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第3次课 授课时间： 年 月 日
课程名称 | 年级 | 06级 | 专业、层次 | 临床医学等 | ||||
授课教师 | 李成文 | 职称 | 副教授 | 课型（大、小) | 理论大课 | 学时 | 3 | |
授课题目（章、节) | 第四章 免疫球蛋白（一) | |||||||
基本教材及主要参考书 | 《医学免疫学》陈慰峰主编，第四版，人民卫生出版社 《Medical Immunology》 第十版 科学出版社 2002 《医学免疫学》何维主编 人民卫生出版社 2005.08 | |||||||
目的与要求： 1. 掌握抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义；免疫球蛋白的基本结构、水解片段、血清型。 2. 熟悉免疫球蛋白的其他成分、类型、多样性。 | ||||||||
教学内容与时间安排、教学方法： 复习上次课主要内容 （ 10分钟) 1、免疫球蛋白的概述； （ 10分钟) 2、免疫球蛋白的基本结构 ； （ 50分钟) 3、免疫球蛋白的其他成分； （ 10分钟) 4、免疫球蛋白的水解片段； （ 20分钟) 5、免疫球蛋白的异质性 （ 15分钟) 课后小结 （ 5分钟) 教学方法：CAI, 大量图片简图加深感性认识，布置一些内容自学，讲授法。 | ||||||||
教学重点、难点： 以抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义；免疫球蛋白的基本结构、水解片段为教学重点；以免疫球蛋白的异质性为教学难点。 | ||||||||
教研室审阅意见： 教研室主任签名： 年 月 日 | ||||||||
基本内容 | 教学手段 | 课堂设计和时间安排 |
复习上次课主要内容 免疫球蛋白（immunogloblin.Ig) 一、概述 抗体：是抗原刺激B细胞增殖分化为浆细胞所产生的具有免疫功能的蛋白质。主要存在于血清等体液中。每一种浆细胞克隆可以产生一种特异性抗体分子，因此血清中的抗体是多种抗体分子的混合物。用电泳方法证明抗体是球蛋白，其活性部分存在于α、β、γ球蛋白处。 免疫球蛋白概念：将具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。 两者的关系：免疫球蛋白包括正常和异常的Ig，是化学结构的概念，抗体则是生物学功能的概念。所有的抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体（即免疫球蛋白不一定多具有抗体活性)。但某些文献称两者为同意词，可互换。 分型： 分泌型（secreted Ig, SIg)—存在于体液，大多具有抗体的功能。 膜型（membrand Ig,mIg)—存在于B细胞表面，是B细胞的抗原受体（BCR)。 分类：五类，即IgG、IgM、IgE、IgA、IgD 二、免疫球蛋白的结构： 所有的抗体都有相似结构。 （一)基本结构（以IgG为例) 单体：由两条相同的分子量较大的重链（heavy chain,H)和两条相同的分子量较小的轻链（light chain,L)通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。每条轻链与一条重链结合，两条 重链相互联结，位于上端的两个臂由易弯曲的铰链区连接到主干上形成“Y”形分子。单体结构是构成免疫球蛋白分子的基本单位。 以下详细介绍各组成部分的结构和功能特点： 1． 重链和轻链 （1)轻链：由214个氨基酸残基组成，每条轻链有两个由链内二硫键所构成的环肽（功能区)。 分型：κ和λ型。现在还不了解分别具有两种不同轻链的抗体在功能上有何不同。λ链根据C区个别氨基酸的差异，分为λ1~λ4四个亚型。 种属特异性：*一个天然Ig分子上的两条轻链的型别总是相同的。 *每类Ig的轻链都可以有κ和λ链。 *不同种属动物体内，两型轻链的比例不同：正常人血清免疫球蛋白κ：λ约为2：1，小鼠约为20：1。轻链比例异常可反应免疫功能异常。 （2)重链：大小约为轻链的两倍。每条重链有4~5个由链内二硫键所组成的环肽。 Ig分类：根据H链恒定区结构的差异（氨基酸的组成和排列顺序不同、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同)，可将重链分为μ、δ、γ、α、ε链，重链的类别决定免疫球蛋白的类型，哺乳动物的免疫球蛋白因而分为IgM、IgD、IgG、IgA、IgE五大类。 