医学免疫学抗体

以特异性抗原免疫动物， 制备相应的抗血清——多克隆抗体(pAb)；用含多种抗原决定簇的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清(含多种抗体的混合物)，此为多克隆抗体。

抗体Ab antibody

• 概述
  • 抗体Ab
    • 生物学功能
    • 1937,Tiselius和Kabat发现抗体主要位于r球蛋白区
    • 在抗原诱导下，由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖转化为浆细胞所产生、可与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白(immunoglobulin)为抗体 (antibody,Ab)主要分布与血清中，也分布于组织液，外分泌液，某些细胞膜表面
  • 免疫球蛋白Ig
    • 化学结构
    • 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，称为免疫球蛋白 (immunoglobulin,Ig)
    • 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白
  • 抗体属于免疫球蛋白，免疫球蛋白不全是抗体
  • 类型
    • 分泌型(secreted Ig, sIg)
    • 膜型(membrane Ig, mIg)
      • mIgM = BCR(B细胞抗原识别受体)
• 抗体的结构
  • 基本结构
    • 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子
    • 重链与轻链
      • 重链（heavy chain, H链）
        • H链恒定区抗原性的差异可分为五种
      • 轻链（light chain, L链）
        • 根据L链的不同可将Ab分为K 型、入型
        • 正常人血清免疫球蛋白k:l=2：1
          • 比例异常反映免疫系统的异常
      • 不同抗体分子中的重链（根据恒定区的抗原性的差异））
    • 可变区和恒定区
      • 恒定区(constant region,C区)
        • 位于Ig分子的C端，占轻链1/2和重链3/4 (IgA、IgD)或4/5(IgM、IgE)，在同一种属中，同一类重链和同一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定，介导Ig多种生物学功能
        • 骨架区(framework region, FR)
          • V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR，VH和VL各有4个FR
        • 结构域
        • 对于同一种属，同一人的不同的lgG抗体，其V区不同，但C区相同，故只能与相应的抗原特异性结合
      • 可变区(variable region，V区)
        • 概念
          • 位于Ig分子N端，占轻链1/2和重链1/4 或1/5;不同抗体其IgV区氨基酸组成和排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合的特异性
        • 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
        • 高变区(hypervariable region, HVR)/互补决定区（CDR）
          • 在VL和VH中，某些局部区域的氨基酸组成更高变化程度，此为HVR，轻、重链各有3个HVR该区域形成与抗原表位互补的空间构像
    • 铰链区
      • 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：易被蛋白酶水解
        • 木瓜蛋白酶、胃蛋白酶
      • 功能：有利于Ig两臂的活动
  • 辅助结构
    • J链(joining chain)
      • 富含半胱氨酸的酸性糖蛋白
      • 存在于IgM、SIgA双体中
      • 浆细胞分泌的多肽链
      • 将单个的Ab连接为二聚体或多聚体
    • 分泌片(secretory piece, SP、SC)
      • SIgA分子的辅助成分
      • 含糖的多肽链
      • 由黏膜上皮细胞合成分泌
      • 保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶的降解作用，并介导SlgA从黏膜下通过黏膜上皮细胞运到粘膜表面
  • 水解片段
    • 木瓜蛋白酶水解片段：2Fab段（抗原结合片段）/特异性的与抗原表位结合＋Fc段（可结晶片段，能与巨噬细胞、肥大细胞表面的抗原受体结合）
    • 胃蛋白酶水解片段：F（ab’）2段＋pFc’段
    • • 破抗的异物性体现在pFc中，所以在注射破抗前最好用胃蛋白处理一下，降低其异物性的同时有保证能结合抗原
    • 医学意义（Car-T技术）
• 抗体的多样性 和免疫原性
  • 多样性
    • 不同抗原表位刺激所产生不同的抗体分子，其识别抗原的特异性不同 (V区不同)
    • 同一抗原表位诱生的不同类型的抗体，其识别抗原的特异性相同(C区 不同)
    • 免疫球蛋白有不同种类
    • 免疫球蛋白同时可作为抗原，其具 有不同的抗原特异性
  • 抗体的血清型
    • 同种型(isotype) 其对应的抗原的抗原表位相同
      • 不同种属来源的抗体分子对异种动物来说具有免疫原性。比如: 马血清(抗蛇毒毒素或者抗破伤风毒素)、人抗体对小鼠...... (种属保守段，占了95%，制备二抗的表位)
    • 同种异型(allotype)
      • 同一种属不同个体来源的抗体也具有免疫原性(个体标志段， 占5%，法医也许可以用)
      • 同一种属不同个体之间的抗体（个体性的标志）位于CH1
      • 同一种属不同的Ab分子共有的特异性标志（种属性的标志）
