《疫球蛋白免疫學(xué)》課件

免疫球蛋白免疫學(xué)導(dǎo)論揭示人體抵御外來(lái)病原體的精密防御系統(tǒng)探索免疫分子的結(jié)構(gòu)與功能機(jī)制課程概述免疫學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)免疫系統(tǒng)組成、細(xì)胞類型與功能免疫球蛋白結(jié)構(gòu)與分類分子結(jié)構(gòu)、類型特點(diǎn)與生物功能臨床應(yīng)用與檢測(cè)技術(shù)診斷方法、治療技術(shù)與研究進(jìn)展前沿研究與未來(lái)展望免疫學(xué)基礎(chǔ)1免疫識(shí)別區(qū)分自身與非自身2免疫應(yīng)答體液免疫與細(xì)胞免疫3免疫調(diào)節(jié)平衡與控制免疫反應(yīng)4免疫記憶免疫系統(tǒng)的組成免疫器官中樞免疫器官與外周免疫器官免疫細(xì)胞淋巴細(xì)胞、單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)免疫分子抗體、細(xì)胞因子、趨化因子免疫網(wǎng)絡(luò)免疫器官與組織中樞免疫器官骨髓：造血干細(xì)胞發(fā)源地胸腺：T淋巴細(xì)胞成熟場(chǎng)所外周免疫器官脾臟：過(guò)濾血液中病原體淋巴結(jié)：截留淋巴液中抗原黏膜相關(guān)淋巴組織：保護(hù)黏膜表面免疫細(xì)胞類型T淋巴細(xì)胞細(xì)胞免疫主力輔助T細(xì)胞、細(xì)胞毒T細(xì)胞B淋巴細(xì)胞體液免疫主力分化為漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體NK細(xì)胞天然殺傷細(xì)胞抗病毒與抗腫瘤功能吞噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞吞噬病原體并呈遞抗原免疫分子概述免疫球蛋白多功能抗體分子特異性識(shí)別抗原補(bǔ)體系統(tǒng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)蛋白質(zhì)群增強(qiáng)炎癥與清除病原體細(xì)胞因子細(xì)胞間通訊媒介調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)強(qiáng)度組織相容性復(fù)合體抗原呈遞分子自身與非自身識(shí)別關(guān)鍵抗原的概念與特性免疫原性誘導(dǎo)特異性免疫應(yīng)答能力特異性只與特定抗體結(jié)合分子量通常大于10kDa才具免疫原性化學(xué)復(fù)雜性結(jié)構(gòu)越復(fù)雜免疫原性越強(qiáng)抗原決定基（表位）線性表位由連續(xù)氨基酸序列形成易被B細(xì)胞識(shí)別構(gòu)象表位由空間折疊形成三維結(jié)構(gòu)決定識(shí)別特性隱蔽表位正常狀態(tài)下不暴露變性后可被識(shí)別免疫球蛋白概述抗原識(shí)別特異性結(jié)合外來(lái)抗原標(biāo)記作用標(biāo)記異物促進(jìn)清除效應(yīng)功能激活補(bǔ)體、促進(jìn)吞噬保護(hù)機(jī)制中和毒素、阻斷病毒免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)Y型基本結(jié)構(gòu)由輕鏈和重鏈組成的Y形分子可變區(qū)位于分子兩端，負(fù)責(zé)抗原識(shí)別恒定區(qū)結(jié)構(gòu)相對(duì)保守，決定生物學(xué)功能鉸鏈區(qū)連接Fab與Fc，提供空間靈活性免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)重鏈分子量50-70kDa，決定抗體類別輕鏈分子量23kDa，κ鏈或λ鏈二硫鍵鏈間和鏈內(nèi)連接，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域約110個(gè)氨基酸組成的功能單位免疫球蛋白的功能區(qū)域1Fab片段抗原結(jié)合片段，由VH、VL、CH1、CL組成2Fc片段結(jié)晶片段，介導(dǎo)效應(yīng)功能3CDR區(qū)互補(bǔ)決定區(qū)，直接與抗原接觸4鉸鏈區(qū)提供空間靈活性，便于結(jié)合抗原免疫球蛋白的分類類型血清濃度半衰期主要分布IgG最高(8-16mg/ml)21天血清IgM0.5-2mg/ml5天血管內(nèi)IgA1.4-4mg/ml6天黏膜分泌物IgE極低(0.05μg/ml)2天結(jié)合肥大細(xì)胞IgD