免疫-第四章抗体

什么是抗体？是由抗原进入机体刺激B细胞分化增殖为浆细胞而合成并分泌的一类能与相应抗原发生特异性结合并产生免疫效应的含有糖基的球蛋白。本思维导图只是点整理了包括抗体的分类，功能，特性等内容。

抗体

• 概述
  • 抗体：B淋巴细胞在抗原刺激下增殖分化成的浆细胞产生的可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白
  • 免疫（γ）球蛋白：具有抗体活性或化学结构和抗体相似的所有球蛋白
• 抗体的结构
  • 基本结构
    • 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个肽链分子称Y型
    • 每条多肽链均可折叠成多个球形结构，球形结构之间由二硫键相连
    • 每个球形结构由110个AA组成，有一定的生理功能，称作一个结构域
  • 重链和轻链
    • 重链：含450-550个AA，分为μ，γ，α，δ，Σ五种，对应IgM,IgG,IgA,IgD,IgE五种抗体
    • 轻链：含约214个AA，分为κ和λ分别对应两型不同的抗体
  • 可变区和恒定区
    • 可变区（V区）：重链靠近N端约110个AA的序列变化很大，占H链N端1/4，占L链N端1/2区域内
    • 恒定区（C区）：其他氨基酸序列相对恒定
    • 上下分：Fab段（发挥抗体结合抗原的能力），Fc段（体现物种差异）
  • 抗体结构域命名
    • 高变区HVR:V区内氨基酸组成排列顺序构型更容易发生变化，也称互补决定区CDR，VH和VL各有3个HVR
    • 骨架区FR：可变区中除去高变区的部分，氨基酸变化相对较小，VH和VL各有4个FR
  • 抗体的辅助成分
    • J链：一条多肽链富含半胱氨酸，由浆细胞合成可以将Ig单体连接为二聚体或多聚体，并与抗体的体内转运有关，IgA二聚体，IgM五聚体
    • 分泌片：由黏膜上皮细胞合成分泌，以非共价形式结合到二聚体上，形成分泌型IgA，然后分泌到黏膜表面，能抵抗蛋白水解酶消化
  • 抗体分子的水解片段
    • 木瓜蛋白酶：1 x Ig=2 x Fab+1 x Fc
    • 胃蛋白酶：1 x lg=1 x F（ab‘）2+1 x pFc'（降解）
  • 免疫球蛋白超家族：分子结构中有与免疫球蛋白类似结构域的分子，分布广泛，大部分和免疫系统相关
• 抗体的多样性和免疫原性
  • 多样性
    • 尽管所有免疫球蛋白分子在结构上均由V区和C区组成，但不同的抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同，呈现明显的差异性
    • 表现
      • 针对不同抗原表位的特异性抗体一外源性因素（用抗原的多样性决定，是免疫球小异质性的物质基础，反映出机体对抗原识别的精细性）
      • 针对同一抗原表位的不同类型抗体ㄧ内源性因素（由不同的抗体类型决定根据免疫反应发生的阶段，发生部位等条件，抗体可改变其类型）
  • 免疫原性
    • 抗体分子中包含抗原表位，具有免疫原性，可激发机体产生特异性免疫反应
    • 抗体的抗原表位可用血清学方法鉴定，称为血清型
    • 分型
      • 同种型：同一种属所有正常个体中都有的抗体，抗原表位主要存在于Ig的 C区中
      • 同种异型：同一种属不同个体来源的抗体，抗原表位广泛存在于抗体的恒定区
      • 独特型：同一个体中不同的抗体，由抗体高变区特有AA序列和构型所决定，可变区=抗原结合部位=独特型抗原决定簇
• 抗体的功能
  • V区的功能
    • 识别和特异性结合抗原，发挥免疫效应
    • 中和作用：毒素
    • 阻断作用：病原入侵——本身不能清除微生物
  • C区的功能
    • 激活补体：当IgG（主要是G1和G3）和IgM和Ag特异性结合后，构型改变，暴露补体结合位点，激活补体经典通路，杀灭病原体
    • 结合效应细胞Fc受体
      • 巨噬细胞或中性粒细胞（调理作用：吞噬细胞表面的FcγR体，通过桥联细菌表面的特异性IgG，促进吞噬细胞对细菌的吞噬）
      • NK细胞（ADCC：抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用，Fab段：结合病毒感染的细胞或肿瘤细胞表面的抗原，Fc段：与NK表面的FcR结合介导杀伤）
      • 肥大细胞和嗜碱性粒细胞（I型超敏反应：IgE的Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面FcΣRI受体结合致敏，再次接触相同抗原引起过敏反应）
    • 介导IgG穿过胎盘,IgA穿过黏膜
• 各类抗体的特性和功能
  • IgG-主力军
    • 含量高：占血清免疫球蛋白总量的75%-80%
    • 功能强：是（再次）免疫应答中产生的主要抗体，亲和力高
    • 范围广：在体内广泛分布，是唯一能通过胎盘的抗体
    • 分为G1-G4，其中G1和G3激活补体能力较强而且可以发挥调理作用，使CH3和FCγR结合
  • IgM-先锋军
    • 发育早：个体发育过程中最早产生的抗体，胚胎晚期已经能够合成，新生儿脐带血中IgM水平升高，表示胎儿曾有宫内感染
    • 产生早：IgM是抗原刺激后产生最早的抗体，检测IgM水平可用于传染病的早期诊断
    • 为五聚体，是分子量最大的Ig，称为巨球蛋白，IgM激活补体的能力比IgG强，IgM是天然血型抗体
    • 单体膜型IgM（mIgM）是B细胞受体BCR的主要成分
  • IgA-边防军
    • 血清型（单体）：具有某些IgG和IgM的免疫功能
    • 分泌型（二聚体）：分泌部位在肠道，呼吸道，乳腺，唾液腺和泪腺，存在于胃肠道/支气管分泌液，乳液，唾液和泪液中，sIgA在局部抗感染中发挥重要作用
  • IgD-受体
    • 分泌型：含量低，功能未知
    • 膜型;BCR的主要成分
  • IgE-过敏
    • 亲细胞抗体
    • 可与肥大细胞，嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc受体结合，引起I型超敏反应
• 人工制备抗体
  • 多克隆抗体
    • 用抗原免疫动物后得到的动物血清
    • 由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的多个B细胞克隆发生免疫应答后产生的，是多种不同抗体的混合物
    • 优势：成本低产量大
    • 劣势：特异性低，敏感性差
  • 单克隆抗体
    • 单一克隆B细胞杂交瘤细胞产生的只识别一种抗原表位的，具有高度特异性的抗体
    • 优势：特异性高，敏感性好
    • 劣势：制备工艺复杂，产量低
  • 基因工程抗体
    • 借助基因工程手段，将编码Ab的基因重组到真核或原核的表达载体上并进行表达
    • 无需免疫动物，直接工业合成
    • 分类
      • 嵌合抗体
      • 人源性抗体
      • 完全人源化抗体
      • 单链抗体
• 抗体的型和类
  • 根据轻链分型
    • κ
    • λ
      • λ1-λ4
  • 根据重链分类
    • μ-IgM
    • γ-IgG
      • G1-G4
    • α-IgA
      • A1-A2
    • δ-IgD
    • Σ-IgE