免疫球蛋白201341.ppt
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1、免疫球蛋白201341 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 五、超抗原与免疫刺佐剂五、超抗原与免疫刺佐剂四、抗原的分类与医学意义四、抗原的分类与医学意义 据产生抗体时是否需据产生抗体时是否需T T细胞参与分细胞参与分 根据抗原与机体的亲缘关系分类根据抗原与机体的亲缘关系分类 根据抗原是否在抗原提呈细胞根据抗原是否在抗原提呈细胞 内合成分类:内合成分类:掌掌 握握1、抗原的概念:、抗原的概念:是一类能刺激机体免疫系统使之产是一类能刺激机体免疫系统使之产生
2、特异性免疫应答,并能与相应免疫应生特异性免疫应答,并能与相应免疫应答产物(抗体或致敏淋巴细胞)在体内答产物(抗体或致敏淋巴细胞)在体内外发生特异性结合外发生特异性结合,引起免疫应答的物引起免疫应答的物质。质。2 2、抗原的两种重要性质、抗原的两种重要性质 免疫原性与抗原性免疫原性与抗原性(1)(1)异物性异物性3、影响抗原诱导免疫应答的因素、影响抗原诱导免疫应答的因素 (2)抗原分子的理化性质)抗原分子的理化性质(3 3)机体因素)机体因素 (4 4)免疫方式)免疫方式 是指抗原刺激机体产生免疫应答是指抗原刺激机体产生免疫应答及及其与应答产物发生反应所其与应答产物发生反应所显示的专一性显示的专
3、一性,也就是某一特定抗原只能也就是某一特定抗原只能刺激刺激机体产生机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞特异性的抗体或致敏淋巴细胞,且仅能,且仅能与该抗体或淋巴细胞发生特异性结合与该抗体或淋巴细胞发生特异性结合。4 4、抗原的特异性、抗原的特异性:5 5、抗原表位、抗原表位:是是指指抗原分子抗原分子中中被相应抗体或抗原被相应抗体或抗原受体识别受体识别的的特定部位或特殊的特定部位或特殊的化学基团化学基团。6、抗原结合价:抗原结合价:能与抗体分子结合的抗原表位的数目。能与抗体分子结合的抗原表位的数目。半抗原仅有一个抗原表位,故为单价半抗原仅有一个抗原表位,故为单价 抗原抗原.天然抗原有多个抗原表位,故
4、为多价天然抗原有多个抗原表位,故为多价 抗原。抗原。7 7、共同抗原表位和交叉反应、共同抗原表位和交叉反应共同抗原表位:共同抗原表位:不同抗原之间存在的相同或相似的不同抗原之间存在的相同或相似的抗原表位。抗原表位。交叉反应交叉反应:抗原或抗血清除与相应抗血抗原或抗血清除与相应抗血清或抗原发生特异性反应外,还能与含清或抗原发生特异性反应外,还能与含有共同抗体的其他抗血清或含共同表位有共同抗体的其他抗血清或含共同表位的其他抗原发生的反应。的其他抗原发生的反应。异种抗原异种抗原 同种异体抗原同种异体抗原自身抗原自身抗原异嗜性抗原异嗜性抗原独特型抗原独特型抗原 8 8、医学上重要的抗原物质医学上重要的
5、抗原物质动物免疫血清动物免疫血清 对人是异种蛋白,可引起过敏反应;对人是异种蛋白,可引起过敏反应;植物花粉、药物等植物花粉、药物等:引起过敏反应;引起过敏反应;病原微生物、寄生虫及其代谢产物病原微生物、寄生虫及其代谢产物如外毒素如外毒素(制备疫苗用于预防接种制备疫苗用于预防接种).).异种抗原异种抗原 人类同种异体抗原人类同种异体抗原血型抗原血型抗原 (ABO(ABO血型抗原血型抗原RhRh血型抗原血型抗原)可引起输血反应和新生儿溶血症可引起输血反应和新生儿溶血症人类白细胞抗原人类白细胞抗原(HLA)(HLA)引起移植排斥反应等引起移植排斥反应等自身抗原自身抗原修饰的自身抗原修饰的自身抗原隐蔽
6、的自身抗原隐蔽的自身抗原:包括眼晶状体蛋白、包括眼晶状体蛋白、眼葡萄膜色素蛋白、甲状腺球蛋白、眼葡萄膜色素蛋白、甲状腺球蛋白、精子和神经髓鞘磷脂碱性蛋白等精子和神经髓鞘磷脂碱性蛋白等.异嗜性抗原异嗜性抗原概念:是一类与种属特异性无关,概念:是一类与种属特异性无关,存在与人、动物、植物和微生物之存在与人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。间的共同抗原。意义意义 协助诊断临床疾病协助诊断临床疾病 如立克次体与变形杆菌如立克次体与变形杆菌OX19OX19、OX2OX2;肺炎支原体与肺炎支原体与MGMG株链球菌;株链球菌;EBEB病毒与绵羊红细病毒与绵羊红细胞等。胞等。与临床某些免疫性疾病发生有关与临