極低(30μg/ml)3天B細(xì)胞表面IgG的特性與功能75%血清抗體占比主要抗體類型4種亞類數(shù)量IgG1、IgG2、IgG3、IgG421天半衰期所有抗體中最長(zhǎng)150kDa分子量單體結(jié)構(gòu)IgM的特性與功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)五聚體結(jié)構(gòu)(輪狀)分子量約900kDa含J鏈連接亞單位功能特性初次免疫應(yīng)答首先出現(xiàn)高效激活補(bǔ)體系統(tǒng)血管內(nèi)防御的主要抗體IgA的特性與功能結(jié)構(gòu)特性存在單體和二聚體兩種形式分泌型含J鏈和分泌片分布特點(diǎn)黏膜表面最豐富抗體存在于唾液、淚液、乳汁等分泌物主要功能阻止病原體侵入黏膜特別重要的黏膜免疫屏障IgE的特性與功能過(guò)敏反應(yīng)介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)抗寄生蟲參與寄生蟲防御肥大細(xì)胞結(jié)合通過(guò)Fc受體高親和力結(jié)合低濃度高活性血清濃度極低但生物學(xué)活性強(qiáng)IgD的特性與功能B細(xì)胞標(biāo)志成熟B細(xì)胞表面標(biāo)志物抗原受體作為B細(xì)胞抗原受體功能功能神秘確切生理功能尚不完全清楚結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定易降解，血清半衰期短免疫球蛋白的生物學(xué)功能抗原特異性結(jié)合精確識(shí)別并結(jié)合靶標(biāo)抗原補(bǔ)體系統(tǒng)激活經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)吞噬作用通過(guò)特異性結(jié)合增強(qiáng)吞噬細(xì)胞活性中和毒素與病毒阻斷毒素和病毒與靶細(xì)胞結(jié)合抗原-抗體反應(yīng)1特異性僅與特定抗原結(jié)合2親和力單價(jià)結(jié)合強(qiáng)度3親和性總體結(jié)合穩(wěn)定性4可逆性非共價(jià)結(jié)合可解離免疫球蛋白基因重排1生殖系基因V、D、J、C基因片段分散排列2V(D)J重組隨機(jī)選擇片段拼接形成功能基因3轉(zhuǎn)錄與剪接初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物剪接形成成熟mRNA4翻譯與組裝翻譯成蛋白鏈并組裝成抗體抗體多樣性的產(chǎn)生機(jī)制V(D)J重組基因片段隨機(jī)組合連接多樣性重組連接點(diǎn)隨機(jī)核苷酸添加體細(xì)胞高頻突變B細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中的突變重鏈輕鏈組合不同重鏈輕鏈隨機(jī)組合類別轉(zhuǎn)換同一VDJ與不同C區(qū)結(jié)合單克隆抗體技術(shù)動(dòng)物免疫注射抗原刺激產(chǎn)生抗體細(xì)胞融合B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合克隆篩選篩選特異性雜交瘤克隆大量培養(yǎng)擴(kuò)增培養(yǎng)獲得單克隆抗體抗體工程現(xiàn)代抗體工程技術(shù)改造抗體結(jié)構(gòu)，減少免疫原性，提高靶向性與功能人源化抗體鼠源抗體完全鼠源序列，人體排斥反應(yīng)強(qiáng)嵌合抗體鼠源可變區(qū)與人源恒定區(qū)融合人源化抗體僅保留鼠源CDR區(qū)，框架區(qū)人源化全人源抗體完全人源序列，免疫原性最低免疫球蛋白與免疫應(yīng)答初次免疫應(yīng)答首先產(chǎn)生IgM起效慢但可建立免疫記憶1繼發(fā)免疫應(yīng)答快速產(chǎn)生大量IgG反應(yīng)迅速且強(qiáng)度高2抗體親和力成熟B細(xì)胞增殖過(guò)程中親和力提高體細(xì)胞高頻突變與克隆選擇3抗體類別轉(zhuǎn)換從IgM轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋瓦m應(yīng)不同免疫環(huán)境需求4B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫抗原識(shí)別B細(xì)胞受體識(shí)別特異性抗原B細(xì)胞活化抗原刺激與T細(xì)胞協(xié)助共同激活克隆增殖活化B細(xì)胞大量增殖分裂4分化為漿細(xì)胞分化為抗體分泌工廠記憶細(xì)胞形成部分B細