第4章 免疫球蛋白基因
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第四章 免疫球蛋白
第四章免疫球蛋白第一节基本概念1、抗体：B淋巴细胞在有效的抗原刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合功能的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称为抗体。
1937年，Tiselius用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等组分，其后又证明抗体的活性部分是在γ球蛋白部分。
因此，相当长一段时间内，抗体又被称为γ球蛋白（丙种球蛋白）。
实际上，抗体的活性除γ球蛋白外，还存在于α和β球蛋白处。
20世纪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。
肺炎球菌多糖免疫家兔后可获得高效价免疫血清。
然后加入相应抗原吸收以除去抗体，将除去抗体的血清进行电泳图谱分析，发现丙种球蛋白（γ-G）组分明显减少，从而证明了抗体活性是存在于丙种球蛋白内。
2、免疫球蛋白：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)。
区别：抗体都是免疫球蛋白，而免疫球蛋白并不都是抗体。
如骨髓瘤蛋白，巨球蛋白血症、冷球蛋白血症等患者血清中存在的异常免疫球蛋白结构与抗体相似，但无抗体活性。
免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig,SIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。
前者主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是B细胞表面的抗原识别受体。
第二节免疫球蛋白结构一、免疫球蛋白的基本结构（一）重链和轻链免疫球蛋白分子是由两条相同的重链（heavy chain，H链）和两条相同的轻链（light chain，L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。
X 射线晶体结构分析发现，IgG分子由3个相同大小的节段组成。
1. 重链分子量约为50～75kD，由450～550个氨基酸残基组成。
免疫球蛋白重链恒定区由于氨基酸的组成和排列顺序不同，故其抗原性也不同。
据此，可将免疫球蛋白分为五类，即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE，其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。
医学免疫学PPT第四章 免疫球蛋白 (1)课件
本章重点
掌握
Ab、Ig的概念 Ig的结构、分区、水解片段、特殊成分、特性与
功能
熟悉
免疫球蛋白的血清型及各类Ig的特点 多克隆抗体、单克隆抗体及基因工程抗体的概念
了解
人工制备抗体的过程
单克隆抗体（monoclonal antibody）
由一个B细胞克隆产生的针对复合抗原上某一抗原表 位的均一抗体（或同源抗体）
单克隆和多克隆抗体的比较和用途
1. 用于免疫学检测，辅助临床诊断
特异性 敏感性 均一性
PcAb 低
差
无
McAb 2. 细胞因子及各种膜表面分子的检测 高 强 3. 连接核素、毒素、药物等制备生物
1. 改造鼠源单抗，尽量减少鼠源成分； 2. 建立B细胞抗体库； 3. 人源化抗体研究，以人Ig基因组取代小鼠的基因组 成分，建立人源抗体的小鼠
嵌合抗体：在基因水平上连接鼠抗体可变区（V区)和人抗 体稳定区(C区)，插入表达质粒在转染细胞表达所产生的抗 体，称之为嵌合抗体。其中C区具抗体效应功能、种属特异 性和免疫原性；V区具结合抗原功能
1. 同种型： 同一物种所有个体共有的Ig的抗原特异 性结构 存在于C区
2. 同种异型：同一种属不同个体间Ig抗原的特异性差 异 存在于C区
3. 独特型： 同一个体体内不同B细胞克隆产生的Ig V 区的抗原特异性各不相同 其抗体是抗独特型抗体 存在于V区
Ig功能区的作用：
VH和VL是结合抗原的部位； CH和CL上有部分同种异型的遗传标志； IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q结合位 点，可启 动补体活化经典途径； IgG可通过胎盘； IgG的CH3可结合细胞表面的FcR，IgE的CH2 和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc 受体结合
(人卫5版医学免疫学)第四章免疫球蛋白课件
1
合成和装配过程
2
免疫球蛋白的合成包括重链和轻链的合成、
抗原结合部位的形成和共价连接的装配过
程。
3
基因的表达调控
免疫球蛋白的合成受基因的调控，包括转 录和转译调控机制。
分泌途径
免疫球蛋白通过内质网和高尔基体系统以 及分泌囊泡等途径进行分泌和运输。
免疫球蛋白在免疫中的作用
免疫球蛋白在免疫应答中发挥重要的作用。
1 中和病原体
免疫球蛋白可以与病原体结合并中和其活性，阻止其侵入和感染宿主细胞。
2 调节免疫应答
免疫球蛋白参与调节T细胞和B细胞的活性，调节免疫应答的幅度和方向。
(人卫5版医学免疫学)第 四章免疫球蛋白课件
本课件将介绍免疫球蛋白的结构、功能、合成和分泌以及其在免疫中的作用。
免疫球蛋白概述
免疫球蛋白是一类抗体蛋白，具有多种重要的生理功能。
定义和特点
免疫球蛋白是一类由免疫系统合成的蛋白质， 具有抗原结合和免疫应答调节功能。
分类和功能
免疫球蛋白可分为不同的亚类，每个亚类在免 疫应答中发挥特定的功能，如中和病原体和调 节免疫应答。
结构与组成
免疫球蛋白具有特定的结构和组成，决定了其功能和相互作用。
基本结构
免疫球蛋白由重链和轻链组成，形成Y型结构，其中 嵌入有抗原结合部位。
亚及特点
不同的免疫球蛋白亚类具有不同的特点和功能，如 IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。
免疫球蛋白的合成和分泌
免疫球蛋白的合成和分泌涉及多个复杂的过程。
第四章 免疫球蛋白
Ab=Ig,Ig≠Ab；Ab是功能描述，Ig是化学结构描述；
第二节 免疫球蛋白的结构
一 、Ig的基本结构
（一）、重链和轻链 Ig的两条长链称为重链（Heavy chain, H链）,
含 450-550aa，分子量为50-75kD。
重链可分为μ、γ、α、δ、ε链
IgM IgG IgA IgD IgE
2.功能区的作用
VL+VH区： 抗原结合部位（2个）
V区
CL和CH 区：具有同种 异型抗体的遗传标记。 （2个）
铰链区：赋予弹性 和伸展性. CH2区：IgG的补体结 合点和通过胎盘的部位
C区
CH3区：是Ig与多种
细胞Fc受体结合的部 位.
