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抗原（antigen, Ag) 是能**机体诱导免疫应答的非己物质， 能使免疫活性细胞产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合反应。
免疫原性 (immunogenicity) 免疫反应性 (immunoreactivity)
全抗原（complete antigen）具有免疫原性和免疫反应性。
半抗原（hapten）只有免疫反应性，而无免疫原性，与大分子蛋白质结合，可获得免疫原性，成为全抗原。
一、表位的基本概念
决定免疫原性的因素
（一）异物性 （二）理化性 （三）特异性
抗原决定簇（antigen determinant）也称表位（epitope）
表位是免疫细胞识别抗原并特异性免疫反应的物质基础。
表位的性质、数目和空间构型影响抗原的特异性。
抗原结合价（antigenic valence）：抗原分子表面能与抗体结合的表位总数。
免疫优势表位：单独可**B细胞产生大量抗体，与抗体的结合力大于其它表位。
免疫优势基团：表位的所有残基中某些作用比其他残基更大的残基。
功能性表位（表面表位）： 存在于抗原的表面，易被淋巴细胞识别，具有易接近性，可诱发免疫应答。
隐藏性表位：存在于抗原分子的内部，不易被淋巴细胞识别，无直接诱发免疫应答的功能。
蛋白质常常发生共价修饰 ，如磷酸化或特异性的蛋白水解反应，经共价修饰的蛋白质时常会产生一些新的表位（neoantigenic epitope)。
序列表位（sequential epitope)也称线性表位(linear epitope)由序列上相连的氨基酸（或多糖）组成的表位。
构象表位（conformational epitope)由序列上不相连，但在空间结构上相互接近的氨基酸或多糖）构成的表位。
覆盖型表位 ( overlapping epitope ) 该表位与抗体结合后影响其它表位结合抗体。
非覆盖型表位(non-overlapping epitope) 表位之间相对分离，各自结合对应的抗体，互不影响。
二、B细胞表位
B细胞或抗体能直接识别未经加工处理的抗原，识别的表位一般是暴露于抗原分子表面的构象表位，但也可识别表面序列表位。
B细胞表位通常位于分子的表面，因为这些表位位于蛋白质表面，易于接近，这些暴露在分子外的氨基酸组成的表位作为抗原优势表位引起机体对抗原的免疫应答反应。
由于B细胞表位大多数是构象表位，因此B细胞表位的氨基酸或单糖残基必须处于非常严格的三维空间结构，只有这样才能保证与抗体分子的严格识别。
三、T细胞表位
T细胞只识别抗原提呈细胞加工递呈在抗原提呈细胞表面的多肽。
MHC II 类分子识别的多肽12～20个，
MHC I 类分子结合的多肽8～12个；
一些非典型的MHCI类分子，如H－2Q、H－2T、CD1等也可结合简单多肽、多糖、类脂抗原，并将其递呈gδTCR的T细胞
T细胞与B细胞所识别的抗原
B细胞 T细胞
识别抗原的主要种类 可溶性抗原和细胞表面抗原 细胞表面抗原
要否MHC辅助 不需要 需要
抗原的构象 天然构象 变性
表位位置 抗原分子表面 抗原分子内部
表位类型 构象表位 线性表位 线性表位
表位大小 约5～15个氨基酸 8～ 12／12～20
第二节 超抗原
超抗原(superantigen, SAg) 是指只需极低浓度即可激活大量淋巴细胞克隆,产生强烈的应答效应的某些抗原。
(一) 超抗原与普通抗原的区别
1. 不需APC加工递呈
2. 无 MHC限制性
3. 无特异性
超抗原与普通抗原的比较
普通抗原 超抗原
APC加工 ＋ －
T细胞反应频率 1/106~1/104 1/20~1/5
MHC Ⅱ类分子结合部位 肽结合槽α-螺旋） 非多态区
