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人民卫生出版社:《医学免疫学》课程教学资源(电子教材)第四章 抗体

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人民卫生出版社:《医学免疫学》课程教学资源(电子教材)第四章 抗体
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第四章抗体抗体(antibody,Ab)是介导体液免疫的重要效应分子,是免疫系统在抗原刺激下,由B细胞或记忆B细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig),主要分布在血清中,也分布于组织液、外分泌液及某些细胞膜表面。免疫球蛋白是血清中一类主要的蛋白,由α1、α2、β和球蛋白等组成。1968年和1972年世界卫生组织和国际免疫学会联合会的专业委员会先后决定,将具有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。第一节抗体的结构一、抗体的基本结构尽管抗体与抗原的特异性结合导致聚集、沉淀或中和反应等现象为人们熟知,但是直到20世纪50年代末才由GeraldMEdelman与RodneyRPorter共同阐明抗体的结构特征。抗体的基本结构是由两条完全相同的重链和两条完全相同的轻链通过二硫键连接的呈Y形的单体。每条肽链分别由2~5个约含110个氨基酸,序列相似但功能不同的结构域(又称功能区)组成。结构域的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个反向平行的β片层经一个链内二硫键连接稳定的“β桶状”结构(图4-1)。轻链C区轻链V区N端CDR3CDR1C端CDR2浙叠二硫键图4-1抗体分子的二级结构Ab二级结构是由几股多肽链折叠而成的两个反向平行的β片层,图中轻链的C,两个β片层分别为4股和3股,V,为5股和4股。两个β片层通过链内二硫键垂直连接形成“三明治”状的“β桶状结构(一)重链和轻链1.重链重链(heavychain,H)分子量约为50~75kD,由450~550个氨基酸残基组成。根据H链恒定区抗原性的差异可将其分为5类(class):μ链、链、α链、8链和e链,不同的重链与轻链组成完整的抗体分子,分别被称为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。不同类的抗体分子具有不同的特征,如链内29

30第四章抗体二硫键的数目和位置、连接寡糖的数量、结构域的数目以及铰链区的长度等均不完全相同。即使是同一类抗体,铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目、位置也不同,据此可将其分为不同的亚类(sub-class)。如人IgG可分为IgG1~IgG4;IgA可分为IgA1和IgA2。IgM、IgD和IgE尚未发现有亚类2.轻链轻链(lightchain,L)分子量约为25kD,由约214个氨基酸残基构成。轻链分为k链和入链,据此可将Ab分为两型(type),即k型和入型。一个天然Ab分子上两条轻链的型别总是相同的,但同一个体内可存在分别带有k或入链的抗体分子。五类Ab中每类Ab的轻链都可以有k链或入链,两型轻链的功能无差异。不同种属生物体内两型轻链的比例不同,正常人血清免疫球蛋白k:入约为2:1,而在小鼠则为20:1。k:入比例的异常可能反映免疫系统的异常,例如人类免疫球蛋白入链过多,提示可能有产生入链的B细胞肿瘤。根据入链恒定区个别氨基酸的差异,又可分为入1、入2、入3和入4四个亚型(subtype)。(二)可变区和恒定区通过分析不同抗体分子重链和轻链的氨基酸序列,发现重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大,其他部分氨基酸序列则相对恒定。抗体分子中轻链和重链靠近N端的氨基酸序列变化较大,形成的结构域称为可变区(variableCDR1VVIregion,V区),分别占重链和轻链的1/4和1/CDR2VLCDR3SV2;靠近C端的氨基酸序列相对恒定的区域称FR1CDRIFR2为恒定区(constantregion,C区),分别占重链ACDR2FR3CDR3和轻链的3/4和1/2(图4-2)FR41.可变区重链和轻链的V区分别称为V和V.。V.和V.各有3个区域的氨基酸饺链区组成和排列顺序高度可变,称为高变区(hy-CHCHpervariableregion,HVR);该区域形成与抗原11表位互补的空间构象,又被称为互补决定区(complementarity determining region,CDR),分别用CDR1(HVR1)、CDR2(HVR2)和CDR3图4-2抗体分子V区和C区结构示意图(HVR3)表示,一般CDR3变化程度更高。按抗体分子重链和轻链折叠形成的环形结构域,CDR为互补照Kabat编码模式,V.的3个高变区分别位于决定区,FR为骨架区29~31、49~58和95~102位氨基酸,V,的3个高变区分别位于28~35、49~56和91~98位氨基酸。V和V,共6个CDR共同组成Ab的抗原结合部位(antigen-bindingsite),决定着抗体的特异性,负责识别及结合抗原,从而发挥免疫效应(动画41“抗体CDR区识别抗原模式”)。CDR区氨基酸的多样性是抗体与数量庞大的不同抗原特异性结合口O的分子基础。V区中CDR之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对变化不大,称为骨架区(frameworkregion,FR)。V或V,各有4个骨架区,分别用FR1、FR2、FR3和FR4表示(图4-2)。FR区的主要作用是稳定CDR区的空间构型,以利于抗体CDR与抗原决定簇间的精细、特异性结合2.恒定区重链和轻链的C区分别称为C和Cr不同型(k或入)Ab其C,的长度基本一致,但不同类AbC的长度不一IgG、IgA和IgD重链C区有C1、C2和C3三个结构域,IgM和IgE重链C区有C.1、C.2、C.3和C4四个结构域。同一种属的个体,所产生针对不同抗原的同一类别Ab,尽管其V区各异,但其C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定,其免疫原性相同。例如:针对不同抗原的人IgG抗体,它们的V区不同,所以只能与相应的抗原发生特异性结合,但C区是相同的,均含链,因此抗人IgG抗体均能与之结合。(三)铰链区铰链区(hingeregion)位于Cl与C2之间,含有丰富的脯氨酸,因此易伸展弯曲,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。铰链区易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水