二、Ig的其他结构
（一）连接链（J链）：富含半胱氨酸得多肽链
由浆细胞合成的一种糖蛋白。
IgA和IgM含有J链
可稳定Ig多聚体的成份
（二）分泌片 是分泌型IgA(sIgA）的一个辅助成分，
为一种糖肽，由粘膜上皮细胞合成和分泌。
介导IgA二聚体的转运
保护sIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏
sIgA
分泌片
J链
三 Ig的酶解片断
1.木瓜蛋白酶
2个Fab 段：结合抗原 1个Fc段：结合细胞 2.胃蛋白酶 F(ab’)段:双价抗体活性 pFc’段：无生物学活性
第四节Ig的基因及抗体的多样性
一、Ig的基因结构 1.Ig轻链基因结构 （1）Ig κ 型轻链基因：Vκ
小鼠：350
、Jκ 、Cκ
5 1
人：100
5
1
（2）Igλ 型轻链基因：Vλ
小鼠：2
、Jλ
4
、Cλ
4
人：2
第3讲 免疫球蛋白(第4章)
Ig功能区的功能
VH+VL CH+CL
一个抗原结合位点 ——结合抗原 种属型标志 ——Ig的免疫原性 ——结合补体
(IgG)CH2 (IgM)CH3 C1q的结合位点 结合胎盘ＦcRn (IgG)CH2 (IgG)CH3 结合FcR
(MC,M,B,NK)
——介导IgG通过胎盘
——调理作用 ADCC
⊕单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)
(一)多克隆抗体(polyclonal antibody, PcAb)
多克隆抗体----一般指血清抗体，是由含多种抗 原表位的抗原物质，刺激、活化多个B细胞克隆所 产生的针对多种不同抗原表位的不同抗体的混合。
来源广泛、制备容易。 特异性不高，常出现交叉反应。
②膜型Ig---构成了B细胞表面的抗原受体。
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901
1908 1972 1977 von Bering Ehrlich & Metchnikoff Edelman & Poter Yalow Koler,Milstein & Jerne Tonegawa 血清治疗 抗体生成、吞噬 抗体分子结构 放射免疫测定 单克隆抗体 Ig基因结构
[复习思考题]
第3章 抗原 1. 半抗原的含义及种类举例。 2. 固有免疫和适应性免疫的特点比较。 3. 如何理解异物性？ 4. 如果用某种抗原免疫动物，影响血清抗体产生水平的 因素有哪些？ 5. 表位的概念 。T表位和B表位的特点比较。 6. 为什么用牛痘病毒制备的牛痘疫苗可以预防天花病毒 感染？ 7. TD-Ag和TI-Ag的概念及比较。 8. 为什么使用动物免疫血清之前必需做皮试？ 9. 什么是超抗原？有何意义？ 10. 常见作用于人的T、B细胞丝裂原有哪些？
第3讲 免疫球蛋白(第4章)
③ 血清中 检出IgM，提示新近发生 感染，用于感染的早期诊断 ④人类ABO血型天然抗体为IgM ⑤B细胞抗原识别受体(BCR)部分为 IgM(mIgM)。
IgA
(1) 分子组成与分布
① 血清型IgA：为单体分子
② 分泌型IgA
(2) 分泌型IgA的免疫效应作用 ① 黏膜局部抗感染作用 ② 自然被动免疫作用，即婴儿从母乳中获得sIgA
4、单克隆体抗体在医学中的应用
⊕诊断各类病原体
⊕肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原的检测
⊕检测淋巴细胞的表面标志 ⊕“生物导弹”
(三)基因工程抗体 (genetic engineer antibody）
在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰， 导入受体细胞表达的抗体。
人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody) 改型抗体(reshaped humanized antibody) 小分子抗体:Fab片段 Fc片段 Fv片段 双特异性抗体(bispecific antibody) Ig-融合蛋白，抗体导向酶等
据其免疫原性不同分为、两个 型。 ① 1个Ig分子两条轻链的型别总是 相同的。 ② 同一个体内可存在分别带有、 或链的Ab分子 。
(二) Ig肽链的分区
1. 可变区(V区)
variable region
N端
2. 恒定区(C区)
constant region
C端
可变区(V区)
N-末端 1/2L+1/4(1/5)H
ADCC----靶细胞 + IgG Fc + 效应细胞表面IgG Fc受体 -----促杀伤靶细胞
IgG
(1) 一般特性
① 单体Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 )
IgA
(1) 分子组成与分布
① 血清型IgA：为单体分子
② 分泌型IgA
(2) 分泌型IgA的免疫效应作用 ① 黏膜局部抗感染作用 ② 自然被动免疫作用，即婴儿从母乳中获得sIgA
4、单克隆体抗体在医学中的应用
⊕诊断各类病原体
