抗体
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第4章抗体与免疫球蛋白(antibody,Ab &immunoglobulin, Ig)
★抗体的发现、命名
★免疫球蛋白的结构
★抗体的异质性
★免疫球蛋白的生物学活性
★各类免疫球蛋白的特性与功能
★人工制备抗体
●1901年德国学者Behring因发现抗毒素血清，开创免疫血清疗法之先河
●1908年德国学者Ehrlic 提出抗体生成侧链学说和模板学说
B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种可特异性结合抗原的蛋白质(免疫球蛋白）
◆1968和1972的两次国际会议上将具抗体活性或化学结
构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)；。
◆免疫球蛋白的分布:分泌型存在于体液
膜型作为抗原受体存在于B细胞膜上,
第1节免疫球蛋白的结构
一.免疫球蛋白的基本结构
（一）重链与轻链
(heavy chain
&light chain)
免疫球蛋白基本结构
亦称基本四肽单位或Ig单体，
由两条重链与两条轻链组成.
1.重链
◆
重链的类
五类重链为:
相应的免疫球蛋白分子为:◆重链的亚类:IgG 和IgA 根据其铰链区氨基酸组成和重链二硫键数目与位置的差异又分为若干亚类，如IgG1,IgG2,IgG3,IgG4;IgA1,IgA2,
2.轻链
◆轻链的型:分为κ与λ两型,每个免疫球蛋白分子上的轻链.型别都是相同的.
◆轻链的亚型:λ型又可分为λ1、λ2、λ3和λ4等四个亚型.
γ、α、μ、δ、ε，
IgG 、IgA 、IgM 、IgD 、IgE
V L
V H
C L C 1H C 2H V L
V H
C L C 1
H C 2
H 抗原结合部位
补体结合部位
二硫键
铰链区
N 端
(二) Ig 的功能区－可变区（V 区）与恒定区（C 区）
◆结合抗原部位：VH 与
VL 的三个高变区共同组成与抗原决定基互补的表面,即互补决定区(CDR),CDR 决定抗
体的特异性.◆
独特型（idiotype)抗原
所在部位.
1.可变区VH 和VL
恒定区C 区
可变区V 区
2.恒定区CH和CL：可有CH1、CH2、CH3；有些具CH4.
补体C1q结合位点.
IgG Fc受体结合.
IgE Fc受体（FcεR）结合
遗传标志；
(三)铰链区：
I gM
分泌型I gA J链J链
（二）其他成分－
J 链与分泌片
J链
●IgA由二硫键连接形成二聚体；
●单体IgM通过二硫键与J链连接形成五聚体
分泌片
是分泌型IgA分子上的一个辅助成分，由粘膜上皮细胞合成和分泌，介导IgA二聚体从粘膜下通过粘膜等细胞到粘膜表面的
V L V
H C L C 1
H C 2H C 3H V L
V H
C L
C 1H C 2H C 3
H F a b F a b
F (a b ')2木瓜蛋白酶胃蛋白（三）免疫球蛋白的水解片段
（一）木瓜蛋白酶水解片段原结合片段段.Ig 于Fc （二）胃蛋白酶水解片段价，与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应片段，被称为活性
1972年，美国学者Edelman 与英国学者Porter 因阐明抗体的化学结构获医学生理性诺贝尔奖
第2节抗体的异质性(非均一性）（一）免疫球蛋白的分类
（二）外源因素所致的抗体异质性(heterogeneity)－抗体的多样性
（三）免疫球蛋白的抗原性－血清型(serotype)（一）同种型isotype：
（二）同种异型allotype：
（三）独特型idiotype：
抗体的抗原性——血清型
第3节免疫球蛋白的生物学特性
(一) 免疫球蛋白的主要功能
1.V区功能－特异性识别、结合抗原
*游离Ig的V区：
*B细胞表面的Ig（BCR）：
*抗体的结合价：
2.Ig分子C区的功能
（1）激活补体：
（2）细胞亲嗜性：
（3）调理作用：
4.抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用ADCC:
5.IgG可通过胎盘；
NK细胞介导的ADCC(antibody dependent cell-mediated cytotoxicity)
免疫球蛋白超家族(Immunoglobulin Superfamily，IGSF)
概念:
结构特点:
功能特点:
实例:
二) 各类免疫球蛋白的特性
IgG
◆血清含量最高，半衰期最长；
◆功能最多：
◆
IgM
◆分子量最大，
在个体发育过程和体液免疫应答中最早合成和分泌
水平升高，
◆
◆膜表面IgM是B细胞抗原受体
IgA
◆分泌型IgA(sIgA):
. *是参与粘膜局部免疫的主要抗体.