7、床某些免疫性疾病发生有关如如大肠杆菌大肠杆菌O14O14型脂多糖型脂多糖与人结肠粘膜存在共与人结肠粘膜存在共同抗原,该菌感染同抗原,该菌感染可引起溃疡性结肠炎。可引起溃疡性结肠炎。与与ABOABO天然血型抗体产生有关天然血型抗体产生有关 如大肠杆菌如大肠杆菌O86O86型含人血型型含人血型B B物质,物质,肺炎球菌肺炎球菌1414型含人血型型含人血型A A物质。物质。乙型溶血性链球菌乙型溶血性链球菌的某些抗原与的某些抗原与人人肾小球基底膜、心瓣膜和心肌组织肾小球基底膜、心瓣膜和心肌组织有共同抗原有共同抗原 5.独特型抗原独特型抗原 免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白 (immunoglo
8、bulin,Ig)一、抗体与免疫球蛋白的概念一、抗体与免疫球蛋白的概念二、免疫球蛋白的结构二、免疫球蛋白的结构 基本结构基本结构 其他成分其他成分 水解片段水解片段三、免疫球蛋白的生物学功能三、免疫球蛋白的生物学功能四、各类免疫球蛋白的特性与功能四、各类免疫球蛋白的特性与功能IgM、IgG、IgA、IgD、IgE六、人工制备抗体六、人工制备抗体五、五、Ig的血清型的血清型一、抗体与免疫球蛋白的概念一、抗体与免疫球蛋白的概念 1.1.抗体抗体(antibody,Ab):(antibody,Ab):是是介导体液免疫介导体液免疫的重要效应分子,的重要效应分子,是是B B细胞细胞接接受抗原刺激受抗原刺
9、激后增殖后增殖分化为分化为浆细胞浆细胞所产生的所产生的糖蛋白糖蛋白,主要存,主要存在于在于血清血清等体液中,通过等体液中,通过与相应抗原特异与相应抗原特异性地结合性地结合,发挥体液免疫功能发挥体液免疫功能。2.Ig:具有抗体活性或化学结构与抗体具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为相似的球蛋白统称为IgIg。Ab:Ab:能与抗原结合能与抗原结合 免疫球蛋白免疫球蛋白 天然天然Ig:Ig:血型抗体血型抗体 异常异常IgIg:无免疫功能无免疫功能(骨髓瘤蛋白骨髓瘤蛋白)抗体都是抗体都是Ig,Ig,但但IgIg不一定都是抗体。不一定都是抗体。基本结构基本结构:1.1.四条多肽链四条多肽链 二
10、、免疫球蛋白的分子结构二、免疫球蛋白的分子结构 两条相同的重链两条相同的重链(heavy chain,H(heavy chain,H链链)根据根据重链恒定区重链恒定区氨基酸的氨基酸的组成组成和和排列排列不同不同,可将其分为五类可将其分为五类:、链链 IgM、IgG、IgA、IgD、IgE 两条相同的轻链两条相同的轻链(light chain,L(light chain,L链链):):根据轻链氨基酸的组成和排列不同根据轻链氨基酸的组成和排列不同,可将可将轻链轻链分为两种分为两种:、免疫球蛋白分为两型免疫球蛋白分为两型 型与型与型型免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 2.2.两端两端:氨基端氨基端(
11、N(N端端)羧基端羧基端(C(C端端)3.3.可变区与恒定区可变区与恒定区:可变区可变区(variable region,V(variable region,V区区)恒定区恒定区(constant region,C(constant region,C区区)免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 高变区高变区(hypervariable region,HVR)hypervariable region,HVR)又称又称互补决定区互补决定区(complementarity-complementarity-determining region,CDRdetermining region,CDR)重链和轻重链
12、和轻链各有链各有3 3个个HVRHVR4.4.铰链区铰链区:富含脯氨酸,易伸展富含脯氨酸,易伸展弯曲,易被蛋白酶水解。弯曲,易被蛋白酶水解。高变区高变区(二二)功能区功能区(1 1)功能区)功能区(结构域结构域domaindomain):):Ig Ig分子的两条重链和两条轻链都可分子的两条重链和两条轻链都可折叠为数个球形结构,约由折叠为数个球形结构,约由110110个氨基酸个氨基酸组成。每个球形结构有其相应的功能。组成。每个球形结构有其相应的功能。免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构(2 2)功能区的数目与类型:)功能区的数目与类型:轻链:轻链:有有VLVL和和CLCL两个功能区两个功能区 重链(