⊕肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原的检测
⊕检测淋巴细胞的表面标志 ⊕“生物导弹”
(三)基因工程抗体 (genetic engineer antibody）
在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰， 导入受体细胞表达的抗体。
人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody) 改型抗体(reshaped humanized antibody) 小分子抗体:Fab片段 Fc片段 Fv片段 双特异性抗体(bispecific antibody) Ig-融合蛋白，抗体导向酶等
据其免疫原性不同分为、两个 型。 ① 1个Ig分子两条轻链的型别总是 相同的。 ② 同一个体内可存在分别带有、 或链的Ab分子 。
(二) Ig肽链的分区
1. 可变区(V区)
variable region
N端
2. 恒定区(C区)
constant region
C端
可变区(V区)
N-末端 1/2L+1/4(1/5)H
ADCC----靶细胞 + IgG Fc + 效应细胞表面IgG Fc受体 -----促杀伤靶细胞
IgG
(1) 一般特性
① 单体Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 )
医学细胞生物学第4章免疫球蛋白
1
免疫疗法
免疫球蛋白在治疗自身免疫疾病和肿瘤方面的应用正在逐渐发展和成熟。
2
疫苗研究
免疫球蛋白研究为疫苗开发提供了重要的理论基础，有助于提高疫苗的效力和安 全性。
3
疾病诊断
免疫球蛋白的检测可以用于许多疾病的诊断和监测，为临床医学提供了重要的工 具。
3
分泌途径
成熟的免疫球蛋白可以通过分泌途径被输送到体液中或被固定在细胞膜上。
免疫球蛋白的功能机制
1 中和病原体
免疫球蛋白可以结合病原体，并通过激活免疫细胞或直反应的强度和方向，确保免疫系统的平衡和正常运作。
3 识别自身和非自身
免疫球蛋白可以识别自身分子和非自身分子，帮助免疫系统辨别与抗原相关的问题。
Y型结构
免疫球蛋白具有Y型的结构，其中的抗原结合部 位能与特定的抗原结合，触发免疫反应。
抗体多样性
由于基因的重组和变异，免疫球蛋白具有非常 大的多样性，能够识别各种不同的抗原。
免疫球蛋白的合成和分泌
1
基因重组
免疫球蛋白的合成始于基因重组，通过基因的重排组合产生不同的免疫球蛋白。
2
成熟过程
免疫球蛋白在淋巴细胞中的合成和分泌过程经历了多个复杂的步骤，包括剪接和 翻译。
免疫球蛋白与免疫系统的关系
免疫系统组成部分 淋巴细胞 抗原提呈细胞 免疫调节细胞
免疫球蛋白的作用
免疫球蛋白可以与淋巴细胞相互作用，激活和调 节免疫反应。
免疫球蛋白可以识别和结合抗原提呈细胞上的抗 原，触发免疫反应。
免疫球蛋白可以与免疫调节细胞相互作用，控制 免疫系统的平衡和正常功能。
免疫球蛋白的临床应用和前景
医学细胞生物学第4章免 疫球蛋白
免疫球蛋白是免疫系统中非常重要的蛋白质，具有多种定义和功能。它们可 以识别和中和病原体，保护我们免受感染。
第四章免疫球蛋白
第四章 免疫球蛋白
(Immunoglobulin,Ig)
内
容
一、抗体与免疫球蛋白 二、免疫球蛋白的分子结构 三、各类免疫球蛋白的特点与功能 四、抗体的生物学活性 五、免疫球蛋白的血清型
抗体——生物体最奇妙的分子
●无限的多样性（diversity)
●功能与结构的双重性
可变区——抗原特异性结合
(三)IgA
分为血清型和分泌型两种。 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为 单体。有抗菌、抗病毒、抗毒素的作用。 分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道 等处的固有层中浆细胞产生，为双体、三体或多体。
四肽链对称结构 ，链间二硫键连接 两条相同的重链（heavy chain,H）和两条相同的轻 链（light chain,L） 氨基端和羧基端。
1.重链与轻链
1.重链（heavy chain，H链）
400～500个氨基酸残基，分子量约50～70kD。 根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE， 相应H链为γ、 μ、 α、 δ及 ε链。
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius 1948 The Nobel Prize in Chemistry
Elvin A. Kabat 1914–2000
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901 1908 von Bering Ehrlich & Metchnikoff 血清治疗 抗体生成、吞噬
2、结合Fc受体