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)壽記憶細(xì)胞T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫T細(xì)胞受體識(shí)別MHC呈遞的抗原片段不直接識(shí)別完整抗原需要抗原呈遞細(xì)胞協(xié)助與抗體的區(qū)別不分泌到體液中只在細(xì)胞表面表達(dá)識(shí)別方式與抗體不同結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單無(wú)恒定區(qū)補(bǔ)體系統(tǒng)與免疫球蛋白經(jīng)典途徑由抗原-抗體復(fù)合物激活替代途徑不需抗體直接激活凝集素途徑通過(guò)凝集素識(shí)別微生物效應(yīng)結(jié)果形成膜攻擊復(fù)合物，溶解靶細(xì)胞免疫球蛋白與過(guò)敏反應(yīng)1致敏階段初次接觸過(guò)敏原產(chǎn)生IgEIgE結(jié)合肥大細(xì)胞IgE通過(guò)Fc與肥大細(xì)胞高親和結(jié)合3再次接觸激活過(guò)敏原架橋表面IgE觸發(fā)脫顆粒4炎癥介質(zhì)釋放釋放組胺等致過(guò)敏癥狀自身免疫性疾病與免疫球蛋白自身抗體產(chǎn)生針對(duì)自身組織成分的抗體免疫耐受機(jī)制失效病理機(jī)制抗體介導(dǎo)的組織損傷免疫復(fù)合物沉積補(bǔ)體激活與炎癥常見(jiàn)疾病系統(tǒng)性紅斑狼瘡類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎重癥肌無(wú)力免疫球蛋白與腫瘤免疫識(shí)別腫瘤抗原抗體特異性識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原抗體依賴細(xì)胞毒作用ADCC，NK細(xì)胞識(shí)別抗體Fc部分補(bǔ)體激活與吞噬引發(fā)補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)攻擊腫瘤抗體偶聯(lián)藥物抗體靶向遞送細(xì)胞毒素免疫球蛋白與器官移植移植排斥機(jī)制產(chǎn)生針對(duì)供體組織抗原抗體超急性排斥：預(yù)存抗體引起急性排斥：新生抗體介導(dǎo)抗排斥治療血清學(xué)交叉配型免疫抑制劑應(yīng)用單克隆抗體治療血漿置換清除抗體免疫球蛋白與疫苗開(kāi)發(fā)1798年天花疫苗第一個(gè)成功疫苗誕生3類疫苗類型滅活疫苗、減毒活疫苗、亞單位疫苗95%+疫苗保護(hù)率某些疫苗保護(hù)效力10億+生命挽救全球疫苗使用挽救生命估計(jì)免疫球蛋白與被動(dòng)免疫原理直接輸注現(xiàn)成抗體無(wú)需等待自身產(chǎn)生保護(hù)作用立即開(kāi)始應(yīng)用破傷風(fēng)抗毒素血清狂犬病免疫球蛋白新生兒溶血病預(yù)防蛇毒血清新生兒免疫與母源性抗體妊娠期轉(zhuǎn)運(yùn)IgG通過(guò)胎盤主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)出生時(shí)抗體水平母源IgG提供暫時(shí)性保護(hù)母乳哺養(yǎng)IgA提供腸道局部免疫自身免疫發(fā)育母源抗體逐漸下降，自身抗體形成免疫球蛋白與感染性疾病病毒感染中和抗體阻斷病毒進(jìn)入細(xì)胞細(xì)菌感染促進(jìn)吞噬與補(bǔ)體溶菌寄生蟲感染IgE介導(dǎo)抗寄生蟲防御真菌感染協(xié)助吞噬細(xì)胞清除真菌HIV感染與免疫球蛋白抗體反應(yīng)感染后產(chǎn)生大量特異性抗體1免疫逃逸病毒高突變率逃避抗體識(shí)別2廣譜中和抗體針對(duì)保守區(qū)域的罕見(jiàn)抗體3疫苗研發(fā)難點(diǎn)誘導(dǎo)廣譜中和抗體產(chǎn)生4免疫球蛋白與自身免疫性疾病自身抗體攻擊自身組織引發(fā)廣泛疾病譜，從器官特異性到系統(tǒng)性全身?yè)p傷免疫球蛋白與免疫缺陷病原發(fā)性免疫缺陷X連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥常見(jiàn)變異性免疫缺陷病IgA選擇性缺乏繼發(fā)性免疫缺陷HIV感染導(dǎo)致化療引起器官移植后免疫抑制臨床表現(xiàn)反復(fù)嚴(yán)重感染對(duì)機(jī)會(huì)性病原體敏感某些自身免疫現(xiàn)象免疫球蛋白與免疫治療靜脈注射免疫球蛋白補(bǔ)充抗體治療免疫缺陷單克隆抗體靶向治療特異性靶向疾病相關(guān)分子CAR-T細(xì)胞療法結(jié)合抗體可變區(qū)與T細(xì)胞雙特異性