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第2节 抗体的异质性
一、Ig的类型
●类 根据H链抗原性（ γ、 α、μ、δ、ε）分5类：IgG、IgA、 IgM、IgD、IgE ●亚类 根据H链抗原性及二硫键数目和位置不同而分亚类： IgG1~IgG4，IgA1和IgA2，IgM1和IgM2 ●型 根据L链抗原特异性分为： 与 ●亚型 根据L链C区氨基酸差异分亚型： 链190氨基酸为亮氨酸称 OZ(+)，为精氨酸称OZ(-)
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4.功能区或结构域(domain)：Ig的重链和轻链均可折叠为数 个环形结构域，每个结构域一般有其独特的功能，因此称 之功能区。 免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily，IgSF)
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二、其它成份
●J链(joining chain)：将单 体Ig分子连接 为多聚体 ●分泌片 (secretory piece, SP)：使 IgA分泌到黏 膜表面；保护 SIgA绞链区免 遭蛋白酶降解
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三 分、 子基 上因 的工 星程 球抗 大体 战
Ig
——
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基 因 工 程 修 饰 鼠 源 抗 体
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抗体的应用
●诊断：已知抗体查未知抗原
●预防：应急预防（破伤风，Rh不合的新生 儿溶血等） ●治疗：感染、抗移植排斥、抗炎、抗肿瘤 ●科研：提取、纯化、鉴定、分析
●轻链（light chain：L链） ①大约214aa，糖基(-) ② 型别（ type）: 、 亚型（subtype）： 1-4
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2.可变区与恒定区 (variable & constant regions，V区和C区)
●V区： N端。VL：1/2L； VH：1/4H或1/5H HVR(hypervarible region) 或CDR (complimentarity determining region)
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抗体应用中存在的问题及其解决思路
存在的问题
●异种蛋白反应
●穿透力差
●外源性Ig的体内半衰期较短 ●特异性差或过于单一 ●生产过程较长 ●价格昂贵
●应用范围有限
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解决问题的思路
●单抗技术的改进：兔单抗、缩短时间、提高亲和力、降低 成本等 ●人源化单抗的研制：人-鼠杂交瘤、人-人杂交瘤 ●基因工程抗体的研制：抗体人源化、降低分子量、新效能 抗体等 ●细胞内抗体的研制 ●抗体库的建立 ●抗体药物的研制 ●抗体制备的产业化 ●抗体应用范围的拓展
●抗体的应用：诊断、预防、治疗、科学研究
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思考题
●试述免疫球蛋白的基本结构。
●简述抗体的生物学活性。
●简述各类免疫球蛋白的生物学特性及功能。
●什么是单克隆抗体？其优点是什么？
●举例说明抗体的实际应用？
●解释名词：抗体、Ig、Fab段、Fc段、CDR、 HVR、Fc受体、Ig domain、免疫球蛋白超家族 (IgSF)、VH、VL、ADCC、独特型、IgM
第3节 Ig的生物学特性
一、Ig的主要功能
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●V区的功能——结合抗原 ◆ 抗体的结合价：即每个抗体分子可结合抗原表位 的数量 ◆ 功能： ★结合抗原：中和作用(病毒、毒素)、凝集细菌、 阻止黏附 ★B细胞膜表面的IgM、IgD是抗原受体，即BCR ★V区的独特型参与免疫应答调节
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●C区的功能——主要由Fc介导 激活补体 ★通过经典途径: IgM、IgG与抗原的复合物 ★通过旁路途径: 聚合的IgA
结合Fc受体 ★调理作用 ★ 抗 体 依 赖 的 细 胞 介 导 的 细 胞 毒 作 用 (antibody dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC) ★介导I型超敏反应
穿过胎盘和粘膜 ★IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白 ★SIgA可通过呼吸道和消化道的粘膜
第4章 免疫球蛋白
●抗体 (antibody，Ab): B细胞识别 抗原后增殖分化为浆细胞所产生的 能与抗原特异性结合的球蛋白。 ●免疫球蛋白(immunoglobulins， Ig): 具有抗体活性及化学结构与抗 体相似的球蛋白。
●Ig的分布：分泌型存在于体液中, 具抗体功能; 膜型作为抗原受体存在 于B细胞膜上, 即BCR。
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IgD
●血清IgD的生物学功能不清楚 ●膜型IgD(mIgD)构成BCR， 是B细胞分化成熟的标志
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IgE
• 血清含量最低 • 与肥大细胞和嗜碱性 粒细胞FcR结合
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第4节 人工制备抗体
一、多克隆抗体
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二、单克隆抗体 单克隆抗体(monoclonal antibody, McAb)：由识别 一种抗原决定基的细胞克隆所产生的均一性抗体 特点：
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三、Ig水解片段
