医学免疫学 第四章 抗 体

这是人卫第7版医学免疫学 抗体章节 的思维导图，导图详细介绍了抗体的结构和功能以及已知抗体的具体作用机理。里面穿插了一些英文名词，希望对大家有所帮助，和所有医学僧共勉！

第四章 抗 体

• 第一节 抗体的结构
  • 一、抗体的基本结构
    • （一）重链和轻链（heavy chain and light chain）
    • （二）可变区和恒定区（variable region and constant region）
      • 结构域（domain）：Ig分子的两条重链和轻链都可折叠为数个球形结构域，每个结构域一般具有其相应的功能。
    • （三）铰链区（hinge region）
      • 位置：CH1与CH2之间（IgM和IgE无）；
      • 结构特点：富含脯氨酸，易伸展弯曲；
      • 理化性质：易被酶解；
      • 功能：有利于Ig两臂的活动。
  • 二、抗体的辅助成分
    • （一）J链（joining chain）
    • （二）分泌片（secretory piece, SP）
  • 三、抗体分子的水解片段
    • 木瓜蛋白酶水解片段：2Fab段＋Fc段
    • 胃蛋白酶水解片段：F（ab’）2段＋pFc’段
• 第二节 抗体的多样性和免疫原性
  • 一、抗体的多样性
    • 多样性抗原表位的存在是导致Ig异质性（即具有不同的抗原特异性）的外源因素，是Ig异质性的物质基础。
  • 二、抗体的血清型
    • （一）同种型（isotype）
      • 指同一种属所有个体抗体分子共有的抗原表位，存在于Ab的C区。
    • （二）同种异型（allotype）
      • 指同种但不同个体的抗体中的免疫原性，存在于Ab的C区。
    • （三）独特型（idiotype, Id）
      • 指每个抗体分子特有的抗原特异性标志，存在于CDR区。
      • 可刺激产生抗独特型抗体（anti-idiotype antibody，AId）。
• 第三节 抗体的功能
  • 一、抗体V区的功能
    • 识别并特异性结合抗原是Ig的主要功能。
    • 结合价：Ig结合抗原表位的个数。
    • 中和毒素、阻断病原入侵等。
  • 二、抗体C区的功能
    • （一）激活补体
    • （二）结合Fc受体
      • 1.调理作用（opsonization）
      • 2.抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）
      • 3.介导Ⅰ型超敏反应
    • （三）穿过胎盘和黏膜
      • IgG穿过胎盘从母体转运到胎儿
      • 分泌型IgA（SIgA）经肠道上皮细胞分泌至黏膜表面
• 第四节 各类抗体的特性与功能
  • 一、IgG
    • IgG于出生后3个月开始合成，3～5岁接近成人水平，是血清和胞外液中含量最高的Ig，约占血清总Ig的75%～80%。
    • 人IgG有4个亚类，分别为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。
    • IgG半寿期约20～23天，是再次免疫应答产生的主要抗体，其亲和力高，在体内分布广泛，是机体抗感染的“主力军”。
    • IgG1、IgG3、IgG4可穿过胎盘屏障，在新生儿抗感染免疫中起重要作用。IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径活化补体，并可与巨噬细胞、NK细胞表面Fc受体结合，发挥调理作用、ADCC作用等。
    • 人IgG1、IgG2和IgG4可通过其Fc段与葡萄球菌蛋白A（SPA）结合，借此可纯化抗体，并用于免疫诊断。
    • 某些自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体，以及引起Ⅱ、Ⅲ型超敏反应的抗体也属于IgG。
  • 二、IgM
    • IgM占血清免疫球蛋白总量的5%～10％，血清浓度约1mg/ml。
    • 单体IgM以膜结合型（mIgM）表达于B细胞表面，构成B细胞抗原受体（BCR），只表达mIgM是未成熟B细胞的标志。
    • 分泌型IgM为五聚体，是分子量最大的Ig，沉降系数为19S，称为巨球蛋白（macroglobulin），一般不能通过血管壁，主要存在于血液中。
    • 五聚体IgM含10个Fab段，具有很强的抗原结合能力；含5个Fc段，比IgG更易激活补体。
    • IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体，在胚胎发育晚期的胎儿即能产生IgM，故脐带血某些病毒特异性IgM水平升高提示胎儿有宫内感染（如风疹病毒或巨细胞病毒等感染）。