抗體同時(shí)靶向兩種不同分子免疫球蛋白在臨床診斷中的應(yīng)用血清蛋白電泳檢測(cè)γ-球蛋白異常免疫固定電泳鑒定單克隆球蛋白自身抗體檢測(cè)診斷自身免疫性疾病免疫球蛋白與免疫組織化學(xué)基本原理抗體特異性靶向組織抗原通過(guò)顯色系統(tǒng)可視化定位并鑒定組織分子常用技術(shù)直接法：一步顯色間接法：二步放大信號(hào)鏈霉親和素-生物素法聚合物檢測(cè)系統(tǒng)免疫球蛋白與流式細(xì)胞術(shù)CD3+T細(xì)胞CD19+B細(xì)胞CD56+NK細(xì)胞免疫球蛋白與ELISA技術(shù)1包被抗原或抗體包被固相載體樣本加入待測(cè)樣本中的靶分子結(jié)合3酶標(biāo)抗體結(jié)合酶標(biāo)記的檢測(cè)抗體結(jié)合底物顯色酶催化底物產(chǎn)生顏色結(jié)果判讀通過(guò)顏色深淺測(cè)定含量免疫球蛋白與Westernblot蛋白質(zhì)分離凝膠電泳分離蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)膜蛋白轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜封閉阻斷非特異性結(jié)合抗體孵育特異性抗體識(shí)別靶蛋白檢測(cè)顯影通過(guò)二抗顯示結(jié)果免疫球蛋白與免疫沉淀樣本預(yù)處理裂解細(xì)胞獲取蛋白質(zhì)混合物抗體加入特異性抗體與目標(biāo)蛋白結(jié)合蛋白A/G吸附固相蛋白A/G捕獲抗體復(fù)合物洗脫與分析洗滌后獲得純化目標(biāo)蛋白免疫球蛋白與免疫電泳正常參考值多發(fā)性骨髓瘤患者免疫球蛋白與免疫熒光技術(shù)利用熒光標(biāo)記抗體定位并可視化組織和細(xì)胞中的抗原分子免疫球蛋白與放射免疫分析1競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合原理樣本中抗原與放射性標(biāo)記抗原競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合抗體2敏感度高可檢測(cè)極低濃度物質(zhì)（皮克級(jí)）3應(yīng)用廣泛激素、藥物、腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)4逐漸被替代因放射性危害逐漸被非放射性方法替代免疫球蛋白與生物傳感器識(shí)別元件抗體特異性結(jié)合靶分子轉(zhuǎn)導(dǎo)元件將生物反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可測(cè)信號(hào)信號(hào)處理放大處理信號(hào)便于檢測(cè)結(jié)果輸出定量或定性顯示檢測(cè)結(jié)果4免疫球蛋白與納米技術(shù)免疫金技術(shù)抗體偶聯(lián)金納米粒子量子點(diǎn)標(biāo)記高亮度長(zhǎng)壽命熒光標(biāo)記磁性分離抗體修飾磁珠富集靶分子免疫球蛋白與藥物開(kāi)發(fā)100+已批準(zhǔn)抗體藥物全球已上市單抗藥物數(shù)量$1500億市場(chǎng)規(guī)模全球抗體藥物年市場(chǎng)5-8年研發(fā)周期抗體藥物從篩選到上市時(shí)間40%+生物藥比例抗體藥物在生物制藥中占比免疫球蛋白與靶向治療直接給藥未修飾抗體直接抑制靶分子抗體偶聯(lián)藥物攜帶細(xì)胞毒素的抗體放射免疫療法攜帶放射性同位素抗體雙特異性抗體連接腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞免疫球蛋白與個(gè)體化醫(yī)療基于生物標(biāo)志物根據(jù)患者分子特征定制治療特異抗體狀態(tài)指導(dǎo)用藥治療監(jiān)測(cè)抗體藥物血藥濃度監(jiān)測(cè)抗藥抗體檢測(cè)與調(diào)整療效預(yù)測(cè)基于免疫表型預(yù)測(cè)應(yīng)答早期標(biāo)志物預(yù)判轉(zhuǎn)歸免疫球蛋白研究的前沿進(jìn)展單B細(xì)胞測(cè)序單細(xì)胞水平解析抗體基因組成人工智能抗體設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化抗體結(jié)構(gòu)基因編輯技術(shù)CRISPR修飾抗體基因系統(tǒng)免疫學(xué)整合抗體組網(wǎng)絡(luò)研究免疫球蛋白與人工智能AI輔助抗體發(fā)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)