31第四章抗体解,产生不同的水解片段(见水解片段部分)。不同类或亚类的Ab铰链区不尽相同,例如IgG1、IgG2、IgG4和IgA的铰链区较短,而IgG3和IgD的铰链区较长。IgM和IgE无铰链区。二、抗体的辅助成分除上述基本结构外,某些类别的Ab还含有其他辅助成分,如J链和分泌片。(一)J链J链(joiningchain)是由124个氨基酸组成,富含半胱氨酸的酸性糖蛋白(图4-3),分子量约15kD,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。2个IgA单体由J链连接形成二聚体,5个IgM单体由二硫键相互连接,并通过二硫键与J链连接形成五聚体。IgG、IgD和IgE常为单体,无J链。J链anOSPIgM分泌型IgA图4-3抗体分子的J链和分泌片分泌型IgA(SIgA)二聚体和IgM五聚体均由J链将其单体Ab分子连接为二聚体或五聚体。分泌片(SP,图中橙色球组成的肽链)为一含糖肽链,是多聚免疫球蛋白受体(plgR)的胞外段,其作用是辅助SIgA由黏膜固有层,经黏膜上皮细胞转运,分泌到黏膜表面,并保护SIgA铰链区免遭蛋白水解酶降解(二)分泌片分泌片(secretorypiece,SP)又称分泌成分(secretorycomponent,SC)(图4-3),是分泌型IgA分子上的助成分,分子量约为75kD,为含糖的肽链,由黏膜上皮细胞合成和分泌,并结合于IgA二聚体上,使其成为分泌型IgA(SIgA)。分泌片具有保护SIgA的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黏膜上皮细胞转运到黏膜表面。三、抗体分子的水解片段在一定条件下,抗体分子肽链的某些部分易被蛋白酶水解为各种片段(图4-4)。木瓜蛋白酶(papain)和胃蛋白酶(pepsin)是最常用的两种蛋白水解酶,借此可研究Ab的结构和功能,分离和纯化特定的Ab多肽片段。(一)木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶从铰链区的近N端,将Ab水解为2个完全相同的抗原结合片段(fragmentofantigenbinding,Fab)和1个可结晶片段(fragmentcrystallizable,Fc)(图4-4)。Fab由V,、C,和V、C1结构域组成,只与单个抗原表位结合(单价)。Fc由一对C2和C.3结构域组成,无抗原结合活性,是Ab与效应分子或细胞表面Fc受体相互作用的部位。(二)胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶在铰链区的近C端将Ab水解为1个F(ab'"),片段和一些小片段pFc(图4-4)