Ig的Fc段经与不同细胞表面的Fc受体(FcR)结合，可 表现出不同功能 （1） 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菌等颗粒性抗原的作用。 抗体的调理作用是指IgG或IgA抗体的Fc段与中性粒细胞、 巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等的相应 Fc受体结合，从而增 强吞噬细胞的吞噬作用
(Immunoglobulin,Ig)
内
容
一、抗体与免疫球蛋白 二、免疫球蛋白的分子结构 三、各类免疫球蛋白的特点与功能 四、抗体的生物学活性 五、免疫球蛋白的血清型
抗体——生物体最奇妙的分子
●无限的多样性（diversity)
●功能与结构的双重性
可变区——抗原特异性结合
(三)IgA
分为血清型和分泌型两种。 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为 单体。有抗菌、抗病毒、抗毒素的作用。 分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道 等处的固有层中浆细胞产生，为双体、三体或多体。
四肽链对称结构 ，链间二硫键连接 两条相同的重链（heavy chain,H）和两条相同的轻 链（light chain,L） 氨基端和羧基端。
1.重链与轻链
1.重链（heavy chain，H链）
400～500个氨基酸残基，分子量约50～70kD。 根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE， 相应H链为γ、 μ、 α、 δ及 ε链。
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius 1948 The Nobel Prize in Chemistry
Elvin A. Kabat 1914–2000
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901 1908 von Bering Ehrlich & Metchnikoff 血清治疗 抗体生成、吞噬
2、结合Fc受体
Ig的Fc段经与不同细胞表面的Fc受体(FcR)结合，可 表现出不同功能 （1） 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菌等颗粒性抗原的作用。 抗体的调理作用是指IgG或IgA抗体的Fc段与中性粒细胞、 巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等的相应 Fc受体结合，从而增 强吞噬细胞的吞噬作用
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C,C
VDJ-C3→→IgG3
•仅C区转换 •抗原特异性不变
IgM→其他类别或亚类Ig的现象,称为类别转换
免疫球蛋白基因的重排
轻链（K）基因重排
免疫球蛋白基因，是在B细胞发育到小前B细胞时才开始发生 重排，使分布在胚系DKA上不同区域的V、J和C基因片段中 的基因重排组合在一起，成为一个成熟的Ig基因，进而转录翻 译为成熟的轻链。 K基因可以通过Vk区基因片段缺失、倒位的方式随机与一 个相隔一定距离的任何一个Jk基因片段相连接； 重排后的Vk Jk片段再与Ck连接形成完整K链DNA，其中还 有少数内含子，转录后通过拼接除去； 经加工修饰，在RNA前体的5’和3 ’端分别加上帽结构和 PolyA 尾，成为成熟的K链mRNA； mRNA从细胞核转移到细胞质中，翻译为K肽链。
• Td和Ti抗原的免疫应答 • 蛋白质抗原在T细胞缺乏时不诱导抗体产生， 故称为胸腺依赖抗原（Td抗原）。 • Td抗原激活B细胞，除必须有抗原作为第一 信号外，还需Th细胞及其分泌的细胞因子作 为第二信号。 • 一些非蛋白抗原如多糖、脂类、核酸等诱导 的抗体反应无需Th细胞，因此也称非依赖性 抗原(Ti)。 • Ti抗原能诱导初次免疫应答，而无记忆细胞 产生，因而也无重链转换和亲和力成熟的再 次免疫应答。
在下，抗原与抗体结合
出现可见的絮状沉淀。
絮状沉淀试验
絮 状 沉 淀 示 意 图
Ag
各管抗原倍比稀释
加入抗血清
1:2
1:4 1:8 1:16 1:32 1:64 1:128
K链基因结构
胚系DNA的λ链由Vλ、 Jλ和Cλ三类基因组成； 小鼠的λ链基因只有Vλl和Vλ2两个V基因，两个L基因即Ll，L2 在V基因的上游； J基因片段有4个基因，C基因片段也有4个基因，但其中Jλ4和 Cλ4为无效基因，其余基因成簇排列； Vλ基因编码λ链的V区，J区基因编码λ链的V区。Cλ基因编码λ 链全部C区。
抗体形成中抗体种类的转换机制
• 抗体免疫应答中首先出现IgM同种型，然后出现 1gG；特别在再应答中有许多类型的同种型出现。 • 控制抗体类别转换的核酸序列称为转换区。活化后 的B细胞DNA上每一类C区基因的上游都有一个个 转换区。 • Cμ的转换区Sμ的结构是由[(GAGCT)nGGCGT]m 重复序列组成的，n=1~7，以n＝3最常见，m可多 达150。 • 转换区的长短次序为Sγl>Sγ2b>Sμ＞Sγ3＞Sγ2a .
