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视频|抗体的多样性与单抗

癌图腾  · 公众号  · 医学  · 2017-06-20 12:09

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抗体的多样性(来源: 阿尔法小分队 )

抗体的异质性。抗体的组成极为复杂,是由成千上万、多种多样的免疫球蛋白(Ig)分子所组成。这些Ig分子在形状、大小、结构以及氨基酸的组成和排列上,既相似,又有差别。由于有差别,它们的电泳活性就有很大的变化。

因为抗体具有与抗原决定簇相对应的结合部位(抗原结合簇),所以抗体与抗原的结合具有特异性。另一方面,抗体本身是一种蛋白质,具有本身的氨基酸组成、排列和立体结构,对异种动物来说,它又是抗原。各类Ig都具有可用血清学方法检出的抗原特异性,它们表现出不同的血清学类型。Ig抗原的特异性有3种:①同种型特异性:同一种属所有个体共同具有的抗原特异性。人的Ig可分为5大类(IgM、IgG、IgA、IgD、IgE)、两个型(λ型和κ型)、以及若干亚类、亚型、群和亚群等。但是,抗体和抗原结合的特异性与抗体的类、亚类、型别等无关;②同种异型特异性:同一种属(如人)的某些个体共有的抗原决定簇。这是由遗传基因决定的,某些重链和轻链(κ)的恒定区内,有个别氨基酸发生置换而形成Gm、Am、Km各型;③独特型特异性:由单一B细胞克隆产生的Ig分子独有的抗原性。此决定簇在重链和轻链的可变区,特别是在可变区的超变区中。由于每一个体抗体形成细胞是由多克隆组成,所以独特型特异性为数极多。

任何一个正常人血清中的抗体都是含有成千上万的、多种多样的、具有各种独特型抗原性的免疫球蛋白分子混合物。κ链和 λ链可以和各类、各亚类配合。重链、轻链本身又有各种异型,每一克隆产生的Ig又具有自身的独特型。

抗体的多样性受 B细胞系统的遗传基因控制。肽链是由两个不同基因分别编码可变区或恒定区,恒定区的基因(C基因)是有限的,它虽然可以决定Ig分子的类别和亚类,为造成Ig分子多样性的原因之一,但是,造成免疫球蛋白分子多样性的主要原因却在于可变区的异质性,可变区是由V基因编码的,而V基因的数目仍不清楚。

对抗体多样性的遗传控制曾提出3种学说:①种系学说(又称胚系学说):抗体形成细胞具有编码Ig分子的全部基因(即有限数量的C基因和未知数量的V基因,它是通过长期进化形成并通过生殖细胞从亲代传给子代。又称胚系学说;②体细胞突变学说:在生殖细胞内只继承了数量有限的V基因,Ig分子多样性的形成,是由于体细胞在发育过程中发生突变或基因重组,从而产生许多不同的 V基因。体细胞突变可能对Ig分子的多样性发生重要作用;③V区基因相互作用学说:Ig分子可变区是由V基因片段、J基因片段和D基因片段组成,V、D、J基因相互连接对Ig分子多样性的产生,是极为重要的。Ig的多样性不可能简单地归因于上述的某一学说,它可能与上述多种机制有关,也可能还与基因片段连接点上的连接多样性以及VL和VH链的不同配对有关。

(来源:医学教育网 2012-10-30 )


Nature Video: 单克隆抗体 【来源:腾讯视频】



单克隆抗体在临床医学上的应用

动物脾脏有上百万种不同的 B 淋巴 细胞 系,重排后具有不同 基因 不同的 B 淋巴细胞合成不同的 抗体 。当机体受 抗原 刺激时,抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的 B 细胞 。被激活的 B 细胞分裂 增殖形成 效应 B 细胞 (浆细胞)和记忆 B 细胞,大量的浆细胞克隆合成和分泌大量的抗体分子分布到血液、体液中。如果能选出一个制造一种专一抗体的浆细胞进行培养,就可得到由单细胞经分裂增殖而形成 细胞群 ,即单克隆。单克隆细胞将合成针对一种 抗原决定簇 的抗体,称为单克隆抗体。



单克隆抗体的特点是:理化性状高度均一、生物活性单一、与抗原结合的特异性强、便于人为处理和质量控制,并且来源容易。


一、作为亲合层析的配体

单克隆抗体能与其相应的抗原特异性结合,因而能够从复杂系统中识别出单个成分。只要得到针对某一成分的单克隆抗体,利用它作为配体,固定在层析柱上,通过亲合层析,即可从复杂的混和物中分离、纯化这一特定成分。

如用抗人绒毛膜促性腺激素(hCG)亲合层析柱,就可从孕妇尿中提取到纯的hCG。与其它提取方法(沉淀法、高效疏水色谱法等)相比,具有简便、快速、经济、产品活性高等优点。

二、作为免疫抑制剂

抗人T淋巴细胞单抗(McAb)作为一种新型免疫抑制剂,已广泛应用于临床治疗自身免疫疾病和抗器官移植的排斥反应。其作用机理有赖于McAb的种类及其免疫学特性。


注射抗小鼠Thy-1抗原的单抗,可以抑制小鼠同种皮肤移植的排斥反应。此外,对用于同种骨髓移植的供体骨髓,在体外经抗T细胞单抗加补体处理,能减轻移植物抗宿主病的发生。


三、作为研究工作中的探针

单克隆抗体只与抗原分子上某一个表位(即抗原决定簇)相结合,利用这一特性就可把它作为研究工作中的探针。此时,可以从分子、细胞和器官的不同水平上,研究抗原物质的结构与功能的关系,进而并可从理论上阐明其机理。

如用荧光物质标记单抗作为探针,能方便地确定与其结合的相应生物大分子(蛋白质、核酸、酶等)在细胞中的位置和分布。

四、增强抗原的免疫原性

抗体对抗原免疫原性的增强作用由来已久,60年代就已发现幼猪对破伤风类毒素难以产生抗体,注射相应特异性抗体IgG,就能有效地提高对委内瑞拉马脑炎病毒的免疫应答。

1984年以来,Celis等发现,抗乙肝病毒(HBs)IgG可增强HBs抗原对特异性人T细胞克隆的刺激增殖,并可诱生干扰素。在小鼠中发现,当低剂量的HBs抗原不产生免疫反应时,加入抗HBs抗体组成的复合物,则可有效地诱生免疫反应。

根据这一作用,现已研制出乙肝的抗原—抗体复合物型治疗性疫苗。

五、作为医学检验试剂

单克隆抗体作为医学检验试剂,更能充分发挥其优势。单克隆抗体的特异性强,大大提高了抗原—抗体反应的特异性,减少了和其它物质发生交叉反应的可能性,使试验结果可信度更大。

单抗的均一性和生物活性的单一性,使抗原—抗体区应结果便于控制,利于标准化和规范化。







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