●木瓜蛋白酶水解片段： ★2个 Fab(fragment of antigen binding)段 ★ 1个Fc(fragment crystallizable)段，同种 型抗原性主要所在
●胃蛋白酶水解片段： ★ 1个F(ab’)2片段 双价，与抗原结合可发 生凝集和沉淀反应 既保存结合抗原活性， 又避免了Fc段的抗原性 ★若干小分子片段(pFc’)， 无生物学活性
●独特型(idiotype，Id)：抗体V区的抗原特异性， 也存在于BCR和TCR。
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Id的表位称为独特位(idiotope)，每Fab段有5~6个独特位。
Id在异种、同种异体及同一个体内可刺激产生抗独特型抗体 (anti-idiotype antibody，AId或Ab2)。Ab2分、。
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1
2
Emil von Behring, 1901, antitoxins
Paul Ehrlich , 1908, production of antibody
Gerald Edelman and Rodney Porter, 1972, structure of antibody
Georeges Kohler and Cesar Milstein, 1984, monoclonal antibody
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二、外源因素所致抗体异质性——抗体多样性
自然界抗原种类繁 多，不同抗原含表位不 同，故其所诱生的抗体 类型和特异性各异。
体内所产生抗体乃 异质性抗体的总和，包 括针对各种抗原表位的 不同特异性抗体及针对 同一表位的不同类型抗 体。
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三、内源因素所致抗体异质性——Ig的血清型
Ig的本质是蛋白质，则其具有抗原性：同种型、同 种异型和独特型
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ADCC：表达Fc受体的细胞(如NK、M)通过识别抗体的 Fc段直接杀伤被抗体包被的的靶细胞。
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二、五类Ig的特性和功能

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IgG
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特性
★主力免疫
◆ 血清中含量最高：占血清总Ig的 75%
◆半衰期最长：23d
◆功能最多：结合抗原、激活补体、调理吞噬、
ADCC、通过胎盘、结合SPA ◆再次免疫应答的主要抗体 ◆抗感染主要抗体：抗菌、抗病毒、抗毒素抗体 ◆介导II、III型超敏反应
Susumu Tonegama, 1987, structure of Ig gene
Nobel Prize winners
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第1节 Ig的结构
一、基本结构
●四肽链Y形对称 结构 ●重链和轻链 ●可变区与恒定区 ●铰链区 ●结构域
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1. 重链和轻链（Heavy & light chains） ●重链（heavy chain：H链）： ① 大约500aa, 糖基(+) ② 类别（class ）: H链： Ig IgA IgG IgM IgD IgE 亚类（subclass）： IgG1-4、IgA1-2
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小 结
●Ig的结构：Ig分子由2条H链和2条L链通过二硫键 连接而成; VH和VL是抗原结合部位，CH区可结 合补体、结合不同细胞表面的Fc受体。 ●Ig的功能: 结合抗原、激活补体、调理吞噬和介 导ADCC、通过胎盘、结合SPA ●不同类别Ig的特性：在体内发挥不同的免疫效应
●抗体的制备：多克隆抗体、单克隆抗体与基因工 程抗体
FR(framework region)
●C区：C端。 CL：1/2L； CH：3/4H（ IgG、 IgA 、IgD）或4/5H（IgM、 IgE）
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CDR
Epitope
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3.绞链区(hinge region)：位于CH1与CH2之间, 富含脯氨
酸，易伸展弯曲。利于Ig V区与抗原互补性结合，利于暴 露补体结合位点，对蛋白酶敏感。
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IgM
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特性
●先锋免疫
产生最早：
* 脐带血IgM增高提示胎儿有宫内感染
* 感染过程中血清IgM水平升高说明有近期感染
分子量最大
抗原结合力最强 激活补体经典途径能力最强 作为BCR
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IgA
●血清型 IgA ●分泌型IgA(secrete IgA, sIgA) sIgA通过初乳被动转移给 新生儿
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●同种型(isotype)：同一种属内所有个体都具有的 Ig抗原特异性，存在于C区。 类(CH)：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE 亚类(CH)：IgG1-4、IgA1-2、IgM1-2 型(CL)：、 亚型(CL)：OZ(+)、OZ(-) ●同种异型(allotype)：同一种属不同个体间Ig所具 有 的 不 同 抗 原 特 异 性 ， 如 Gm1-30 、 Am1-2 、 Km1-3。
●高度均一，抗原特 异性及同种型一致
●易于体外大量制备 和纯化，纯度高 ●特异性强，少或无 交叉反应 ●效价高