32第四章抗体FaFab木瓜蛋白酶F(ab')2二胃蛋白酶美AbpFe中图4-4抗体分子的水解片段示意图木瓜蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链近N端,将Ab裂解为2个完全相同的Fab段和1个Fc段。胃蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链近C端,将Ab水解为1个大片段F(ab"),和多个小片段pFcF(ab')2由2个Fab及铰链区组成,因此为双价,可同时结合两个抗原表位。由于F(ab'),片段保留了结合相应抗原的生物学活性,又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用和超敏反应,因而被广泛用作生物制品,如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶水解后精制提纯的制品。pFc最终被降解,不发挥生物学作用。四、免疫球蛋白超家族在抗体分子中,除了CDR区的氨基酸高度变化外,其余结构域的氨基酸序列相对保守,这些序列折叠成特定的球形结构,被称为免疫球蛋白折叠(immunoglobulinfold)。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,被称之为免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IgSF)免疫球蛋白超家族分子至少包含一个70~110个氨基酸组成的Ig结构域,折叠成反平行的β片层结构,片层间呈现疏水性,通过二硫键相连,形成免疫球蛋白折叠。IgSF分子分布广泛,大部分与免疫系统相关,如T细胞的抗原受体、T细胞的辅助受体CD4和CD8、B细胞的辅助受体CD19、大部分免疫球蛋白Fc受体、协同刺激分子以及部分细胞因子及其受体等。第二节抗体的多样性和免疫原性尽管所有的抗体均由V区和C区组成,但不同抗原刺激B细胞所产生的抗体在特异性以及类型等方面均不尽相同,呈现出明显的多样性。自然界中抗原种类繁多,每种抗原分子结构复杂,常含有多种不同的抗原表位。这些抗原刺激机体产生的抗体总数是巨大的,包括针对各抗原表位的特异性的抗体,以及针对同一抗原表位的不同类型的抗体。抗体的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。抗体既可与相应的抗原发生特异性结合,其本身又因具有免疫原性可激发机体产生特异性免疫应答。其结构和功能的基础在于抗体分子中包含抗原表位。这些抗原表位呈现三种不同的血清型:同种型、同种异型和独特型(图4-5)

第四章抗体331同种型同种异型独特型图4-5抗体分子的抗原性示意图抗体分子存在3种不同的血清型:同种型,指同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志,其表位存在于Ab的C区:同种异型,指同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志,其表位广泛存在于Ab的C区;独特型,指每个Ab分子所特有的、存在于V区的抗原特异性标志。图中红色区域代表抗体分子中三种血清型抗原表位所在部位(一)同种型(isotype)不同种属来源的抗体分子对异种动物来说具有免疫原性,可刺激异种动物(或人)产生针对该抗体的免疫应答。这种存在于同种抗体分子中的抗原表位即为同种型,是同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志,为种属型标志,存在于Ab的C区。(二)同种异型(allotype)同一种属不同个体来源的抗体分子也具有免疫原性,也可刺激不同个体产生特异性免疫应答。这种存在于同种属不同个体Ab中的抗原表位,称为同种异型,是同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志,为个体型标志,存在于Ab的C区。(三)独特型(idiotype,ld)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,称为独特型。独特型是每个抗体分子所特有的抗原特异性标志,其表位被称为独特位(idiotope)。抗体分子每一Fab段约有5~6个独特位,它们存在于V区(图4-6)。独特型在异种、同种异体甚至同一个体内均可刺激产生相应抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotypeantibody,AId或Ab2)。独特位①独特位2独特位②Ab2Ag独特位1AblAb2p抗原内影像图4-6抗体分子的独特型示意图抗体1(Ab1)的V区存在5~6个个体特异性的氨基酸结构,称为独特位(idiotope),它们也可以作为抗原表位诱导抗体2(Ab2)的产生。如图所示:独特位①是Ab1上与抗原表位结合的部位,它诱导产生的Ab2又称Ab2β,为抗原”内影像”,可模拟抗原并竞争性抑制Ab1与抗原的结合;独特位②存在于Ab1的骨架区,它诱导产生的Ab2又称Ab2α第三节抗体的功能抗体的功能与其结构密切相关。抗体分子的V区和C区的氨基酸组成及顺序的不同,决定了它