    • IgM也是初次体液免疫应答中最早出现的抗体，是机体特异性抗感染的“先头部队”；血清中检出病原体特异性IgM，提示新近发生感染，可用于感染的早期诊断。
  • 三、IgA
    • IgA有血清型和分泌型两型。血清型为单体，主要存在于血清中，占血清免疫球蛋白总量的10%～15％。
    • 分泌型IgA（secretory IgA，SIgA）为二聚体，由J链连接，含SP，经黏膜上皮细胞分泌至外分泌液中。SIgA合成和分泌的部位在肠道、呼吸道、乳腺、唾液腺和泪腺，因此主要存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中。SIgA是外分泌液中的主要抗体类别，参与黏膜局部免疫，通过与相应病原微生物（细菌、病毒等）结合，阻止病原体黏附到细胞表面，从而在局部抗感染中发挥重要作用，是机体抗感染的“边防军”。SIgA在黏膜表面也有中和毒素的作用。
    • 新生儿易患呼吸道、胃肠道感染可能与IgA合成不足有关。婴儿可从母亲初乳中获得SIgA，是重要的自然被动免疫。
  • 四、IgD
    • 正常人血清IgD浓度很低（约30μg/ml），仅占血清免疫球蛋白总量的0.3%。IgD可在个体发育的任何时间产生。
    • 五类Ig中，IgD的铰链区较长，易被蛋白酶水解，故其半寿期很短（仅3天）。IgD分为两型：血清型IgD的生物学功能尚不清楚；膜结合型IgD（mIgD）是B细胞分化发育成熟的标志，未成熟B细胞仅表达mIgM，成熟B细胞可同时表达mIgM和mIgD，称为初始B细胞（naïve B cell）；B细胞活化后其表面的mIgD逐渐消失。
  • 五、IgE
    • IgE分子量为160kD，是正常人血清中含量最少的Ig，血清浓度极低，约为3×10-4 mg/ml。主要由黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌。
    • IgE的重要特征在于它是一类亲细胞抗体，其CH2和CH3结构域可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FcεRⅠ结合，当结合再次进入机体的抗原后可引起Ⅰ型超敏反应。
    • 此外，IgE可能与机体抗寄生虫免疫有关。
• 第五节 人工制备抗体
  • 一、多克隆抗体（polyclonal antibody，pAb）
    • 含有针对多种不同抗原表位的Ab
  • 二、单克隆抗体（monoclonal antibody，mAb）
    • 针对单一抗原表位的高度均一的特异性Ab。
      • Köhler G和Milstein C于1975年建立了单克隆抗体技术。
      • 通过抗原免疫小鼠，刺激机体诱导产生抗原特异性B细胞。取该免疫小鼠脾细胞（含有B细胞）与HGPRT（次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）缺陷型小鼠骨髓瘤细胞在聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）作用下进行细胞融合。由于哺乳动物细胞的DNA合成分为从头（de novo）合成和补救（salvage）合成两条途径，加入HAT选择培养基后，未融合的骨髓瘤细胞死亡，未融合的B细胞因不能在体外长期培养也发生死亡，只有融合后形成的杂交瘤细胞可在HAT选择培养基中存活和增殖，其既有骨髓瘤细胞大量扩增和永生的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌特异性抗体的能力。由于每个杂交瘤细胞由一个B细胞与一个骨髓瘤细胞融合而成，而每个B细胞克隆仅识别一种抗原表位，故经筛选和克隆后的杂交瘤细胞仅能合成及分泌一种均一的抗体，即单克隆抗体。
  • 三、基因工程抗体（genetic engineering antibody）
    • 人-鼠嵌合抗体
    • 人源化抗体
    • 双特异性抗体
    • 小分子抗体
    • 人抗体
• 小结
  • 抗体是由B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的、具有多种生物学功能的、介导体液免疫的重要效应分子。抗体由两条重链和两条轻链经链间二硫键连接而成，分为可变区、恒定区和铰链区。抗体的功能与其结构密切相关。识别并特异性结合抗原是V区的主要功能，而C区则通过激活补体、结合Fc受体（调理作用、ADCC和参与Ⅰ型超敏反应等）和穿过胎盘发挥作用。多克隆抗体、单克隆抗体和基因工程抗体等人工制备的抗体已得到广泛的应用。