Ig亚类：同一类Ig根据铰链区氨基酸组成、重链二硫键的数目和位置不同，可分为不同类。IgG1~IgG4,IgA1~IgA2。 2． 可变区和恒定区 （1)可变区： 位置：指重链和轻链靠近N（氨基)端的约110个氨基酸的序列变化很大，称variable region,V区，约占轻链的1/2和重链的1/5~1/4。重链和轻链的V区分别叫VH和VL。 高变区： VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化，称为hypervariable region,HVR，分别用HVR1、HVR2、HVR3表示。 互补性决定区：VH和VL的6个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，该部位形成一个与抗原决定基互补的表面，因此，高变区也叫complementarity-determining region,CDR，分别用CDR1、CDR2、CDR3表示。CDR决定抗体对抗原结合的特异性。见 P25图3-3。 骨架区：高变区以外的可变区区域，其氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，叫framework region,FR。 （2)恒定区： 位置：重链和轻链V区以外的氨基酸序列相对稳定，包括L链近C（羧基)端的1/2，H链近C端的3/4或4/5，叫costent region,C区。重链和轻链的C区分别称为CH和CL。不同类的Ig 其重链长度不一，分别有3~4个恒定区不等，即CH1~CH3或CH4。 特异性：同一种属动物中，同一类或同一型Ig分子其C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。针对不同抗原刺激产生的人IgG抗体，它们的V区特异性不同，但其C区的抗原性是相同的，因此，制备抗人IgG抗体，均能与不同人的IgG结合。补充图示。 3． 铰链区： 位于CH1和CH2之间。富含脯氨酸，易伸展弯曲和被一些酶类水解，其作用是使抗体的两臂易于移动和弯曲，从而与不同距离的抗原表位结合，可利用多个抗原结合位点，多位点的结合将增强捕捉抗原的强度。各类或各亚类Ig 铰链区所含氨基酸数目不尽相同。 4. 免疫球蛋白的功能区（补充图示) （1)含义：Ig分子的每条肽链均可折叠为几个球形的环肽区域，叫功能区或结构域。每个功能区约由110个氨基酸组成，每个功能区形成免疫球蛋白折叠（2个β折叠小片)。 （2)数目： 轻链：VL和CL，2个。 重链：IgG、IgA、IgD有4个，即VH、CH1、CH2、CH3；IgM和IgE有五个功能区，即VH、CH1~CH4。 （3) 作用： *抗原结合部位：VH和VL，尤其是HVR（CDR)，乃Ig与抗原表位互补结合的部位。 *遗传标志：CH和CL具有部分同种异型的遗传标志。 *补体C1q结合位点：IgG的CH2和IgM的CH3可结合补体C1q，从而激活补体活化的经典途径。 *通过胎盘：母体的IgG借CH2部分可通过胎盘。 *与Fc受体结合：IgG的CH3可与单核巨噬细胞、中性粒细胞、B细胞、NK细胞表面的IgGFc受体（FcγR)结合，产生调理作用或ADCC作用。 IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgEFc受体（FcεR)结合，介导速发型超敏反应。 （二) 免疫球蛋白的其他成分 1． J链：joining chain。多肽链，连接Ig单体形成二、五或多聚体。IgA可形成二聚体，IgM可形成五聚体。J链在多聚体免疫球蛋白的体内转运中起一定作用。 2. 分泌片：分泌成分。是分泌型IgA分子上的一个辅助成分。其作用是保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解，并介导IgA从粘膜下转移到粘膜表面，发挥局部免疫作用。 （三) 免疫球蛋白的水解片段 1． 木瓜蛋白酶（papain)水解片段 Porter等最早用木瓜蛋白酶水解兔IgG而获知Ig的四肽链结构和功能。 作用部位：铰链区二硫键连接的2条H链近N端的部位。 产物：三个片段。2个Fab和1个Fc。 *Fab：抗原结合片段（fragment antigen binding,Fab)。每个片段由一条完整L链和部分H链（VH和CH1功能区)构成。 