医学免疫学重点难点 第四章 抗体

  2017-04-21 14:09 

v  免疫术语

Ab（抗体，antibody）：是免疫系统在抗原刺激下，由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，主要分布在血清中，也分布于组织液、外分泌液及某些细胞膜表面，是介导体液免疫的重要效应分子。

Ig（免疫球蛋白，immunoglobulin）：是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。

HVR（高变区，hypervariable region）：VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，分别用HVR1 （CDR1）、HVR2 （CDR2）、HVR3 （CDR3）表示，共同组成抗体的抗原结合部位，决定着抗体的特异性，负责识别及结合抗原，从而发挥免疫效应。
又称CDR（互补决定区，complementarity determining region）。

调理作用（opsonization）：细菌特异性的IgG（特别是IgG1和IgG3）以其Fab段与相应细菌的抗原表位结合，以其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面的IgG Fc受体（FcγR）结合，通过IgG的“桥联”作用，促进吞噬细胞对细菌的吞噬。

ADCC（抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用，antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity）：抗体的Fab段结合病毒感染的细胞或肿瘤细胞表面的抗原表位，其Fc段与杀伤细胞（NK细胞表面、巨噬细胞等）表面的FcR结合，介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。

mAb（单克隆抗体，monoclonal antibody）：由单一杂交瘤细胞产生，针对单一抗原表位的特异性抗体。

v  抗体的基本结构

抗体的基本结构是由两条完全相同的重链和两条完全相同的轻链通过二硫键连接的呈“Y”形的单体，每条肽链含2~5个结构域（功能区，约110个氨基酸），二级结构为“桶状”结构。

（一）重链和轻链

  • 重链（heavy chain，H）： 分子量约为50~75kD，由450-550个氨基酸残基组成。

按抗原性差异可分5类：a、g、m、d、e

相应抗体也分为5类：IgA、IgG、IgM、IgD、IgE

同一类抗体，据其铰链区的氨基酸组成及重链二硫键数目、位置不同可分为不同的亚类。

IgA分IgA1和IgA2

IgG分IgG1～IgG4

重链名 m g a d e
希腊读音 Mu Gamma Alpha Delta Epsilon
对应抗体 IgM IgG IgA IgD IgE
  • 轻链（light chain，L）： 分子量约为25kD，约由214个氨基酸残基组成。

分k链和l链两种，相应抗体分为k、l两型。

l型有l1、l2、l3、l4四个亚型。

（二）可变区和恒定区

  • 可变区：      抗体分子中轻链和重链靠近N端氨基酸序列变化较大的区域。

（V区）         分别占轻链的1/2和重链的1/4或1/5，分别称为VL和VH。

（variable region） 高变区(HVR)或互补决定区(CDR)──

VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区或互补决定区，分别用HVR1（CDR1）、HVR2（CDR2）、HVR3（CDR3）表示，共同组成抗体的抗原结合部位，决定着抗体的特异性，负责识别及结合抗原，从而发挥免疫效应。

  • 恒定区： 抗体分子中轻链和重链靠近C端氨基酸序列相对恒定的区域。

（C区）         分别占轻链1/2和重链3/4或4/5，分别称为CL和CH。

（constant region）

（hinge region）

 

（三）铰链区：  位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，有利于抗体的两臂同时结合两个相同的抗原表位；而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。

v  抗体分子的水解片段

木瓜蛋白酶 胃蛋白酶
作用位点 铰链区近N端 铰链区近C端
水解片段 Fab×2+Fc

Fab×2： VL和CL+VH和CH1
单价与Ag结合

Fc：       一对CH2和CH3
与细胞表面Fc受体结合

 F(ab’)2+pFc’

F(ab’)2：双价与Ag结合
广泛用作生物制品

pFc’：   最终被降解，无生物学作用

v  抗体的功能

  • 识别抗原：识别并特异性结合抗原（V区功能）
    1. 在体内有中和毒素、中和病毒、阻止细菌黏附宿主细胞的作用
    2. 在体外用于免疫诊断
    3. 作为BCR（mIgM/mIgD），可以特异性识别抗原
  • 激活补体
    1. IgM、IgG1、IgG3以及IgG2与相应抗原特异性结合后通过经典途径激活补体。（因构型改变而暴露出CH2（IgG）和CH3（IgM）结构域内的补体结合点）
    2. IgG4、IgA和IgE形成聚合物后可通过旁路途径激活补体。
  • 结合Fc受体
    1. 调理作用

细菌特异性的IgG（特别是IgG1和IgG3）以其Fab段与相应细菌的抗原表位结合，以其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面的IgG Fc受体（FcγR）结合，通过IgG的“桥联”作用，促进吞噬细胞对细菌的吞噬。

  1. 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）

抗体的Fab段结合病毒感染的细胞或肿瘤细胞表面的抗原表位，其Fc段与杀伤细胞（NK细胞表面、巨噬细胞等）表面的FcR结合，介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。

  • 穿过胎盘和粘膜
    1. 穿过胎盘：IgG是唯一能通过胎盘的抗体，这种作用是一种重要的自然被动免疫机制，对于新生儿抗感染具有重要意义。
    2. 穿过粘膜：SIgA可通过呼吸道和消化道黏膜，是黏膜局部免疫的最主要因素。

v  各类抗体的特性和功能

IgG：      出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人；

是血清和胞外液中含量最高的Ig（75-80%）；

抗感染的“主力军”；

再次应答产生的主要抗体；

唯一可通过胎盘的抗体；

可发挥调理作用、激活补体、ADCC作用等。

IgM：    分泌型：存在于血液中，五聚体，是分子量最大的抗体；

抗原结合能力及激活补体的能力强于IgG；

个体发育过程中最早合成和分泌的抗体，脐带血IgM水平升高提示胎儿有宫内感染；

初次体液免疫应答中最早出现的抗体，是抗感染的“先头部队” ，可用于感染的早期诊断；

是天然的血型抗体。

膜结合型：mIgM，BCR之一，单体，未成熟B细胞表达

IgA：     血清型：      单体，含量低

分泌型：      SIgA，二聚体。（secretory IgA）

存在于胃肠道、支气管分泌液、初乳、唾液和泪液等外分泌液中，参与局部粘膜免疫，是抗感染的“边防军”。

婴儿可从母亲初乳中获得SIgA，是重要的自然被动免疫。

IgD：     分为血清型和膜结合型（mIgD）

mIgD为BCR之一，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细胞表达mIgM和mIgD
  • 活化B细胞mIgD逐渐消失

IgE：     正常人血清中含量最少的抗体；

亲细胞抗体，可引起Ⅰ型超敏反应；

与机体抗寄生虫感染有关。