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第三章-抗体第三章抗体在我们的身体中，有一种神奇的物质，它就像是忠诚的卫士，时刻准备着与入侵的“敌人”战斗，保卫我们的健康，这就是抗体。
抗体，也被称为免疫球蛋白，是由我们的免疫系统产生的一种蛋白质分子。
它们在身体对抗病原体，如细菌、病毒和寄生虫等的战斗中发挥着至关重要的作用。
想象一下我们的身体就像一个巨大的城堡，而病原体则是试图入侵的敌军。
当这些“敌军”突破城堡的第一道防线，也就是我们的皮肤和黏膜后，身体的免疫系统就会被激活。
免疫系统中的细胞会识别这些外来的侵略者，并将它们的特征传递给负责产生抗体的细胞。
抗体的结构就像是一个精致的“Y”字形分子。
这个“Y”字的两个臂的顶端具有特定的结合位点，能够与病原体表面的抗原（也就是病原体上能够引起免疫反应的特定分子）精确地结合，就像一把钥匙与一把锁那样匹配。
这种特异性的结合使得抗体能够准确地识别和锁定目标，从而启动后续的免疫反应。
抗体的种类繁多，根据它们在体内的作用和性质，可以分为不同的类型。
其中最常见的是 IgG、IgM、IgA、IgE 和 IgD 这五类。
IgG 是我们身体中含量最丰富的抗体类型，它可以穿过胎盘，为胎儿提供来自母亲的免疫保护。
IgG 能够有效地中和毒素、识别和结合病原体，然后通过免疫系统的其他机制将其清除。
IgM 则是在免疫反应的早期阶段产生的，它的个头较大，能够迅速地对病原体做出反应，起到“先头部队”的作用。
IgA 主要存在于我们的黏膜表面，如呼吸道、消化道和生殖道的黏膜，它是抵御病原体通过这些黏膜入侵身体的第一道防线。
IgE 与过敏反应密切相关，当身体接触到过敏原时，IgE 会引发一系列的反应，导致过敏症状的出现。
IgD 在免疫反应中的作用目前还不是完全清楚，但研究人员认为它可能在免疫细胞的激活和信号传导中发挥一定的作用。
抗体发挥作用的方式多种多样。
一种方式是直接中和病原体，例如，抗体可以与病毒结合，阻止病毒进入我们的细胞进行复制。
第三章-抗体第三章抗体在我们的身体中，有一种神奇的物质，叫做抗体。
它就像是身体里的“小战士”，时刻准备着与入侵的“敌人”作战，保护我们的健康。
抗体，本质上是一种蛋白质，由我们身体的免疫系统产生。
当我们的身体遭遇外来的病原体，比如细菌、病毒、真菌等等，免疫系统就会被激活，启动一系列的防御机制，其中就包括产生抗体。
这些抗体具有高度的特异性，这意味着它们能够精准地识别并结合特定的病原体。
就好像每一把钥匙只能开一把特定的锁一样，每一种抗体也只能与特定的病原体或其产生的物质相结合。
这种特异性使得免疫系统能够有针对性地进行攻击，而不会误伤自身的正常细胞和组织。
抗体的产生是一个复杂而精妙的过程。
首先，当病原体进入体内后，免疫系统中的抗原提呈细胞会将病原体的特征“展示”给淋巴细胞。
淋巴细胞接收到这些信息后，会开始分化和增殖，形成能够产生抗体的浆细胞。
浆细胞会大量分泌抗体，释放到血液和组织液中，去寻找并结合病原体。
抗体与病原体结合的方式多种多样。
有的抗体可以直接中和病原体的毒性，使其失去致病能力；有的抗体能够标记病原体，让免疫系统中的其他细胞更容易识别和吞噬它们；还有的抗体可以激活补体系统，引发一系列的免疫反应，最终消灭病原体。
在我们的日常生活中，抗体发挥着至关重要的作用。
例如，当我们接种疫苗时，实际上就是让身体提前接触一些经过处理的病原体成分，刺激免疫系统产生抗体。
这样，当真正的病原体来袭时，身体已经有了“记忆”，能够迅速产生大量的抗体进行抵抗，从而避免生病。
另外，抗体还可以用于疾病的诊断和治疗。
通过检测血液中特定抗体的存在和水平，可以帮助医生判断一个人是否感染了某种疾病，以及感染的程度和阶段。
在治疗方面，人工制备的抗体药物已经成为了治疗许多疾病的重要手段，比如肿瘤、自身免疫性疾病等。
然而，抗体并非是万能的。
有时候，病原体可能会发生变异，导致原本有效的抗体无法识别它们。