意义：一个完整的Fab片段可与抗原结合，但此片段表现为单价（既只能与一个抗原决定基结合)，与抗原结合后不能形成肉眼可见的凝集反应和沉淀反应。补充图示。 *Fc：可结晶片段（fragment crystallizable,Fc)，此片段易于形成结晶。相当于CH2和CH3功能区。 意义：*是抗体与效应分子和效应细胞相互作用的部位，如包含CH2和CH3可与补体结合，与巨噬细胞等上的Fc受体结合； *是Ig 的同种型抗原决定基（异种间免疫具有的抗原性)存在部位。用一种动物体内产生的抗体被动免疫，即注射入另一种动物体内时，可能因此抗体Fc段的存在而诱发超敏反应。 2． 胃蛋白酶（pepsin)水解片段 Nisonoff等最早用胃蛋白酶裂解免疫球蛋白。 作用部位：铰链区H链的二硫键近C端部位。 产物： *F(ab")2：1个，包括2条L链和由链间二硫键相连的小段H链，包括铰链区。表现为中国卫生人才网双价，与抗原结合的亲和力大于单价的Fab，与抗原结合后能形成凝集反应和沉淀反应。补充图示。 *pFc"：若干。无生物学活性。 意义：胃蛋白酶水解后的F(ab")2保留了抗体结合抗原的生物学活性，减少或避免了由Fc段所具有的抗原性所致的超敏反应，因而作为生物制品有较大的实用价值。但此类片段不具备固定补体以及与细胞膜表面Fc段受体结合的功能。 三、免疫球蛋白的异质性 （一)免疫球蛋白的类型 1. Ig分类：根据H链恒定区结构的差异（氨基酸的组成和排列顺序不同、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同)，可将重链分为μ、δ、γ、α、ε链，重链的类别决定免疫球蛋白的类型，哺乳动物的免疫球蛋白因而分为IgM、IgD、IgG、IgA、IgE五大类。 2. Ig亚类：同一类Ig根据铰链区氨基酸组成、重链二硫键的数目和位置不同，可分为不同类。IgG1~IgG4,IgA1~IgA2。 3. Ig型：根据轻链C区所含抗原表位不同，可分为κ和λ两型。 4. Ig 亚型：根据轻链C区N端氨基酸排列的差异可分为亚型。 （二)免疫球蛋白的血清型 免疫球蛋白既可能是抗体，其本身具有抗原性。将其作为抗原免疫异种动物、同种异体或在自身体内可引起不同程度的免疫反应。根据免疫球蛋白不同抗原决定基存在的部位不同以及在异种、同种异体和自体中产生免疫反应的差别，可把免疫球蛋白的抗原性分为： 1．同种型决定基 含义：指决定同一种属内所有个体共有的免疫球蛋白抗原特异性的标记，在异种体内可诱导产生相应抗体，即同种型的抗原特异性因种属而异。是重链类和亚类以及轻链型的同义词。 分布：CH和CL 2．同种异型决定基 含义：决定同一种属不同个体间的免疫球蛋白的抗原特异性不同，在同种异体间可诱导产生相应抗体。可作为一种遗传标记。 分布：CH和CL 3．独特型(idiotype)抗原决定基 含义：决定某一特定抗体的抗原结合部位（VH、VL)的抗原特异性标记。因为每一种特异性抗体，其V区上的氨基酸序列不同，从而表现特有的抗原决定基的作用。这种特有的V区氨基酸序列就成为一种独特的抗原决定基的标记。不同抗体形成细胞克隆所产生Ig，其V区具有与其它抗体V区不同的抗原性。可以在异种、同种异体以及自身体内诱导相应抗体的产生，称为抗独特型抗体（antiidiotypic antibody,aId)。 分布：V区，尤其是HVR（CDR)。 意义：抗独特型抗体在免疫调节中的作用见免疫调节章节。 | 设问 图 图片 图 |
10分钟 10分钟 弄清楚二者的关系医学全.在线 50分钟 二者对照介绍 第一节课结束 休息10分钟 第二节课结束 休息10分钟 20分钟 作用部位 产物 特点 作用部位： 产物 特点 15分钟 设问，小结 第三节课结束 |
小 结 | 抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义； 免疫球蛋白的基本结构； 免疫球蛋白的水解片段； 免疫球蛋白的血清型。 免疫球蛋白的其他成分、类型。 |
复 习 思 考 题 、 作 业 题 | 1．抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义； 2．简述免疫球蛋白的基本结构； 3．简述免疫球蛋白被胃蛋白酶、木瓜蛋白酶水解的部位、水解片段及其作用。 |
下 次 课 预 习 要 点 | 1．免疫球蛋白有哪些生物学功能？ 2．归纳各类简述免疫球蛋白的特性与功能。 3．什么是单克隆抗体？有何优、缺点？ |
实 施 情 况 及 分 析 |