34第四章抗体们功能上的差异;许多不同的抗体分子在V区和C区结构变化的规律性,又使得抗体的V区和C区在功能上有各自的共性。V区和C区的作用,构成了抗体的生物学功能(图4-7)。阻止病原体入侵溶解细胞或细菌联合调理作用90o00oFCRCR中和作用活化补体X通过胎盘被动免疫结合Fc受体调理作用介导I型超敏反应ADCC图4-7抗体的主要生物学功能抗体可变区(V区)和恒定区(C区)的功能各异:V区主要功能是特异性结合抗原,从而阻断病原入侵,发挥中和作用;C区则在V区与特异性抗原结合后,通过激活补体及与靶细胞表面Fc受体结合后,发挥调理作用、产生ADCC效应、介导超敏反应和穿越胎盘等一、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V区,其中CDR在识别和结合特异性抗原起决定性作用,抗体分子有单体、二聚体和五聚体,因此结合抗原表位的数目也不相同。Ab结合抗原表位的个数称为抗原结合价。单体Ab可结合2个抗原表位,为双价;分泌型IgA为4价;五聚体IgM理论上为10价,但由于立体构型的空间位阻,一般只能结合5个抗原表位,故为5价。抗体的V区在体内可结合病原微生物及其产物,具有中和毒素、阻断病原人侵等免疫防御功能,但抗体本身并不能清除病原微生物。B细胞膜表面的IgM和IgD等Ig构成B细胞的抗原识别受体(Bcellreceptor,BCR),能特异性识别抗原分子。在体外可发生各种抗原抗体结合反应,有利于抗原或抗体的检测和功能的判断。(动画4-2“免疫球蛋白的功能一—特异性结合抗原”)二、抗体C区的功能(一)激活补体抗体与相应抗原结合后,可因构型改变而使其C.2和C,3结构域内的补体结合位点暴露,从而通过经典途径激活补体系统,产生多种补体的效应功能。其中IgM、IgG1和IgG3激活补体的能力较强,IgG2较弱。IgA、IgE和IgG4本身难以激活补体,但形成聚合物后可通过旁路途径激活补体系统。(二)结合Fc受体IgG、IgA和IgE抗体可通过其Fc段与表面具有相应Fc受体(FcR)的细胞结合,产生不同的生物学作用。IgG、IgA和IgE的Fc受体分别称为FcyR、FcαR和FcsR。1.调理作用(opsonization)细菌特异性的IgG(特别是IgG1和IgG3)以其Fab段与相应细菌的抗原表位结合,以其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面的FcyR结合,通过IgG的“桥联”作用

35第四章抗体促进吞噬细胞对细菌的吞噬(图4-7)。2.抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependentcell-mediated cytotoxicity,ADCC)抗体的Fab段结合病毒感染的细胞或肿瘤细胞表面的抗原表位,其Fc段与杀伤细胞(NK细胞、巨噬细胞等)表面的FcR结合,介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞(图4-7)。NK细胞是介导ADCC的主要细胞(见第十四章)。抗体与靶细胞上的抗原结合是特异性的,而表达FcR细胞的杀伤作用是非特异性的。3.介导I型超敏反应IgE为亲细胞抗体,可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgEFc受体(FceRI)结合,并使其致敏。若相同变应原再次进人机体与致敏靶细胞表面特异性IgE结合,即可促使这些细胞合成和释放生物活性物质,引起1型超敏反应(见第十八章)。(三)穿过胎盘和黏膜在人类,IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。胎盘母体一侧的滋养层细胞表达一种IgG输送蛋白,称为新生Fc段受体(neonatalFcR,FcRn)。IgG可选择性与FcRn结合,从而转移到滋养层细胞内,并主动进人胎儿血液循环中。IgG穿过胎盘的作用是一种重要的自然被动免疫机制,对于新生儿抗感染具有重要意义。另外,分泌型IgA可被转运到呼吸道和消化道黏膜表面(图4-8),在黏膜局部免疫中发挥重要作用。IgA二聚体儿IgA结合于plgRa细胞内吞基底侧GOUA转法M多聚免疫球蛋白受体poly-Ig receptor(plgR)黏膜上皮细胞胞吐作用SIgA黏膜腔图4-8分泌型IgA(SIgA)经肠道上皮细胞分泌至黏膜表面抗原激活黏膜相关淋巴细胞,产生抗原特异性B细胞,分化为产生IgA二聚体的浆细胞。在经由黏膜上皮细胞分泌的过程中,IgA二聚体先结合上皮表达的多聚免疫球蛋白受体(polyIgreceptor,plgR),IgA-plgR复合物被内吞进入肠上皮细胞,再通过酶和胞吐作用将SIgA转运到肠腔。plgR胞外段的4个结构域即为分泌型IgA中的分泌片(SP)此外,抗体分子还对免疫应答有调节作用(见第十七章)。第四节各类抗体的特性与功能、IgGIgG于出生后3个月开始合成,3~5岁接近成人水平,是血清和胞外液中含量最高的Ig,约占血清总Ig的75%~80%(表4-1)。人IgG有4个亚类,分别为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。IgG半寿期约20~23天,是再次免疫应答产生的主要抗体,其亲和力高,在体内分布广泛,是机体抗感染的“主力