    • 独特型(idiotype)
      • 可变区内每个抗体所特有的抗原特异性表位
      • 同一个人产生的抗体（独特性）
• 人工制备抗体
  • 多克隆抗体
    • 概念
      • 以特异性抗原免疫动物， 制备相应的抗血清——多克隆抗体(pAb)
      • 用含多种抗原决定簇的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清 (含多种抗体的混合物)，此为多克隆抗体
    • 特点
      • 来源广泛，制备容易;特异性不高，作用全面，中和，调理，ADCC
    • 缺点
      • 特异性不高，易发生交叉反应，不易大量制备
    • 原理
  • 单克隆抗体
    • 概念
      • 将产生特异性抗体的B细胞与骨髓瘤细胞融合——单克隆抗体（mAb）
      • 借助小鼠B细胞杂交瘤(hybridoma) 技术，所制备的高度均一(属同一类、 亚类、型别)、单一特异性(仅针对特 定抗原表位)的抗体
    • 特点
      • 纯度高、特异性强、可大量生产
    • 缺点
      • 具有鼠源性，及异物性强
    • 原理
  • 基因工程抗体
    • 概念
      • 采用基因工程等手段对抗体 基因进行改造和重组，由此制备——基因工程抗体（保留CDR区，并换上人的Fc段）
    • 特点：均一性、特异性强、克服鼠源性弊端
    • 临床常用的基因工程抗体
• 五类Ig的 特性和功能
  • IgG 主力军
    • a.含量最多,占血清Ig 的75 ％,IgG1的含量最多 b.分布最广；半衰期最长23天,IgG3的半衰期时间最短 c.产生比较晚，是再次应答的主要抗体； d.唯一能通过胎盘的Ig;出生后3 个月开始合成;3-5岁接近成人,40岁下降。 e.激活补体:IgG1-3（经典),IgG4(替代） f.结合细胞：调理作用;介导ADCC ； g.结合SPA ：协同凝集实验--IgG1. IgG2 .IgG4可通过其Fc段与葡萄糖球菌蛋白A（SPA）结合，借此纯化抗体，并可用于诊断 h.参与超敏反应
  • IgM 先头部队
    • a.天然血型抗体是IgM（ABO); b.半衰期10天,分子量最大,为五聚体,称巨球蛋白 c.分布局限， 主要在血管内 d.出现最早的Ig,宫内感染指标;胚胎晚期即能产生，脐带血IgM 增高提示宫内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等致畸病原体） e.产生最早的Ig ,早期诊断的指标--“ 先头部队” --抗原初次刺激机体时，是体内最早产生的Ig （早来早去），血清IgM升高说明有近期感染； f.激活补体能力最强,抗原结合价是5价 凝集细菌能力强； g.mIgM为B细胞抗原受体。未成熟B细胞仅表达mIgM记忆B细胞mIgM消失。单体的IgM以膜结合型mlgM表达于B细胞的表面，构成B细胞抗原受体BCR。 h.参与超敏反应
  • IgA 边防军
    • 出生后4-6 个月合成,有血清型IgA,分泌型IgA(SIgA)主要以分泌型存在 半衰期6天 只有分泌型的Ig才会有多聚体的，形成膜结合型的Ig只可能是单体 分泌型的lgA叫SlgA，由J链相连，含有SP，由粘膜上皮细胞分泌至外分泌液中 SIgA 的合成和主要作用部位在黏膜．由黏膜上皮细胞分泌至外分泌液中，也是外分泌液中主要的抗体 sIgA 主要存在于初乳（自然被动免疫）、唾液、泪液， 以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。 slgA在粘膜表面具有中和毒素的作用 SIgA 是黏膜局部抗感染的主要抗体 新生儿易患呼吸道感染，胃肠道感染是因为slgA合成不足有关
  • IgE 成熟BCR
    • 铰链区较长，易被蛋白酶水解，半寿期很短仅3天 mIgD是B细胞分化成熟的标志，未成熟B细胞仅表达mIgM,成熟B细胞可同时表达mIgD和mIgM,称为初始B细胞，随着B细胞被激活以后，其表面的mlgD会逐渐消失
  • IgE 结合肥大诱变态
    • a.含量最少 b.主要由黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌 c.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FceRI结合,引起I型超敏反应。 d.参与抗寄生虫免疫反应--嗜酸性粒细胞
• 抗体的功能
  • V区的功能
    • 识别并特异性结合抗原--V区
    • 中和毒素
      • 中和游离的细菌外毒素
      • 抗体结合病原微生物及其产物，中和毒素作用、阻断病原体入侵等免疫防御功能(生理与病理)
    • 抗感染
      • 抗细胞外感染
      • B细胞表面的IgM和IgD等构成BCR，特异性识别并结合抗原分子，介导体液免疫应答
  • C区的功能
    • 激活补体
      • IgM、IgG1-3 → 激活补体经典途径
      • 凝聚的IgA或IgG4，IgE → 激活补体旁路途径
    • 与细胞表面FcR（抗体的受体）结合 IgG、IgA、IgE的受体分别是
      • 调理作用(opsonization)
        • IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合→促吞噬 lgG就相当于一个桥联作用，促进吞噬细胞对细菌的吞噬
        • 主要是巨噬细胞和中性粒细胞
      • 抗体依赖的细胞介导 的细胞毒作用 ADCC
        • 主要是NK细胞和巨噬细胞
        • Ab与靶细胞上的抗原结合是特异性的， 但表达FcR的细胞的杀伤作用的非特异性的
        • 固有免疫与适应性免疫相结合
      • 介导I型超敏反应
        • 主要是在肥大细胞和嗜碱性粒细胞
    • 穿过胎盘和粘膜
      • IgG是唯一能通过胎盘的Ig. IgG可选择性的与FcRn（新生儿Fc受体）结合，从而传递IgG sIgA穿过粘膜C区的功能—分泌片 MALT的局部免疫
• lg的的C区存在同种异型和同种型的遗传标志
• 自然被动免疫机制