中国药理学会/复旦大学俞神供稿

一、概述

（1）抗体(antibody，Ab)：是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的主要存在于血清等体液中的具有免疫功能的球蛋白。（生物学和功能上的定义）

（2）免疫球蛋白(Ig)：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。（结构和化学）

注：所有抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不都是抗体！

2、免疫球蛋白按存在形式分为：

（1）分泌型(Secreted Ig , SIg)：分泌入体液中，介导体液免疫应答。

（2）膜型(Membrane Ig , MIg)：构成B细胞膜上的抗原受体。

二、免疫球蛋白的结构

基本结构――四肽链结构：免疫球蛋白分子的基本结构是一“Y”字型的四肽链 结构，由两条完全相同的重链(heavy chain, H)和两条完全相同的轻链(light chain, L)以二硫键连接而成。 每条重链和轻链分为氨基端和羧基端。

（一）重链和轻链

1、重链（heavy chain, H）：分子量50~75kD ，450~550个 Aa。

2、轻链（light chain, L ）：分子量25kD ，214个Aa。

轻链分为κ和λ链两种，据此可将Ig分为κ和λ两型 (type)。

根据λ链恒定区个别氨基酸残基的差异，又可将λ分为λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。

（二）可变区和恒定区

1.可变区（variable region, V ）：

110个Aa，位于Ig 的 N 端，占轻链的 1/2 和重链的1/4或1/5。

该区的Aa的组成和排列顺序有较大变异，这种变异决定了抗原与抗体结合的特异性。

2.恒定区（constantregion, C ）：

位于Ig分子的C端，占轻链的1/2和重链的3/4或4/5。

该区的Aa组成和排列在同一动物种属中比较恒定。

3.高变区（hypervariableregion, HVR）：重链和轻链V区（分别称为VH和VL）各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域。即Ab与Ag特异性结合的位置。又称互补决定区（complementaritydetermining region, CDR）。分别为CDR1、CDR2和CDR3

（三）铰链区（hinge region）

位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。绞链区能改变两个Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有绞链区，IgM和IgE则无。

（四）结构域（功能区，domain）

1、分类：①轻链:VL，CL；②重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD)，CH4(IgM和IgE)

2、Ig的二级结构――“三明治”状的“β桶状”结构

具有免疫球蛋白折叠结构的分子统称为免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IgSF）。

三、Ig 的水解片段

　　2Fab(fragment of antigenbinding ) 抗原结合片段和Fab 段:与抗原结合, 单价, 不能形成凝集或沉淀反应

1Fc(fragment crystallizable)可结晶片段。

pFc ‘: 被降解成更小片段, 失去生物学活性。

3.意义:

① 用于研究免疫球蛋白的结构和功能。

② 水解后的产物F(ab ' )2 保留了结合相应的抗原的活性又能减少Fc段的抗原性引起的副作用。临床应用, 可减缓发生过敏反应。

（三）Ig 的类型

1、类（class）

在同一种属的所有个体内，Ig重链C区所含抗原表位不同，据此将重链分为γ、α、μ、δ、ε链5种，与此对应的Ig为5类：IgG、 IgA、 IgM、 IgD、 IgE。

2、亚类（subclass）

依同一类Ig重链的抗原性及二硫键数目和位置不同，将Ig分为亚类。人IgG：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。IgA：IgA1、IgA2。IgM：IgM1、IgM2。IgD 和IgE尚未发现亚类。

3、型（type）

根据Ig轻链C区所含抗原表位不同将Ig分为λ和κ2型 。

4、亚型（subtype）

四、 免疫球蛋白的种类和特性

（一）、IgG：

1、单体，血清和细胞外液中含量最高；

2、四个亚类: IgG1 IgG2 IgG3 IgG4；

3、半衰期长，约20～23天，临床应用以2～3W重复为宜；

4、是治疗用丙球的主要成分（人工被动免疫）；

5、主要的抗感染抗体；

6、唯一通过胎盘的抗体（自然自动免疫）。

（二）、IgM：

1、五聚体，分子量最大(900 kd)，又称巨球蛋白；

2、人类发育过程中最早合成的Ig；

3、体液免疫应答最先产生的 Ig ― 感染早期免疫；

4、占血清Ig含量的5～10%；

5、半衰期5天 ― 血清中特异性IgM 水平增高提示有近期感染；

6、激活补体；

7、IgM 不能通过胎盘 →脐带血或新生儿血清中IgM水平升高表明胎儿有宫内感染；

8、膜表面IgM是BCR的主要成分，也是B细胞发育成熟的标志。

9、自身抗体 → 自身免疫病

（三）、IgA：

1、两种类型：

①血清型： IgA1，单体；

②分泌型：IgA2，二聚体,粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；

2、半衰期：6天；

3、占血清Ig含量的5～15%；

（四）、IgD：

1、单体分子（图略）

2、存在形式 分泌型 ― 血清中，功能不清；膜结合型 ― B细胞表面,

3、意义：

（1）是B细胞成熟的重要标志；

（2）抗原受体；

4、占血清Ig含量的1%；

5、半衰期 3天。

（五）、IgE：

1、单体分子（图略）

2、血清中含量最低(占Ig的0.002%)；

3、半衰期：3天；

4、呼吸道和胃肠道浆细胞产生；

5、亲细胞抗体，介导Ⅰ型超敏反应；

6、过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异性IgE水平增高。

五、免疫球蛋白的生物学功能

1、IgV区的功能――识别并特异性结合抗原

（1）抗体的结合价

单体(IgG, IgE) ―2价；二聚体(分泌型IgA) ― 4价；五聚体(IgM) ― 10价（5价）

（2）实际意义：

中和效应 ― 中和毒素和病毒；与Ag结合 ― 促吞噬细胞吞噬

2、IgC区的功能

1）激活补体

IgM、IgG1-3与抗原结合活化补体的经典途径；

IgA、IgE和IgG4的聚合物可活化补体的旁路途径。

2）结合Fc受体

①调理作用：

IgG + 抗原(颗粒性) → FcγR（单核、巨噬细胞及中性粒细胞） → 促吞噬细胞吞噬；

②抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用（ADCC)：

IgG + 抗原(靶细胞) → Fc γR（NK 细胞）→杀伤靶细胞；

4、免疫球蛋白的抗原性

Ig分子上有三类不同的抗原表位

同种型（isotype）：种属型标志，IgC区

同种异型（allotype）：个体标志，IgC区

六、人工制备抗体的类型

1、多克隆抗体（pollyclonal antibody，pAb）

体内存在千百种抗体形成细胞，每种细胞只识别特定的抗原表位，并在后者刺激下增殖分化，而来得细胞群称为克隆（clone）。

一种抗原物质可具有多种不同表位，每一表位可刺激机体一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。

多克隆抗体为第一代人工抗体，由多克隆细胞产生的多种抗体的混合物

多克隆抗体: 用传统方法将抗原物质免疫动物, 由于这些物质由多种抗原分子组或由多种抗原决定簇组成, 可刺激不同淋巴细胞克隆, 产生多种Ig,即多克隆抗体, 由于这种抗体是针对多种抗原决定簇, 特异性不高, 易出现交叉反应, 其应用也受到限制。

2、单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb)

第二代人工抗体；

由一个B细胞克隆产生的只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体，称为单克隆抗体。

特点： 1.高度均一性 ; 2.高度专一性;3.大量产生及稳定性。

3、基因工程抗体

降低鼠源单克隆抗体的免疫原性。

嵌合抗体、重构抗体、单链抗体等。