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免疫分子

抗体

一、抗体的结构

抗体的基本结构

重链和轻链

1、重（H）链：可分为5类（μ链、γ链、α链、δ链和ɛ链）不同链与轻链组成完整的抗体分子，分别被称为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE

2、轻(V)链：分为ĸ链和ʎ链

可变区和恒定区

可变区（V区）：重链和轻链的可变区各有三个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区，该区域形成与抗原表位互补的空间构象，又被称为互补决定区（CDR）

恒定区（C区）

铰链区

含有丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，能改变Y形两个臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个相同的抗原表位

抗体的辅助成分

J链

由124个氨基酸组成，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ab分子连接为二聚体或多聚体。（IgA连接形成二聚体，IgM通过二硫键和J链连接形成五聚体）

分泌片

又称分泌成分，具有保护SIgA的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用，并介导SIgA二聚体从黏膜下通过粘膜上皮细胞转运到黏膜表面

抗体分子的水解片段

免疫球蛋白超家族：免疫球蛋白折叠提示具有这种折叠模式的分子可能是由共同的祖先基因进化而来，被称为免疫球蛋白超家族

二、抗体的多样性和免疫原性

多样性：是由免疫球蛋白基因重排决定并经抗原选择表现出来的，反映了机体对抗原精细结构的识别和应答。

抗体本身具有免疫原性可激发集体产生特异性免疫应答。其抗原表位可分为三种

1、同种型：存在于同种抗体分子中的抗原表位

2、同种异型：存在于同种属不同个体Ab中的抗原表位

3、独特性：即使是同一种属、同一个体来源的抗体分子，其免疫原性亦不尽相同

三、抗体的功能

抗体V区的功能

·识别并特异性结合抗原是抗体分子的主要功能，执行该功能的结构是抗体的V区 ·可以结合病原微生物及其产物，具有中和毒素、阻断病原入侵等免疫防御功能

抗体C区的功能

1、激活补体

2、结合Fc受体

调理作用

指抗体如 IgG（特别是 IgG1 和 IgG3）的 Fc 段与中性粒细胞、巨噬细胞上的 IgG Fc 受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。

抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）

指具有杀伤活性的细胞如 NK 细胞，通过其表面表达的 Fc 受体识别结合于靶抗原（如病毒感染细胞或肿瘤细胞）上的抗体 Fc 段，直接杀伤靶抗原。

介导I型超敏反应

IgE 的 Fc 段与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面 IgE Fc 受体结合，参与I 型超敏反应的发生。

3、穿过胎盘和黏膜（只有IgG）

四、各类抗体的特性于功能

IgG

重链为 γ 链，血清中以单体形式存在，占血清 Ig 总量的 75～80%，半寿期 20～23 天。是再次免疫应答产生的、体内主要的抗感染抗体。能通过胎盘，可激活补体，通过 Fc 受体结合细胞发挥 ADCC 和调理作用。IgG 与 SPA 结合的特性可用于抗体纯化及免疫诊断。

IgM

重链为 μ 链，血清中以五聚体形式存在，五个单体通过 J 链和二硫键联接而成，是分子量最大的 Ig。IgM 无铰链区。IgM 占血清 Ig 的 5～10%左右，半寿期 10 天。也是体内主要的抗感染抗体，感染早期首先出现的抗体是 IgM，IgM 激活补体的能力远远大于 IgG。IgM 也是 B 细胞表面抗原受体的主要成分。

IgA

重链为 α 链，血清中以单体形式存在，分泌液中以二聚体形式存在，称分泌型 IgA（secretory IgA, SIgA）。SIgA 由两个单体、一个 J 链和一个分泌片组成。 SIgA 可通过黏膜，在机体黏膜局部抗感染免疫中发挥重要作用。

IgD

重链为 δ 链，分子形式为单体。IgD 在血清中含量很低，半寿期 3 天。血清型 IgD 的生物学功能不清。mIgD 是 B 细胞表面抗原受体的成分。

IgE

重链为 ε 链，在血清中以单体形式存在。IgE 无铰链区。血清中含量极微，半寿期 2.5天。IgE 与肥大细胞、嗜碱性粒细胞极易结合，主要参与 I 型超敏反应及抗某些寄生虫感染。