这也是为什么一些疾病会出现反复感染或者难以治愈的情况。
医学免疫学课件——抗体xx年xx月xx日•抗体的发现和历史•抗体的结构和功能•抗体的多样性和进化•抗体的产生和调节目•抗体在医学中的应用•研究展望录01抗体的发现和历史最早的抗体概念出现，当时科学家发现了在免疫动物血清中存在能够与细菌抗原结合的物质，称之为“免疫球蛋白”。
19世纪1930年代和1940年代期间，科学家们逐渐明确了抗体的化学性质和生物学作用，并提出了抗体的概念。
20世纪抗体的发现1抗体的历史23抗体的研究起源于19世纪末，当时科学家们开始研究免疫系统对细菌和病毒的防御机制。
20世纪初，科学家们逐渐发现了免疫球蛋白在免疫反应中的作用，并开始研究其结构和功能。
20世纪中叶，科学家们通过研究抗体产生的细胞和分子机制，进一步深入了解了抗体的作用和重要性。
按照结构和功能，抗体可以分为五种类型：IgM、IgA、IgD、IgE和IgG。
IgM是五种抗体中分子量最大的一种，是体内最早产生的抗体，具有杀灭病原体和调理作用。
IgG是唯一一种可以通过胎盘进入胎儿体内的抗体，它还具有调理作用和ADCC作用。
IgA在黏膜免疫中发挥重要作用，可防止病原体入侵，并参与调节黏膜表面微生物群的作用。
IgD在血清中的含量非常低，主要在B细胞上表达，参与B细胞的分化发育过程。
IgE在血清中的含量极低，主要参与Ⅰ型超敏反应和抗寄生虫反应。
抗体的种类02抗体的结构和功能四种抗体亚类IgM、IgA、IgG、IgE，其中IgG最多，IgM最重要。
抗体分子的三部分恒定区、可变区、连接恒定区和可变区的铰链区。
抗体的分子结构抗体的生物学功能调理素与抗体结合，增强吞噬细胞吞噬病原体的能力。
调理作用激活补体清除免疫复合物参与ADCC抗体与抗原结合形成的复合物可以激活补体，发挥调理作用。
通过调理作用和激活补体清除循环免疫复合物。
IgG与效应细胞结合，发挥ADCC作用。
抗体的产生机制抗原刺激抗原刺激机体产生抗体，抗原与抗体的结合具有特异性。
2023医学免疫学课件——抗体•抗体概述•抗体的分子结构与功能•抗体的基因组与表达•抗体的免疫应答与调节目•抗体在疾病诊断和治疗中的应用•研究进展与展望录01抗体概述定义抗体（Antibody）是B淋巴细胞接受抗原刺激后增值分化形成的浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。
特点高特异性、高亲和性、可塑性。
抗体的定义和特点分类按作用方式分，抗体分为膜结合型和分泌型；按功能分，抗体分为中和抗体、调理抗体、ADCC抗体、凝集抗体、促有丝分裂抗体等。
功能识别并结合特异性抗原，参与免疫效应，介导体液免疫应答。
抗体的分类和功能B淋巴细胞接受抗原刺激后增值分化为浆细胞，浆细胞产生抗体。
产生抗体与相应抗原发生特异性结合，通过中和毒素、阻止病原体入侵、激活补体等方式发挥免疫效应。
作用机制抗体的产生和作用机制02抗体的分子结构与功能两个重链和两个轻链组成每个抗体分子由两个重链（heavy chain）和两个轻链（light chain）组成，通过二硫键连接。
抗原结合部位抗体的抗原结合部位位于重链的V区（variable region）和轻链的V区，这些区域在识别和结合特异性抗原中起关键作用。
抗体的基本结构五类免疫球蛋白根据重链的类型，抗体分为五类免疫球蛋白，包括IgM、IgD、IgA、IgE和IgG。
不同类别抗体的特点每种免疫球蛋白都有其独特的特点和功能，例如IgM在早期感染中起重要作用，IgA在黏膜免疫中发挥关键作用。
抗体的超家族结构功能区划分每个抗体分子都有不同的功能区，包括抗原结合区、Fc（结晶片段）区和铰链区（hingeregion）。
抗体的功能区及其作用机制Fc区的功能Fc区在Fc受体结合和效应功能中起作用，例如调理吞噬、ADCC（抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用）和炎症反应等。