*
IgD
B细胞分化发育成熟的标志；
成熟B细胞
可同时表达mIgM和mIg
IgE
亲细胞抗体，
引起I型超敏反应
4节人工制备抗体
(一)多克隆抗体的制备
(二)单克隆抗体及其制备
(三) 基因工程抗体
－免疫球蛋白分子上的星球大战
(一) 多克隆抗体Polyclonal antibody
不同抗体的混合物
多克隆抗体的特点
体内作用:多克隆抗体是机体发挥特异性体液免疫效应的重要分子，在中和抗原、免疫调理、介导CDC、ADCC中起重要作用。
体外应用:诊断、治疗及应急预防.
来源:主要源于动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群。
主要缺点:其特异性较差，易出现交叉反应，不易大量制备，故其应用受到限制。
(二)单克隆抗体Monoclonal antibody (Mab)
－由一个B细胞克隆产生的,可识别一种抗原表位的同源抗体。
纯度高、特异性强
单克隆抗体制备示意图
1984年诺贝尔获奖者：德国学者Kohler与英国学者Milstei
获奖工作：杂交瘤技术制备单克隆抗体
存在的问题
◆异种蛋白反应:可引起抗同种型抗体产生.由此可导致:
[1] 迅速中和再次进入的抗体,使治疗无效;
[2] 超敏反应.
◆穿透力差:影响治疗及免疫组化的效果, 原因: 分子量大.
◆外源性Ig的体内半衰期较短；
◆特异性差或过于单一；
◆生产过程较长；
◆价格昂贵；
(二) 解决问题的思路
◆单抗技术的改进；
◆人源化单抗的研制: 人-鼠杂交瘤, 人-人杂交瘤,
SCID鼠的应用；XenoMouse的制备；异源性抗体的改造
◆基因工程抗体的研制:可解决抗体的人源化及减低分子量.
◆新效能抗体:抗体融合蛋白,双功能抗体,抗体酶
◆细胞内抗体的研制；
◆抗体库的建立；
◆抗体药物的研制；
◆抗体制备的产业化；
◆抗体应用范围的拓展。
(三) 基因工程抗体
Genetic engineering antibody
1．抗体的人源化
2．小分子抗体
3．抗体功能的多样性
基因工程抗体的种类及其特性
种类基本结构相对分子量（kDa）鼠源性成分
最小识别单位单一CDR<2<1.5％
41
42
全鼠源性抗体
人-鼠嵌合抗体CDR 移植抗体
A B C
D
E F G H 双特异性抗体Fab 抗体
Fv 抗体ScFv 抗体单域抗体
Intracellular antibody (Introbody)
抗体的应用
1. 诊断：
2. 治疗：
3. 预防：
4. 科研、科技开发(提取,纯化,鉴定,分析)
46
20世纪有关抗体的10项诺贝尔奖
年份
1901
1908 1913 1919 1930 1960
1972 1977
1984 1987 成就
（医疗实践）
（理论）
（实验研究）
（实验研究）
医疗实践）
（理论）
实验研究
（方法学）
（方法学和理论）（实验研究）
47
(FDA Fast Track)
Paradigm for Biomarker identification
Stable; Cheap to produce and purify
Availability; Relatively High sensitivity (detection)
Ab-Based MicroChips and BioSensors
48
Why are antibodies hot?
30% of Clinical Diagnostics
30% of Biopharmaceuticals
Paradigm for Biomarker identification
Stable; Cheap to produce and purify
Availability; Relatively High sensitivity (detection)
Ab-Based MicroChips and BioSensors
小结
●Ig的结构
◆
VH和VL是抗原结合部位；CH区可结合补体，结合
不同细胞表面的Fc受体.
◆Fab Fc段
BCR
●抗体的功能:结合抗原、激活补体、调理吞噬和介导
ADCC、通过胎盘、结合SPA;.
●
单克隆抗体
50。