13、重链(IgGIgG、IgAIgA和和IgDIgD):):有有VHVH、CH1CH1、CH2CH2和和CH3CH3四个四个功能区功能区 重链(重链(IgMIgM、IgEIgE):):有有VHVH、CH1CH1、CH2CH2、CH3CH3和和CH4CH4五个五个功能区功能区免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构(3 3)功能区的功能:)功能区的功能:VLVL和和VH:VH:结合抗原结合抗原 CLCL和和CH1:CH1:遗传标志遗传标志 IgG IgG(CH2CH2)IgMIgM(CH3CH3):结合补体结合补体 IgGIgG(CH3CH3):结合单核):结合单核-巨噬细胞、粒细巨噬细胞、粒细 胞、胞、B
14、 B细胞和细胞和NKNK细胞细胞FcFc受体。受体。IgEIgE(CH2CH2、CH3CH3):与肥大细胞和嗜碱):与肥大细胞和嗜碱 性粒细胞的性粒细胞的IgEFcIgEFc受体(受体(FcRFcR)结合)结合 (三)(三)免疫球蛋白的其他结构免疫球蛋白的其他结构免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构1.J1.J链链(joining chain):(joining chain):是一条富含半胱氨酸的多肽链是一条富含半胱氨酸的多肽链,由由浆细胞合成。浆细胞合成。作用作用:连接连接IgIg分子形成二聚体和五分子形成二聚体和五聚体。聚体。2.2.分泌片分泌片(secretory piece,SP):(se
15、cretory piece,SP):免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 作用作用:保护分泌型保护分泌型IgAIgA免受蛋白酶的水解免受蛋白酶的水解;介导二聚体介导二聚体IgAIgA的转运和分泌。的转运和分泌。3.Ig3.Ig的单体、二聚体和五聚体的单体、二聚体和五聚体:免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 单体单体:IgG:IgG、IgDIgD、IgEIgE及血清型及血清型 IgA(IgA(不含不含J J链链)二聚体二聚体:IgA(:IgA(含含J J链及分泌片链及分泌片)五聚体五聚体:IgM(:IgM(含含J J链链)(四)(四)免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段 1.IgG IgG经木瓜酶
16、水解经木瓜酶水解 2个抗原结合片段个抗原结合片段(Fab)IgG 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 3个片段个片段 (fragment antigen binding)1个可结晶片段个可结晶片段(Fc)(fragment crystallizable)免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构2.IgGIgG经胃蛋白酶水解经胃蛋白酶水解 F(ab)2 IgG 胃蛋白酶胃蛋白酶 2个片段片段 pFc 3.3.意义意义:用于研究免疫球蛋白的结构和功能用于研究免疫球蛋白的结构和功能;指导临床应用,避免超敏反应。指导临床应用,避免超敏反应。免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 IgV IgV的功能的功能:识别并特异性结合识别并
17、特异性结合抗原抗原三、免疫球蛋白的生物学功能三、免疫球蛋白的生物学功能抗毒素抗毒素+外毒素外毒素 中和中和毒素毒素分泌型分泌型IgA+细菌细菌 抑制抑制细菌细菌粘附粘附2 2、体外通过抗原抗体结合反应,体外通过抗原抗体结合反应,检测检测 抗原抗体或对其功能进行判断。抗原抗体或对其功能进行判断。1 1、免疫防御功能、免疫防御功能 :体内抗原抗体结合:体内抗原抗体结合(二二)活化补体活化补体 CH3(IgM);CH2(IgG)(三三)亲细胞作用亲细胞作用(1 1)调理作用)调理作用免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能IgG1IgG1、IgG3、IgG4(CH3););IgA(IgA(CH3