铰链区的功能铰链区在抗体分子的折叠和稳定性中起关键作用，并可以调节抗原结合区的构象和功能。
03抗体的基因组与表达抗体是由B淋巴细胞表面表达的免疫球蛋白，其基因组由多个基因片段组成，包括编码重链和轻链的V、D、J基因片段以及编码恒定区和可变区的C基因片段。
第三章-抗体第三章抗体在我们的身体中，有一种神奇的物质，它们就像是忠诚的卫士，时刻保护着我们免受病原体的侵害，这就是抗体。
抗体是免疫系统的重要组成部分，对于维持我们的健康起着至关重要的作用。
抗体，本质上是一种蛋白质，由我们身体中的免疫细胞产生。
当外来的病原体，如细菌、病毒、寄生虫等侵入我们的身体时，免疫系统会迅速做出反应，其中就包括产生抗体。
抗体具有高度的特异性。
这意味着每种抗体只能识别并结合一种特定的抗原。
抗原可以是病原体表面的某个分子结构，也可以是其他外来物质。
例如，流感病毒表面的某些蛋白质就是抗原，我们的身体会针对这些抗原产生专门的抗体来对抗流感病毒。
抗体的产生是一个复杂而精妙的过程。
当病原体进入身体后，会被抗原呈递细胞捕获和处理。
这些细胞会将抗原的信息展示给淋巴细胞，其中包括 B 细胞和 T 细胞。
B 细胞在接收到抗原信息后，会开始增殖和分化，形成能够产生抗体的浆细胞。
浆细胞会大量分泌抗体，进入血液和组织液中，与病原体结合。
抗体与抗原的结合就像是一把钥匙开一把锁。
一旦结合成功，抗体可以通过多种方式来清除病原体。
一种常见的方式是直接中和病原体的毒性。
比如，某些抗体可以与病毒结合，阻止病毒进入我们的细胞进行复制和感染。
抗体还可以标记病原体，让免疫系统中的其他细胞，如巨噬细胞和中性粒细胞，更容易识别和吞噬病原体。
不同类型的抗体在免疫反应中发挥着不同的作用。
其中，最常见的是免疫球蛋白 G（IgG），它在血液中含量较高，能够穿过胎盘为胎儿提供保护，并且具有较长的半衰期。
免疫球蛋白 M（IgM）则是在免疫反应早期产生，能够迅速对病原体做出反应。
免疫球蛋白 A（IgA）主要存在于黏膜表面，如呼吸道和消化道，是抵御病原体入侵的第一道防线。
免疫球蛋白 E（IgE）与过敏反应有关，当身体对某些过敏原产生过度反应时，IgE 会参与其中。
抗体的作用不仅仅局限于抵抗感染。
在某些自身免疫性疾病中，抗体可能会错误地攻击自身的组织和细胞，导致疾病的发生。
南开大学免疫学讲义-第三章抗体第三章免疫球蛋白分子—抗体第一节抗体的发展及其特征一、抗体的发现血清中存在一种能特异性中和外毒素的组分称为抗毒素，使细菌发生特异性凝集的组分称之为凝集素。
其后将其称为抗体（antibody，Ab），将能刺激机体产生抗体的物质称为抗原（antigen）。
二、抗体的理化性质40年代初期Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫家兔，证实了抗体活性与血清丙种球蛋白组分相关。
图1. 兔血清电泳分离图2.不同类免疫球蛋白的电泳分离离心常数7Sγ(16, IgG) ; 19S,β2(β2M,90,IgM); β2A(IgA)三、抗体的生物学活性1．抗体与抗原的特异性结合。
2．抗体与补体的结合。
3．抗体的调理作用。
第二节免疫球蛋白的分子结构与功能一、免疫球蛋白的基本结构Porter对血清IgG抗体的研究证明，Ig分子基本结构是由四个肽链组成的，二条较小的轻链和二条较的重链，轻链与重链是由二硫键连接形成，分为氨基端（N端），羧基端（C端）。
（一）轻链和重链1．轻链（light chain，L链）214氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量为24KD，有两个由链内二硫键组成的环肽，可分为：Kappa（κ）与lambda（λ）2个亚型。
2．重链（heavy chain，H链）450-550氨基酸残基组成，分子量55或75KD，含糖数量不同，4-5个链内二硫键，可分为5类，μ、γ、α、δ、ε链，不同的H链与L链（κ或λ）组成完整的Ig分子。