1.颈动脉放血法：最常用的方法
2.心脏采血法：要求操作熟练
3.静脉采血法： 1.4℃保存：可保存3～6个月 2.低温保存：-20～-40℃，可保存2～3年 3.冰冻干燥保存：可保存3～5年
抗体的纯化和鉴定
1.抗体特异性的纯化
2.特异性IgG类抗体的纯化 3.特异性抗体的鉴定
一、抗体特异性的纯化
1.亲合层析法：将交叉抗原交联到Sepharose 4B上，装柱后，将预吸收的抗体通组酶分别与这些 转换区的序列结合成为基因重排中产生那种免疫 球蛋白同种型及其亚型转换的重要环节。
• 有报道表明转换信号来自Th细胞合成的细胞介素， 如细胞介素IL-4。 • 在转换中会发生转换区的重组，如转换区Sμ与Sγl 通过缺失连接重组，重组的转换区DNA经过转录 和剪接，除去Sμ的3’端与Sγl的5’端之间的一段DNA 序列．使VDJ则能与Cγl最紧密地连接为VDJ Cγl的 mRNA，最后表达IgGl免疫球蛋白。
膜结合型和分泌型免疫球蛋白的表达
抗体的存在形式： 膜型(membrane immunoglobulin, mIg) —膜表面免疫球蛋白，B细胞膜上的抗原受体； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) — 分泌进入体液, 介导体液免疫应答。
• 如CH基因片段由Cμl， Cμ2， Cμ3和Cμ4四个外 显子分别编码； • 在Cμ4外显子的下游约1.8kb处还有两个外显子 M1和M2分别编码跨膜部分和胞内部分； • 在RNA前体中有两个poly(A)信号位点，位点1 位于Cμ4的3’端，而位点2在M2外显子的3’端； • 如果剪切相加尾发生在位点1，则形成分泌型的 mRNA； • 如果剪切和加尾发生在位点2，则Cμ4的3 ’端的 亲水序列除去并与M1外显子拼接，形成膜结合 型mRNA。
B细胞发育与抗体形成
• B细胞来源于骨髓的干细胞，早期的B细 胞并不分泌免疫球蛋白； • 形成抗体分泌B细胞（浆细胞）需经过两 个发育阶段：即非抗原依赖阶段和抗原 依赖阶段前一阶段主要发生在骨髓，后 一阶段发生在外周循环中。
• 从原始造血细胞分化发育为成熟的B细胞， 需经过原B细胞，前B细胞，幼B细胞(包括 小幼B细胞和幼B细胞)等中间发育阶段。
免疫球蛋白的基因库 1. H基因库（重链基因连锁群）第14号染色体 2.κ基因库（κ链基因连锁群）第2号染色体 3.λ基因库（λ链基因连锁群）第22号染色体
免疫球蛋白基因结构
• 轻链有两种，即K链和λ链。
胚系DNA的K链基因由Vk，Jk，和Ck三类基因片段组成； 每个v区基因上游都有一个L基因编码的信号肽； J基因片段由5个基因组成，其中JK3是无效基因； J基因之间相距较近，J基因编码的氨基酸也属于V区肽段的 一部分，称为连接片段； 只有一个C基因，编码K链C区肽段。
重链基因重排与表达
• 重链基因是通过两次重排形成的。
• 第一次基因重排是D基因片段与JH基因片段的重排连 接，得到DJH基因片段；
• 第二次基因重排是VH基因片段与DJH片段重排和连接， 得到VH DJH的连接片段； • 经过两次重排的DNA仍有一内含子，经过转录以后得 到初转录的RNA，再修饰成为成熟的H链mRNA，翻 译出H链蛋白。
特异性的亲和力，细菌表面不同位点独立地
与抗体结合，一个A蛋白至少可以结合二个 IgG分子。适合纯化细胞培养上清中的McAb。 3.其它：凝胶过滤、离子交换层析等
三、特异性抗体的鉴定
1.抗体效价的鉴定：即为抗体活性滴定 2.抗体特异性鉴定： ①细菌类抗原的抗体用凝集试验 ②可溶性抗原的抗体用双向琼脂扩散试验
免疫应答过程中抗体产生规律
• 再应答 • 当用与初应答相同抗原再次或多次免疫同 一动物产生的免疫应答即为再应答。 • 再应答与初次应答不同的是：①应答反应 的速度快，记忆B细胞受到特异性抗原刺 激后立即开始反应；⑦产生的抗体以IgG 为主，IgM很少，此外还出现IgA、IgE； ③产生抗体的量远远超过初次应答，抗体 具高亲和力。
影响体液免疫应答的因素
• 不同种类的抗原和不同的免疫途径导致免疫应答 的方式与特点的变化。 • 不同种类细胞因子或其相对比例不同对B细胞的 作用也不一样。Th1细胞主要诱导细胞免疫和迟 发型变态反应；Th2细胞刺激IgE和IgG1(小鼠)或 IgG4(人)抗体形成。
• 刺激B细胞的增殖的细胞因子有多种，如来源于 T细胞的细胞因子IL-2、IL-4和IL-5。
析柱，杂抗体吸附在柱上，流出液则是特异
性抗体。 2.吸附法：利用不含特异性抗原的抗原液，直
接加到免疫血清中，抗原则与抗体结合，上
清液则为无杂抗体的单价特异性抗体。
二、特异性IgG类抗体的纯化
1.盐吸沉淀法：经硫酸铵盐析提取γ球蛋白 3次，基本为IgG类抗体，但不纯。 2.A蛋白亲和层析：SPA与IgG的Fc段有很强的
• 免疫球蛋白mRNA