36体第四章抗军”。IgG1、IgG3、IgG4可穿过胎盘屏障,在新生儿抗感染免疫中起重要作用。IgG1、IgG2和IgG3的C.2能通过经典途径活化补体,并可与巨噬细胞、NK细胞表面Fc受体结合,发挥调理作用ADCC作用等。人IgG1、IgG2和IgG4可通过其Fc段与葡萄球菌蛋白A(SPA)结合,借此可纯化抗体,并用于免疫诊断。某些自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体,以及引起Ⅱ、Ⅲ型超敏反应的抗体也属于IgG。表4-1人免疫球蛋白的主要理化性质和生物学功能IgD性质IgMIgGIgAIgE950184150160190分子量(kD)8重链Yα8M42无无无亚类数33344C区结构域数J无无J,SP无辅助成分7%10%9%3%13%糖基化修饰率单体单体五聚体单体单体/二聚体主要存在形式生后3胚胎后期随时生后4~6较晚开始合成时间个月个月70.433650.016合成率[mg/(kg·d)]5%~10%0.3%75%~85%10%~15%0.02%占总血清g的比例0.7~1.70.039.5~12.51.5~2.60.0003血清含量(mg/ml)2310362.5半寿期(天)52222,4抗原结合价+?+?溶细菌作用+胎盘转运+11-1+结合吞噬细胞+-1+结合肥大细胞、嗜碱性粒细胞I-一结合SPA+一一-一介导ADCC+±11++经典途径补体激活-?IgAl+IgC4+旁路途径补体激活其他作用初次应答B细胞标志再次应答黏膜免疫I型超敏反应早期防御抗感染抗寄生虫二、IgMIgM占血清免疫球蛋白总量的5%~10%,血清浓度约1mg/ml。单体IgM以膜结合型(mlgM)表达于B细胞表面,构成B细胞抗原受体(BCR),只表达mIgM是未成熟B细胞的标志。分泌型IgM为五聚体,是分子量最大的g,沉降系数为19S,称为巨球蛋白(macroglobulin),一般不能通过血管壁,主要存在于血液中。五聚体IgM含10个Fab段,具有很强的抗原结合能力;含5个Fc段,比IgG更易激活补体。IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体,在胚胎发育晚期的胎儿即能产生IgM,故脐带血某些病毒特异性IgM水平升高提示胎儿有宫内感染(如风疹病毒或巨细胞病毒等感染)。IgM也是初次体液免疫应答中最早出现的抗体,是机体特异性抗感染的“先头部队”;血清中检出病原体特异性IgM,提示新近发生感染,可用于感染的早期诊断。三、IgAIgA有血清型和分泌型两型。血清型为单体,主要存在于血清中,占血清免疫球蛋白总量的