分别称为：IgM，IgG，IgA，IgD和IgE。
（二）可变区和恒定区1．可变区（Variable region，V区）L链N端1/2处（V L）108-111个氨基酸残基，H链N端1/5-1/4处（V H）118个氨基酸残基，V区有一个肽环65-75个氨基酸残基。
高变区（hypervariable region, HVR）可变区骨架区（framework region, FR）V L的HVR在24-34，50-56，89-97氨基酸位置。
第三章免疫球蛋白分子—抗体第一节抗体的发展及其特征一、抗体的发现血清中存在一种能特异性中和外毒素的组分称为抗毒素，使细菌发生特异性凝集的组分称之为凝集素。
其后将其称为抗体（antibody，Ab），将能刺激机体产生抗体的物质称为抗原（antigen）。
二、抗体的理化性质40年代初期Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫家兔，证实了抗体活性与血清丙种球蛋白组分相关。
图1. 兔血清电泳分离图2.不同类免疫球蛋白的电泳分离离心常数7Sγ(16, IgG) ; 19S,β2(β2M,90,IgM); β2A(IgA)三、抗体的生物学活性1．抗体与抗原的特异性结合。
2．抗体与补体的结合。
3．抗体的调理作用。
第二节免疫球蛋白的分子结构与功能一、免疫球蛋白的基本结构Porter对血清IgG抗体的研究证明，Ig分子基本结构是由四个肽链组成的，二条较小的轻链和二条较的重链，轻链与重链是由二硫键连接形成，分为氨基端（N端），羧基端（C端）。
（一）轻链和重链1．轻链（light chain，L链）214氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量为24KD，有两个由链内二硫键组成的环肽，可分为：Kappa（κ）与lambda（λ）2个亚型。
2．重链（heavy chain，H链）450-550氨基酸残基组成，分子量55或75KD，含糖数量不同，4-5个链内二硫键，可分为5类，μ、γ、α、δ、ε链，不同的H链与L链（κ或λ）组成完整的Ig分子。
分别称为：IgM，IgG，IgA，IgD和IgE。
（二）可变区和恒定区1．可变区（Variable region，V区）L链N端1/2处（V L）108-111个氨基酸残基，H链N端1/5-1/4处（V H）118个氨基酸残基，V区有一个肽环65-75个氨基酸残基。
高变区（hypervariable region, HVR）可变区骨架区（framework region, FR）V L的HVR在24-34，50-56，89-97氨基酸位置。
V H的HVR在31-35，50-56，95-102氨基酸位置。
分别称为V L和V H的HVR1，HVR2，HVR3。
●高变区为抗体与抗原的结合位置，称为决定簇互补区（complementarity-determining region, CDR），V L和V H的HVR1，HVR2，HVR3又分别称为CDR1，CDR2，CDR3，其中CDR3具有更高的高变程度，H链在与抗原结合中起重要的作用。
2．恒定区（constant region，C区）L链C端1/2处，105个氨基酸，H链C端3/4-4/5处，331-431个氨基酸。
●在同一种属动物中是比较恒定的,是制备第二抗体进行标记的重要基础。
（三）功能区链内二硫键折叠成球形区称为功能区（domain）约由110个氨基酸组成。
氨基酸的顺序具有高度的同源性。
1．L链功能区：2个，（V L，C L各一个）2．H链功能区：IgG，IgA，IgD，4个（V区1个，C区3个）IgM，IgE，5个（V区1个，C区4个）3．功能区的作用：（1）V L和V H是抗原结合的部位（F V区）。
（2）C L和C H上具有同种异型的遗传标记。
（3）CH2具有补体结合点。
（4）CH3具有结合单核细胞，巨噬细胞，粒细胞，B细胞，NK细胞，Fc段受体的功能。