18、););有关细胞有关细胞:单核单核-巨噬细胞与中性粒细胞巨噬细胞与中性粒细胞(2 2)抗体依赖细胞介导的细胞毒作用)抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)(cytotoxicity,ADCC)(CH3 IgG);IgG);(3 3)介导)介导型超敏反应型超敏反应(CH4 IgE);IgE);免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能有有关细胞关细胞:巨噬细胞与巨噬细胞与NKNK细胞细胞有有关细胞关细胞:肥大细胞与嗜碱性粒细胞肥大细胞与
19、嗜碱性粒细胞免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能 (五)穿过胎盘(五)穿过胎盘(CH2 IgG)IgG)和粘膜和粘膜(SIgA)(SIgA)(六)参与免疫应答的调节。(六)参与免疫应答的调节。(四)结合(四)结合A A蛋白和蛋白和G G蛋白蛋白:人类人类IgG1、IgG2和和IgG4的的Fc段可段可 结合葡萄球菌结合葡萄球菌A蛋白蛋白。五、各类免疫球蛋白的特性与功能五、各类免疫球蛋白的特性与功能 IgG IgG 1.1.特性特性:再次应答的主要再次应答的主要Ig,Ig,血清中血清中含量最高含量最高.半寿期约半寿期约20202323天天;出生后出生后3 3个月开始合成,个月开始合成,3
20、35 5岁达岁达 成人水平。成人水平。IgG IgG多为单体多为单体2.IgG2.IgG的免疫功能的免疫功能:各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能 IgG IgG是体内抗感染的主要抗体。是体内抗感染的主要抗体。通过通过中和毒素、调理吞噬、激活中和毒素、调理吞噬、激活补体、补体、ADCC ADCC 作用作用发挥抗毒素、抗细发挥抗毒素、抗细菌、抗病毒等效应菌、抗病毒等效应.激活补体;激活补体;IgG 3 IgG 1 IgG 2 IgG Fc IgG Fc 能与葡萄球菌蛋白能与葡萄球菌蛋白A(SPA)A(SPA)结合结合,可用于纯化抗体、可用于纯化抗体、建立协同凝集建立协同凝集试验试
21、验;参与某些参与某些自身免疫病自身免疫病及及、型超型超 敏反应。敏反应。各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能 IgG IgG 是是唯一能通过胎盘唯一能通过胎盘的的Ig,Ig,在在新生儿抗感染中起重要新生儿抗感染中起重要作用作用;IgM IgM:IgMIgM为五聚体为五聚体,是分子量最大的是分子量最大的 称巨球蛋白称巨球蛋白;主要分布于血管内主要分布于血管内.半寿期约半寿期约5 51010天天。1.特性特性各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能2.2.免疫功能免疫功能:IgM IgM 是体内是体内抗细菌、抗病毒的抗细菌、抗病毒的最最高效高效抗体抗体,在免疫防护中起,
22、在免疫防护中起先锋先锋作用作用;IgM IgM活化补体活化补体的能力比的能力比IgGIgG强大强大;IgM IgM是个体发育中及抗原刺激后是个体发育中及抗原刺激后出出现最早的现最早的IgIg ,故临床上常作为宫内故临床上常作为宫内感染和传染病早期诊断的指标感染和传染病早期诊断的指标;各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能 天然血型抗体为天然血型抗体为IgMIgM(凝集素)(凝集素);膜表面膜表面IgMIgM是是B B细胞抗原受体细胞抗原受体(BCR)(BCR)的主要成分的主要成分;类风湿因子属类风湿因子属IgMIgM,故,故IgMIgM参与参与自自身免疫病及身免疫病及、型超敏反应
23、型超敏反应。各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能 IgA IgA1.1.特性特性分为两型分为两型:血清型血清型IgAIgA主要以单体形式存在主要以单体形式存在;分泌型分泌型IgA(SIgA)IgA(SIgA)为二聚体为二聚体;SIgASIgA主要存在于主要存在于胃肠道和支气管分胃肠道和支气管分 泌液、初乳、唾液和泪液中。泌液、初乳、唾液和泪液中。各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能SIgASIgA主要由主要由呼吸道、消化道、泌尿生殖呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处道等处黏膜固有层中的浆细胞黏膜固有层中的浆细胞产生。产生。2.2.免疫作用免疫作用SIgASIgA主要
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