• 与其他蛋白基因的表达方式类似，免疫球蛋白 基因转录产生的RNA前体需经过修饰才形成有功 能的mRNA 。 • 在免疫球蛋白RNA前体近3’端有一保守的多聚腺 苷酸化信号（AAUAAA）， poly(A)多聚酶识别 此信号序列，在其下游15~30核苷酸处切开，并 加上约250个腺苷酸形成poly(A)尾，同时在5端 形成帽结构。 • 加帽和接尾完成后，RNA前体经过RNA剪接除去 内含子并将外显子连接起来。 • mRNA一旦形成，即从核中转出，与胞质中的核 糖体结合。
体细胞基因突变
• V区基因在重排后仍可发生改变、这种改变是 由体细胞突变产生的。 • 体细胞突变只改变VJ或VDJ单个片段的个别核 苷酸，也会导致免疫球蛋白的特异性变化。 • 体细胞突变只发生在IgG和IgA，而不发生在 IgM，因此这种突变可能与免疫球蛋白的种类 转换有关。 • B细胞发生体细胞突变的频率很高，平均每次 细胞分裂，每对碱基发生突变的概率为10-3， 比其他基因的自发突变频率高106倍。
3.抗体的纯度鉴定：免疫电泳分析法
1.周围6个孔放不同稀释度的相应Ab。
2.以出现沉淀线的血清最高稀释倍数为 该抗体的效价。 3.可进行任意稀释。
凝集试验
• 原理 抗原溶液与相应抗体 • •操作步骤 方法评价：
敏感度较低、简便、
易受抗原抗体比例
影响 •临床意义： 测定抗原抗体反应 的最适比。
溶液混合，在电解质存
免疫球蛋白的合成与分泌
• 初次应答
• 初次应答的特点是抗原第一次免疫后血清中抗体浓度缓慢地增 加，从诱发免疫到抗体产生有一个较长的迟滞期。抗体产生的 量较少，效价低。 • 抗体以IgM为主并最早出现。IgG也有，但出现较IgM为迟。 • 初次应答的高峰期大约在免疫后10 d左右。 • 初次应答答除了产生特异的浆细胞分泌抗体之外，还有一些受 到刺激的幼B细胞发育到一定程度不再分化而保持体止状态， 这就是记忆B细胞。 • 记忆B细胞不分泌抗体，只有在受到特异性抗原刺激后才能激 活而成为分泌抗体的浆细胞。 • 记忆B细胞是长命B细胞，可以存活数月甚至机体终身存活。
• 在个体发育过程中，3~4个月的胎儿淋巴细 胞已经达到了成人的水平；
• 但胎儿主要形成B细胞表面上膜结合抗体；
• 出生以后随年龄的增加依次形成IgM， IgG ，IgA。 • 大约到7岁IgG才能达到成年水平。
• 出生时婴儿的抗体IgG都来自母体，出生 后迅速下降，到第7个月完全消失。
• 同时婴儿自身形成的抗体是随浆细胞成 熟的水平逐步增加。
VDJ-C3→→IgG3
•仅C区转换 •抗原特异性不变
IgM→其他类别或亚类Ig的现象,称为类别转换
免疫球蛋白基因的重排
轻链（K）基因重排
免疫球蛋白基因，是在B细胞发育到小前B细胞时才开始发生 重排，使分布在胚系DKA上不同区域的V、J和C基因片段中 的基因重排组合在一起，成为一个成熟的Ig基因，进而转录翻 译为成熟的轻链。 K基因可以通过Vk区基因片段缺失、倒位的方式随机与一 个相隔一定距离的任何一个Jk基因片段相连接； 重排后的Vk Jk片段再与Ck连接形成完整K链DNA，其中还 有少数内含子，转录后通过拼接除去； 经加工修饰，在RNA前体的5’和3 ’端分别加上帽结构和 PolyA 尾，成为成熟的K链mRNA； mRNA从细胞核转移到细胞质中，翻译为K肽链。
• Td和Ti抗原的免疫应答 • 蛋白质抗原在T细胞缺乏时不诱导抗体产生， 故称为胸腺依赖抗原（Td抗原）。 • Td抗原激活B细胞，除必须有抗原作为第一 信号外，还需Th细胞及其分泌的细胞因子作 为第二信号。 • 一些非蛋白抗原如多糖、脂类、核酸等诱导 的抗体反应无需Th细胞，因此也称非依赖性 抗原(Ti)。 • Ti抗原能诱导初次免疫应答，而无记忆细胞 产生，因而也无重链转换和亲和力成熟的再 次免疫应答。
在下，抗原与抗体结合
出现可见的絮状沉淀。
絮状沉淀试验
絮 状 沉 淀 示 意 图
Ag
各管抗原倍比稀释
加入抗血清
1:2
1:4 1:8 1:16 1:32 1:64 1:128
K链基因结构
胚系DNA的λ链由Vλ、 Jλ和Cλ三类基因组成； 小鼠的λ链基因只有Vλl和Vλ2两个V基因，两个L基因即Ll，L2 在V基因的上游； J基因片段有4个基因，C基因片段也有4个基因，但其中Jλ4和 Cλ4为无效基因，其余基因成簇排列； Vλ基因编码λ链的V区，J区基因编码λ链的V区。Cλ基因编码λ 链全部C区。
抗体形成中抗体种类的转换机制
• 抗体免疫应答中首先出现IgM同种型，然后出现 1gG；特别在再应答中有许多类型的同种型出现。 • 控制抗体类别转换的核酸序列称为转换区。活化后 的B细胞DNA上每一类C区基因的上游都有一个个 转换区。 • Cμ的转换区Sμ的结构是由[(GAGCT)nGGCGT]m 重复序列组成的，n=1~7，以n＝3最常见，m可多 达150。 • 转换区的长短次序为Sγl>Sγ2b>Sμ＞Sγ3＞Sγ2a .