4．铰链区（hinge region）位于CH1和CH2之间为非独立功能区。
（1）当V L，V H与抗原结合时，此区发生扭曲，使抗体分子上两个抗原结合点更好地与两个抗原决定簇发生互补。
（2）因CH2和CH3构型变化，显示出活化补体，结合组织细胞等生物学活性。
（四）J链和分泌成分1．J链（joining chain）：存在于IgA，IgM中，在其组成和体内转运中具有一定作用。
2．分泌成分（secretory component，SC）：分泌成分是IgA上的一个辅助成分，对抵抗外分泌液中的蛋白水解酶的降解具有重要作用。
（五）单体，双体，五聚体1．单体：由一对L链和H链组成的基本结构2．双体：分泌型的IgA由J链连接的两个单体3．五聚体：是由J链和二硫键连接的五个单体IgG IgA IgM（六）酶解片段1．木瓜蛋白酶（papain）水解片段（1）裂解部位，铰链区H链间二硫键（N端）（2）裂解片段，2个Fab（54KD），一个Fc（50KD）Fab与抗原结合，不发生凝集反应。
2．胃蛋白酶（pepsin）水解片段（1）裂解部位，铰链区H链间二硫键（N端）（3）裂解片段，F（ab’）2，无Fc片段与抗原结合可发生凝集反应二、免疫球蛋白的分子功能（一）特异性结合抗原Ig最显著的生物学特点就是能够特异性地与抗原结合，这种特异性结合抗原特性是由其V区（HVR）的空间构型决定的。
Ig的抗原结合点由L链和H链超变区组成，与相应抗原上的表位互补，借助静电力，氢键以及范德华力等次级键相结合，这种结合是可逆的，并受到pH、温度和电解质浓度的影响。
不同的抗原可能有相同的抗原决定簇，一种抗体可以与两种或两种以上的抗原发生反应，此称为交叉反应（cross reactoion）。
（二）活化补体1．IgM，IgG1，IgG2和IgG3可通过经典途径活化补体。
2．IgA1，IgG4，IgE等可以通过替代途径活化补体。
（三）结合Fc受体不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体（FcγR，FcεR，Fc αR），当Ig与相应抗原结合后，由于构型改变，促使Fc同相应的细胞结合。
由IgE抗体Fc段的结构特点，可在游离情况下与细胞受体结合，称为亲细胞抗体（cytophilic antibody）。
1．介导I型变态反应IgE诱导的细胞脱颗粒，释放组胺，合成由细胞质来源的介质，如：白三烯，前列腺素，血小板活化因子等引起的I型变态反应。
2．调理吞噬作用调理作用（opsonization）是指抗体，补体等调理素（opsonin），促进吞噬细胞吞噬细胞等颗粒性抗原。
由于补体对热不稳定，称热不稳定调理素（heat-labile opsonin），抗体又称为热稳定调理素（heat-stable opsonin）。
抗体的调理机制：①在抗原和吞噬细胞之间搭桥。
②改变抗原表面电荷。
③中和细菌表面的抗吞噬物质。
④溶化吞噬细胞（抗原抗体复合物结合细胞表面Fc受体）3．发挥抗体依赖的细胞介导细胞毒作用（antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）（二）通过胎盘IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的Ig。
是一种重要的自然被动免疫，对于新生儿的抗感染有重要作用。
三、免疫球蛋白分子的抗原性（一）同种型同种型（isotype）指同一种属内所有个体共有Ig抗原、特异性的标记，在异种体内可诱导产生相应的抗体，同种型的抗原性主要位于CH和CH上，同种型主要包括Ig的类、亚类、型和亚型。
1．免疫球蛋白的类和亚类（Classes and subclasses）（1）类，决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区（CH）。
（2）亚类，同一类Ig中，存在于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异。