五、人工制备抗体

1. 多克隆抗体（polyclonal antibody）
天然抗原常含多种特异性的抗原表位，刺激机体免疫系统，体内多种 B 细胞克隆被激活，产生的抗体是针对多种不同抗原表位的 Ab 总和，称为多克隆抗体。多克隆抗体来源广泛但特异性不高。

2. 单克隆抗体（monoclonal antibodies, mAb）
由一个 B 细胞克隆产生的识别单一抗原表位的同源抗体，称为单克隆抗体。mAb 一般通过杂交瘤技术制备，具有结构高度均一、抗原结合部位和同种型相同、纯度高、特异性强和效价高等特点

3.基因工程抗体

补体系统

一、补体的组成与生物学特性

补体系统的组成

1、补体固有成分：指存在于血浆及体液中、参与补体激活的蛋白质

经典途径的C1q、C1r、C1s、C2、C4

旁路途径的B因子、D因子和备解素（P因子）

凝集素途径（MBL）

补体活化的共同组分C3、C5、C6、C7、C8、C9

2、补体调节蛋白

3、补体受体

补体的理化性质：补体系统各成分均为糖蛋白，故对热不稳定；紫外线照射，机械振荡等可使补体失活

补体的代谢

1、补体的来源

2、补体生物合成的调节

3、补体的分解代谢

二、补体激活途径

经典途径：指激活物与C1q结合，顺序活化C1r、C1s、C4、C2、C3，形成C3转化酶与C5转化酶的级联酶促反应过程

1、激活物：主要是与抗原结合的IgA、IgM分子

2、活化过程：C3转化酶（C4b2a）、C5转化酶（C4b2a3b）

旁路途径：又称替代激活途径，其不依赖于抗体，而由微生物或外源异物直接激活C3，在B因子、D因子和备解素P因子参与下，形成C3转化酶和C5转化酶，启动级联酶促反应过程

1、激活物：某些细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖均可成为旁路途径的激活物

2、活化过程：C3转化酶（C3bBb）、C5转化酶（C3Bb3b）

凝集素途径：又称MBL途径，指血浆中甘露糖结合凝集素、纤维胶原素等直接识别病原体表面糖结构，依次活化MBL相关丝氨酸蛋白酶、C4、C2、C3，形成于经典途径中相同的C3转化酶与C5转化酶的级联酶促反应过程

1、激活物：病原体表面的糖结构

2、活化过程

三、补体激活的调节

针对经典途径前端反应的调节机制

C1抑制物

C4结合蛋白

膜辅蛋白（MCP）

衰变加速因子（DAF）

针对旁路途径前端反应的调节机制

针对MAC的调节机制

膜反应性溶破抑制物（MIRL）

同源限制因子(HRF)

S蛋白

群集素

四、补体的生物学意义

补体的生物功能

1、细胞毒作用

2、调理作用

3、炎症介质作用

4、清除免疫复合物

补体的病理生理学意义

1、机体抗感染防御的主要机制

2、参与适应性免疫应答

3、补体系统与血液中其他级联反应系统的相互作用

细胞因子

一、细胞因子的共同特点

基本特征

1、小分子可溶性蛋白，多为糖蛋白

2、高效性，一般在较低浓度下即有生物学活性

3、通过结合细胞表面相应受体发挥生物学效应

4、可诱导产生，且合成具有自限性

5、半寿期短

6、效应范围小，绝大多数为近距离发挥作用

作用方式

1、自分泌方式：作用于分泌细胞本身

2、旁分泌方式：作用于临近细胞

3、内分泌方式：少数细胞因子通过循环系统对远距离的靶细胞发挥作用

功能特点

1、多效性：一种细胞因子可以对不同的细胞发挥不同的作用

2、重叠性：两种或两种以上的细胞因子具有同样或类似的生物学作用

3、协同性：一种细胞因子可增强另一种细胞因子的功能

4、拮抗性：一种细胞因子可抑制另一种细胞因子的功能

5、网络性：在免疫应答过程中，免疫细胞之间通过具有不同生物学效应的细胞音系相互刺激、彼此约束，形成复杂而有序的细胞因子网络，对免疫应答进行调节，维持免疫系统的稳态平衡