1.颈动脉放血法：最常用的方法
2.心脏采血法：要求操作熟练
3.静脉采血法： 1.4℃保存：可保存3～6个月 2.低温保存：-20～-40℃，可保存2～3年 3.冰冻干燥保存：可保存3～5年
抗体的纯化和鉴定
1.抗体特异性的纯化
2.特异性IgG类抗体的纯化 3.特异性抗体的鉴定
一、抗体特异性的纯化
1.亲合层析法：将交叉抗原交联到Sepharose 4B上，装柱后，将预吸收的抗体通组酶分别与这些 转换区的序列结合成为基因重排中产生那种免疫 球蛋白同种型及其亚型转换的重要环节。
• 有报道表明转换信号来自Th细胞合成的细胞介素， 如细胞介素IL-4。 • 在转换中会发生转换区的重组，如转换区Sμ与Sγl 通过缺失连接重组，重组的转换区DNA经过转录 和剪接，除去Sμ的3’端与Sγl的5’端之间的一段DNA 序列．使VDJ则能与Cγl最紧密地连接为VDJ Cγl的 mRNA，最后表达IgGl免疫球蛋白。
膜结合型和分泌型免疫球蛋白的表达
抗体的存在形式： 膜型(membrane immunoglobulin, mIg) —膜表面免疫球蛋白，B细胞膜上的抗原受体； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) — 分泌进入体液, 介导体液免疫应答。
• 如CH基因片段由Cμl， Cμ2， Cμ3和Cμ4四个外 显子分别编码； • 在Cμ4外显子的下游约1.8kb处还有两个外显子 M1和M2分别编码跨膜部分和胞内部分； • 在RNA前体中有两个poly(A)信号位点，位点1 位于Cμ4的3’端，而位点2在M2外显子的3’端； • 如果剪切相加尾发生在位点1，则形成分泌型的 mRNA； • 如果剪切和加尾发生在位点2，则Cμ4的3 ’端的 亲水序列除去并与M1外显子拼接，形成膜结合 型mRNA。
B细胞发育与抗体形成
• B细胞来源于骨髓的干细胞，早期的B细 胞并不分泌免疫球蛋白； • 形成抗体分泌B细胞（浆细胞）需经过两 个发育阶段：即非抗原依赖阶段和抗原 依赖阶段前一阶段主要发生在骨髓，后 一阶段发生在外周循环中。
• 从原始造血细胞分化发育为成熟的B细胞， 需经过原B细胞，前B细胞，幼B细胞(包括 小幼B细胞和幼B细胞)等中间发育阶段。
免疫球蛋白的基因库 1. H基因库（重链基因连锁群）第14号染色体 2.κ基因库（κ链基因连锁群）第2号染色体 3.λ基因库（λ链基因连锁群）第22号染色体
免疫球蛋白基因结构
• 轻链有两种，即K链和λ链。
胚系DNA的K链基因由Vk，Jk，和Ck三类基因片段组成； 每个v区基因上游都有一个L基因编码的信号肽； J基因片段由5个基因组成，其中JK3是无效基因； J基因之间相距较近，J基因编码的氨基酸也属于V区肽段的 一部分，称为连接片段； 只有一个C基因，编码K链C区肽段。
重链基因重排与表达
• 重链基因是通过两次重排形成的。
• 第一次基因重排是D基因片段与JH基因片段的重排连 接，得到DJH基因片段；
• 第二次基因重排是VH基因片段与DJH片段重排和连接， 得到VH DJH的连接片段； • 经过两次重排的DNA仍有一内含子，经过转录以后得 到初转录的RNA，再修饰成为成熟的H链mRNA，翻 译出H链蛋白。
特异性的亲和力，细菌表面不同位点独立地
与抗体结合，一个A蛋白至少可以结合二个 IgG分子。适合纯化细胞培养上清中的McAb。 3.其它：凝胶过滤、离子交换层析等
三、特异性抗体的鉴定
1.抗体效价的鉴定：即为抗体活性滴定 2.抗体特异性鉴定： ①细菌类抗原的抗体用凝集试验 ②可溶性抗原的抗体用双向琼脂扩散试验
免疫应答过程中抗体产生规律