2．免疫球蛋白的型和亚型（types and subtypes）（1）型，决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区（CL）。
（2）亚型，按λ铰链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可分为λ1，2，3，4，四个亚型。
（二）同种异型同种异型（allotype）是指同一种属不同个体的Ig分子抗原性的不同，在同种异体间免疫可诱导免疫反应。
1．λ链上的同种异型（重链上）。
2．α2链上的同种异型。
（三）独特型独特型（idiotype）为每一种特异性IgV区上的抗原特异性。
四、免疫球蛋白分子的超家族许多细胞膜表面和机体某些蛋白分子，其多肽链折叠方式与Ig折叠相似，在DNA水平上和氨基酸序列上与IgV区或C 区有较高的同源性，它们可能从同一原始祖先基因经复制突变衍生而来。
编码基因称为免疫球蛋白基因超家族，基因表达产物称为免疫球蛋白超家族(Immunogloblin superfamily, IGSF)。
抗原识别受体，信号传导因子，MHC相关分子，Ig受体等第三节各类免疫球蛋白的生物学活性第四节免疫球蛋白基因的结构和抗体多样性1965年，Dreyer和Bennet首先提出Ig的V区和C区是由分隔存在的基因所编码，在淋巴细胞发育过程中，这两个基因发生易位而重排在一起。
1976年日本学者根川应用DNA重组技术证实了这一假说，1987年获得诺贝尔医学和生理学奖。
Ig分子是由三个不连锁的Igκ，Igλ和IgH基因所编码的，分别位于不同的染色体上。
编码多肽链基因符号基因染色体定位人小鼠κ轻链λ轻链重链IgκIgλIgH2221461612一、Ig重链基因的结构和重排（一）重链V区基因H链V区基因是由V，D，J三种基因片段经重排组成，首先发生D与J基因片段的连接形成D—J，然后再与V片段连接，是通过七聚体—间隔序列—九聚体识别信号和重组酶而完成的。
（二）重链C区基因1．C基因片段小鼠H 链区基因片段从5′端到3′排列的顺序是Cμ—C δ—Cγ3—Cγ1—Cγ2b—Cγ2a—Cε—Cα，人H链C区基因的顺序为Cμ—Cδ—Cγ3—Cγ1—Cε2（Psendo基因）—Cα1—Cγ2—Cγ4—Cε—Cα2。
（三）膜表面Ig重链基因膜表面Ig（SmIg）是B细胞识别抗原的受体。
二、Ig 轻链基因的结构和重排在IgH 链基因重排后，L 链可就区基因片段随之发生重排。
在L 链中，κ链基因先发生重排，如果κ基因重排无效，随即发生λ基因的重排。
L 链的CDR 1，CDR 2和大部分CDR 3由Vκ或V λ基因片段所编码，J κ或J λ基因片段编码CDR 3的其余部分和第四个骨架区。
L 链无D 基因片段。
三、抗体多样性的遗传基础机体对外界是环境中种类众多抗原刺激可产生相应的特异性抗体，推算抗体的多样性在107以上。
多肽链 基因片段数 V 区基因重组方式 重排和随机配对后 推算的多样性数目 V D JH 链 κ链 1000 12 4 250 - 4 V —D —J V —J 4.8×1044.8×107 1.0×103* 多样性数目不包括VDJ 连接多样性，N 区插入和体细胞突变所增加的多样性数目。
第五节抗体的制备一、多克隆抗体（ployclonal antibody，第一代抗体）天然抗原物质往往具有多种不同的抗原决定簇，而每一决定簇都可刺激机体，一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。
在机体淋巴组织内可存在多种抗体形成细胞（B细胞），当受刺激后，对应一个抗原决定簇，每种B细胞可增殖化化为一种细胞群（克隆Clone），并分泌合成在理化性质，分子结构，遗传标记，以及生物学特性等方面相同的均一性抗体（单克隆抗体），多种抗原决定簇可刺激多种细胞克隆合成分泌各种不同的抗体（多克隆抗体）。