二、细胞因子的分类

1、白细胞介素（IL）：由白细胞产生又在白细胞间发挥调节作用的细胞因子

2、集落刺激因子（CSF）：能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞分化、繁殖的细胞因子

3、干扰素（IFN）：具有干扰病毒复制的功能

4、肿瘤坏死因子（TNF）：在调节免疫应答、杀死靶细胞和诱导细胞凋亡等过程中发挥重要作用

5、生长因子（GF）：泛指一类可促进相应细胞生长和分化的细胞因子

6、趋化因子：一类结构相似，具有趋化功能的细胞因子

三、细胞因子受体

细胞因子受体的分类

1、1型细胞因子受体家族

2、2型细胞因子受体家族

3、肿瘤坏死因子受体家族

4、免疫球蛋白超家族受体

5、IL-17受体家族

6、趋化因子受体家族

细胞因子受体共有链

可溶性细胞因子受体、细胞因子诱饵受体和细胞因子受体拮抗剂

1、可溶性细胞因子受体

2、细胞因子诱饵受体

3、细胞因子受体拮抗剂

四、细胞因子的免疫学功能

调控免疫细胞发育、分化和功能

1、调节免疫细胞在中枢免疫器官的发育、分化

2、调节免疫细胞在外周免疫器官的发育、分化、活化和功能

调控机体的免疫应答

1、抗感染作用

抗菌免疫

抗病毒免疫

2、抗肿瘤作用

3、诱导细胞凋亡

五、细胞因子临床

细胞因子与疾病发生

1、细胞因子风暴

2、致热与炎症病理损害

3、肿瘤的发生及免疫逃逸

4、免疫系统相关蛋白

超敏反应

自身免疫病

免疫缺陷病

器官移植排斥反应

5、代谢性疾病

细胞因子与疾病治疗

1、细胞因子直接治疗

2、细胞因子拮抗治疗

白细胞分化抗原和黏附分子

一、人白细胞分化抗原

人白细胞分化抗原的概念

主要指造血干细胞在分化为不同谱系、各个细胞谱系分化不同阶段记忆成熟细胞活化过程中，细胞表面表达的标记分子。

分化群的概念

将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一种分化抗原归为同一个分化群（CD）

人白细胞分化抗原的功能

二、黏附分子：是介导细胞间或细胞外基质间相互结合和作用的分子

免疫球蛋白超家族

整合素家族

基本结构：由α、β链经非共价键连接组成的异源二聚体

分布：分布广泛

选择素家族

钙黏蛋白家族

黏附分子

参与免疫细胞之间的相互作用和活化

参与炎症过程中白细胞与血管内皮细胞黏附

参与淋巴细胞归巢

参与细胞的发育、分化、附着和移动

参与多种疾病的发生

三、白细胞分化抗原及其单克隆抗体的临床应用

在疾病诊断中的应用

在疾病预防和治疗中的应用

主要组织相容性复合体（MHC）

一、MHC结构及其遗传特异性

经典的MHC1和MHC2类基因：MHC1包括B、C、A三个座位；MHC2包括DP、DQ、DR

免疫功能相关基因

血清补体成分的编码基因

抗原加工相关基因

1、蛋白酶体β亚单位

2、抗原加工相关转运物

3、HLA-DM基因

4、HLA-DO基因

5、TAP相关蛋白基因

非经典1类基因

1、HLA-E

2、HLA-G

炎症相关基因

MHC的遗传特点

MHC的多态性：指群体中单个基因座位存在两个以上不同等位基因的现象。

单体型和连锁不平衡

单体型指同一染色体上紧张连锁的MHC等位基因的组合

1、等位基因的非随机性表达

2、连锁不平衡

二、HLA分子

HLA分子的分布

1类分子由重链（α链）和β2m组成，分布于所有有核细胞表面

2类分子由α链和β链组成，仅表达在淋巴组织中一些特定的细胞表面

HLA分子的结构及其抗原肽的相互作用

HLA分子的结构

MHC与抗原肽的相互作用

HLA分子的功能

作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答

1、决定了T细胞识别抗原的MHC限制性

2、参与T细胞在胸腺中的选择和分化

3、决定疾病易感染性的个体差异

4、参与构成种群免疫反应的异质性

5、参与移植排斥反应

作为调节分子参与固有免疫应答

免疫医学免疫学的免疫分子

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