• 再应答 • 当用与初应答相同抗原再次或多次免疫同 一动物产生的免疫应答即为再应答。 • 再应答与初次应答不同的是：①应答反应 的速度快，记忆B细胞受到特异性抗原刺 激后立即开始反应；⑦产生的抗体以IgG 为主，IgM很少，此外还出现IgA、IgE； ③产生抗体的量远远超过初次应答，抗体 具高亲和力。
影响体液免疫应答的因素
• 不同种类的抗原和不同的免疫途径导致免疫应答 的方式与特点的变化。 • 不同种类细胞因子或其相对比例不同对B细胞的 作用也不一样。Th1细胞主要诱导细胞免疫和迟 发型变态反应；Th2细胞刺激IgE和IgG1(小鼠)或 IgG4(人)抗体形成。
• 刺激B细胞的增殖的细胞因子有多种，如来源于 T细胞的细胞因子IL-2、IL-4和IL-5。
析柱，杂抗体吸附在柱上，流出液则是特异
性抗体。 2.吸附法：利用不含特异性抗原的抗原液，直
接加到免疫血清中，抗原则与抗体结合，上
清液则为无杂抗体的单价特异性抗体。
二、特异性IgG类抗体的纯化
1.盐吸沉淀法：经硫酸铵盐析提取γ球蛋白 3次，基本为IgG类抗体，但不纯。 2.A蛋白亲和层析：SPA与IgG的Fc段有很强的
• 免疫球蛋白mRNA
• 与其他蛋白基因的表达方式类似，免疫球蛋白 基因转录产生的RNA前体需经过修饰才形成有功 能的mRNA 。 • 在免疫球蛋白RNA前体近3’端有一保守的多聚腺 苷酸化信号（AAUAAA）， poly(A)多聚酶识别 此信号序列，在其下游15~30核苷酸处切开，并 加上约250个腺苷酸形成poly(A)尾，同时在5端 形成帽结构。 • 加帽和接尾完成后，RNA前体经过RNA剪接除去 内含子并将外显子连接起来。 • mRNA一旦形成，即从核中转出，与胞质中的核 糖体结合。
体细胞基因突变
• V区基因在重排后仍可发生改变、这种改变是 由体细胞突变产生的。 • 体细胞突变只改变VJ或VDJ单个片段的个别核 苷酸，也会导致免疫球蛋白的特异性变化。 • 体细胞突变只发生在IgG和IgA，而不发生在 IgM，因此这种突变可能与免疫球蛋白的种类 转换有关。 • B细胞发生体细胞突变的频率很高，平均每次 细胞分裂，每对碱基发生突变的概率为10-3， 比其他基因的自发突变频率高106倍。
3.抗体的纯度鉴定：免疫电泳分析法
1.周围6个孔放不同稀释度的相应Ab。
2.以出现沉淀线的血清最高稀释倍数为 该抗体的效价。 3.可进行任意稀释。
凝集试验
• 原理 抗原溶液与相应抗体 • •操作步骤 方法评价：
敏感度较低、简便、
易受抗原抗体比例
影响 •临床意义： 测定抗原抗体反应 的最适比。
溶液混合，在电解质存
免疫球蛋白的合成与分泌
• 初次应答
• 初次应答的特点是抗原第一次免疫后血清中抗体浓度缓慢地增 加，从诱发免疫到抗体产生有一个较长的迟滞期。抗体产生的 量较少，效价低。 • 抗体以IgM为主并最早出现。IgG也有，但出现较IgM为迟。 • 初次应答的高峰期大约在免疫后10 d左右。 • 初次应答答除了产生特异的浆细胞分泌抗体之外，还有一些受 到刺激的幼B细胞发育到一定程度不再分化而保持体止状态， 这就是记忆B细胞。 • 记忆B细胞不分泌抗体，只有在受到特异性抗原刺激后才能激 活而成为分泌抗体的浆细胞。 • 记忆B细胞是长命B细胞，可以存活数月甚至机体终身存活。
• 在个体发育过程中，3~4个月的胎儿淋巴细 胞已经达到了成人的水平；
• 但胎儿主要形成B细胞表面上膜结合抗体；
• 出生以后随年龄的增加依次形成IgM， IgG ，IgA。 • 大约到7岁IgG才能达到成年水平。
• 出生时婴儿的抗体IgG都来自母体，出生 后迅速下降，到第7个月完全消失。
• 同时婴儿自身形成的抗体是随浆细胞成 熟的水平逐步增加。