第四章抗体3710%~15%。分泌型IgA(secretoryIgA,SIgA)为二聚体,由J链连接,含SP,经黏膜上皮细胞分泌至外分泌液中。SIgA合成和分泌的部位在肠道、呼吸道、乳腺、唾液腺和泪腺,因此主要存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、睡液和泪液中。SIgA是外分泌液中的主要抗体类别,参与黏膜局部免疫,通过与相应病原微生物(细菌、病毒等)结合,阻止病原体黏附到细胞表面,从而在局部抗感染中发挥重要作用,是机体抗感染的“边防军”。SIgA在黏膜表面也有中和毒素的作用。新生儿易患呼吸道、胃肠道感染可能与IgA合成不足有关。婴儿可从母亲初乳中获得SIgA,是重要的自然被动免疫。四、IgD正常人血清IgD浓度很低(约30μg/ml),仅占血清免疫球蛋白总量的0.3%。IgD可在个体发育的任何时间产生。五类Ig中,IgD的铰链区较长,易被蛋白酶水解,故其半寿期很短(仅3天)。IgD分为两型:血清型IgD的生物学功能尚不清楚;膜结合型IgD(mlgD)是B细胞分化发育成熟的标志,未成熟B细胞仅表达mlgM,成熟B细胞可同时表达mlgM和mlgD,称为初始B细胞(naiveBcell);B细胞活化后其表面的mlgD逐渐消失。五、IgEIgE分子量为160kD,是正常人血清中含量最少的Ig,血清浓度极低,约为3×10-mg/ml。主要由黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌。IgE的重要特征在于它是一类亲细胞抗体,其C.2和C.3结构域可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FceRI结合,当结合再次进人机体的抗原后可引起I型超敏反应。此外,IgE可能与机体抗寄生虫免疫有关。第五节人工制备抗体抗体在疾病的诊断、免疫防治及其基础研究中被广泛应用,人们对抗体的需求也随之增大。人工制备抗体是大量获得抗体的有效途径。以特异性抗原免疫动物,制备相应的抗血清,是早年人工制备多克隆抗体的主要方法。1975年,KohlerG和MilsteinC建立的单克隆抗体(单抗)技术,使得规模化制备高特异性、均一性抗体成为可能。但鼠源性单抗在人体反复使用后出现的人抗鼠抗体反应,很大程度上限制了单抗的临床应用。随着分子生物学的发展,人们已可通过抗体工程技术制备基因工程抗体,包括人-鼠嵌合抗体、人源化抗体或人抗体等。一、多克隆抗体天然抗原分子中常含多种特异性的抗原表位。以该抗原物质刺激机体免疫系统,体内多个B细胞克隆被激活,产生的抗体中实际上是针对多种不同抗原表位的抗体的总和,称为多克隆抗体(poly-clonalantibody,pAb)。获得多克隆抗体的途径主要有动物免疫血清、恢复期患者血清或免疫接种人群。多克隆抗体的优点是:作用全面,具有中和抗原、免疫调理、介导补体依赖的细胞毒作用(CDC)、ADCC等重要作用,来源广泛、制备容易;其缺点是:特异性不高、易发生交叉反应,不易大量制备,从而应用受限。二、单克隆抗体1975年,Kohler和Milstein将可产生特异性抗体的B细胞与无抗原特异性但永生化的骨髓瘤细胞融合,建立了可产生单克隆抗体的B淋巴细胞杂交瘤细胞和单克隆抗体技术(图4-9)。通过该技术融合形成的杂交细胞系即杂交瘤(hybridoma),既有骨髓瘤细胞大量扩增和永生的特性,又具有免疫B细胞合成和分泌特异性抗体的能力。每个杂交瘤细胞由一个B细胞与一个骨髓瘤细胞融合而

38第四章抗体抗原HGPRT缺陷型小鼠骨髓瘤细胞脾脏中的B细胞在PEG作用下细胞融合Y转移到HAT培养基骨髓痛细胞被HAT杀死,B细胞逐渐死亡,融合细胞存活杂交瘤细胞的筛选和克隆化建株筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞图4-9单克隆抗体制备示意图通过抗原免疫小鼠,刺激机体产生抗原特异性B细胞。取该免疫小鼠脾细胞(含有B细胞)与HGPRT(次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶)缺陷型小鼠骨髓瘤细胞在聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)作用下进行细胞融合。由于哺乳动物细胞的DNA合成分为从头(denovo)合成和补救(salvage)合成两条途径,加人HAT选择培养基后,未融合的骨髓瘤细胞死亡,未融合的B细胞因不能在体外长期培养也发生死亡只有融合后形成的杂交瘤细胞可在HAT(次黄嘌呤、氨基蝶呤、胸腺嘧啶其既有骨髓瘤细2中元存活和增殖胞大量扩增和永生的特合成和分泌特异性抗体的能力。由于每个杂交瘤细胞电细胞上瘤细胞融合而成,而每个B细-种抗原表位,故经筛选和克隆后的杂交瘤细胞仅能合成及分胞克隆仅识别泌一种均一的抗体,即单克隆抗体

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