表达FcγR的NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞,可通过与IgG Fc段的结合,而直接杀伤被IgG抗体包被的靶细胞。NK细胞是介导ADCC的主要细胞。抗体与靶细胞上的抗原结合是特异性的,而表达FcR的细胞其杀伤作用是非特异性的。IgG、IgA、IgE 四、穿过胎盘:IgG是唯一可穿过胎盘的抗体 五、免疫调节作用:负反馈性调节等

第三节免疫球蛋白的抗原性 一、 同种型:

(一)定义:指同一种属所有正常个体Ig分子共同具有的抗原特异性标志。其决定簇在Ig分子恒定区,具种属特异性。 (二)举例:IgM、IgG、IgA、IgD、IgE 二、 同种异型:

(一)定义:指同一种属不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸不同而表现的抗原性差异。其决定簇在Ig分子恒定区。 (二)举例:人类ABO血型抗原。

三、独特型:指不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区所具 有的抗原特异性标志。其决定簇在Ig分子可变区。

第四节各类免疫球蛋白的特性及功能 一、IgG (一) 特性

1、存在形式:单体,血清中含量最高的Ig,占血清Ig总量的3/4;分子量最小。再次免疫应答后形成的抗体的主要成分。

2、合成时期:婴儿出生后三个月开始合成。

3、半衰期:23天,是所有抗体中半衰期最长的。Ig38天 (二) 生物活性

1、是主要的抗感染抗体:如抗细菌、抗病毒、中和毒素等。 2、是补体经典激活途径参与者。

3、是唯一可以穿过胎盘的抗体,是新生儿抗感染重要因素。 4、具有调理吞噬作用和介导ADCC效应的功能。 二、IgM (一)特性

1、存在形式:五聚体,占血清Ig总量的10%,是分子量最大抗体(不能穿过血管壁和胎盘)。膜结合型为单体。

2、合成时期:合成最早(胎儿晚期已能合成);机体感染后最早出现的Ig。故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。

3、半衰期:5天,所以若血清中特异性IgM类抗体含量增加,表明有近期感染。 (三) 生物活性

1、是高效能的抗菌抗体,是B细胞SmIg成分之一。 2、激活补体传统途径,只需一个IgM分子。 3、中和毒素或病毒,但不能介导ADCC效应。 4、ABO血型天然抗体。

?(3)具有强大的调理、激活补体及杀菌作用 ?(4)血型抗体主要为IgM ?(5)参与自身免疫、超敏反应

?单体IgM:SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志 三、IgA (一) 特性:

1、存在形式:单聚体(血清型)和双聚体(分泌型);其中分泌型 主要分布于呼吸道、消化道及初乳、唾液、泪液等分泌液中。 2、合成时期:婴儿在出生4~6个月才能合成IgA。 (二) 生物活性

1、是机体局部粘膜防御感染的重要因素(分泌型IgA)。

2、具有中和毒素作用(血清型IgA)。

3、辅助婴儿抵抗呼吸道、消化道感染(初乳中含分泌型IgA)。 四、IgD (一) 特性

1、存在形式:单聚体,仅占血清Ig总量的1%。 2、合成时期:较晚。 半衰期:3天 (二) 生物活性

1、成熟B细胞的重要表面标志。 2、血清中IgD的功能尚不清楚。 五、IgE (一) 特性

1、存在形式:单聚体,仅占血清Ig总量的0.002%。 2、合成时期:最晚合成的抗体。 (三) 生物活性 1、引发Ⅰ型过敏反应。 2、抗寄生虫的主要抗体。

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

第五节免疫球蛋白的基因及抗体的多样性 一、Ig的基因结构 1.Ig轻链基因结构与重排

(1)Ig κ型轻链基因:V、J、C κV基因:CDR1、CDR2。人V约100(40)个;小鼠:350(250)

V-J:CDR3。人J:5;小鼠:5 C基因:C区;人C:1

κ链基因是V基因片断(Vκ)、J基因片断(Jκ)和C基因片断(Cκ)重排后组成。 (2)Igλ型轻链基因:V、J、C λ

;小鼠:3 V基因:CDR1、CDR2;人:100(30个) V-J:CDR3;人:6个;小鼠:4 C基因:C区;人:6个;小鼠:4

2.Ig重链VDJ基因结构、重排及C基因类别转换 (1)V区:V、D、J基因编码 V基因:CDR1、CDR2 D基因及V-D:大部分CDR3 D-J基因:CDR3其余部分及骨架区 (2)C区:C基因编码 存在类别转换

由于Ig基因成簇存在,编码完整的功能性Ig多肽链必须通过基因重排。 三、抗体多样性产生的机制

1.组合多样性:Ig基因库中众多V、D、J、C基因家族成员极端多样性的排列组合; 2.连接多样性:基因重排过程中可出现不同的连接点,以及同一连接点上发生核苷酸的缺失、插入、和倒转,可形成连接多样性;

3.体细胞高频突变:体细胞高频突变是已成熟的B细胞受抗原刺激后,在发育过程中重排基因所发生的突变,这种突变可促进抗体的亲和力成熟。 4. L链H链相互随机配对。小鼠Ig多样性(举例)

基因片段数 多肽链 V D J H链 κ链 1000 12 4 250 - 4 V-D-J V-J V区基因重组方式 的多样性数目 48000 1000 重排和随机配对后推算

重点掌握

抗体和免疫球蛋白的概念、

免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功能、 抗体的生物学活性、 理解:抗体多样性的机制

了解:五类免疫球蛋白的特点与功能。


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