外侧MHC限制性 ＋ －
TCR结合部位 Va, Ja ,Vb,Jb,Db Vb
(二) 超抗原的类型
1. 外源性超抗原（细菌性）
多为革兰氏阳性菌产生的外毒素
如：金黄色葡萄球菌肠毒素（SE）A~E
金黄色葡萄球菌蛋白A（SPA）
A组溶血性链球菌M蛋白
致热外毒素(SPE)A~C
毒性休克综合征毒素1(TSST1）
表皮剥脱毒素（EXT）A与B
2. 内源性超抗原（病毒性）
主要是逆转录病毒，病毒感染细胞后将病毒DNA整合到宿主 DNA 中，病毒基因产物表达后产生超抗原。
小鼠乳腺肿瘤病毒
狂犬病毒
EB病毒
巨细胞病毒
人类免疫缺陷病毒（HIV）
T细胞超抗原又分为
TCRab型超抗原：内源性超抗原和外源性超抗原
TCRgd型超抗原：热休克蛋白、分枝杆菌、某些肿瘤细胞株的表面分子
B细胞超抗原：SPA、HIV－gp120、人类肠相关唾液蛋白（pFv)
(三)超抗原的生物学意义
1.免疫激活作用 能与MHC II类分子结合，激活CD4及CD8 T细胞,参与了机体防御、中毒性休克综合征、多器官功能衰竭、自身免疫病等。
2. 免疫抑制作用 通过大量T细胞活化后被清除，使T细胞数量和功能下降。
3. 诱导免疫耐受
第三节 抗原与疫苗
疫苗（vaccine)无致病作用的免疫原，其本质是抗原。
疫苗用于预防和治疗：感染性疾病、恶性肿瘤、自身免疫性疾病
疫苗的发展：灭活疫苗→减毒疫苗→亚单位疫苗→新型疫苗
包括：基因工程疫苗 表位靶向的疫苗 DNA疫苗 病毒载体介导的分子疫苗
疫苗开发的要求 安全、有效、使用方便
一、基因工程疫苗
选择某一特定蛋白抗原或含抗原表位的肽段，应用重组DNA技术，构建合适的表达载体，利用细菌、酵母、哺乳动物细胞产生大量该抗原，经纯化后作为疫苗。
优点：安全性好
缺点：免疫原性较差，一般只能激发机体产生体液免疫、而诱导细胞免疫功能较弱。多作为预防性疫苗，对于病毒感染性疾病不能作为治疗性疫苗。
二、表位靶向的合成疫苗
将T细胞和B细胞线性表位直接相连
诱导体液免疫功能较强，但诱导细胞免疫功能较差
通过将其与多抗原肽系统相连可改进免疫效能。
也可将合成的B细胞表位多肽（6～15AA）与载体相连，形成全抗原。
但产生的抗体对天然抗原识别较差，而且免疫记忆多针对载体，而非半抗原。
三、核酸疫苗
核酸疫苗又分为DNA疫苗和RNA疫苗。
将编码抗原蛋白的目的基因插入带有真核启动子的不**的质粒载体，以构建好的重组质粒DNA作为核酸疫苗直接注入机体，通过宿主细胞的转译系统表达目的抗原，诱导机体发生免疫应答。
核酸疫苗的优点
1.免疫原性良好：无需佐剂，能同时诱导细胞免疫和体液免疫，因此对某些病毒感染可用作治疗性疫苗。
2.持久免疫：不断表达产生抗原蛋白(长达19个月)，使机体获得持久的免疫力，能产生免疫记忆。
3.可精细设计、制备简便：可对基因进行修饰，或携带多个基因，制备方法简便，能大量生产，成本较低。
四、病毒载体介导的分子抗原疫苗
（一）重组腺病毒载体
基因组:双链DNA，35kb;可分为E1A、E1B、E2、E3、E4五个区,其中E1、E2、E4编码病毒DNA**所必需的蛋白
**缺陷型重组腺病毒的构建方法
去除腺病毒基因组中E1A、E1B、部分E3-----用外源基因序列替代，构建重组腺病毒质粒----转染293细胞（由该细胞提供缺失E1区编码蛋白）----包装形成重组腺病毒----感染靶细胞----表达相应的免疫原
腺病毒载体优点
① 基因转移效率高、宿主细胞广泛
② 产生的病毒滴度较高
③ 外源基因容量较大(7～8kb)
④ 不整合入靶细胞基因组，安全性较好
缺点：
① 本身具有较强的免疫原性
② 外源基因瞬时表达
（二）重组痘苗病毒载体
痘苗病毒为双链DNA病毒，基因组大，192kb
载体特点：
① 携带的外源基因可长达25－40kb
② 表达产物在病毒启动子控制下，可在靶细胞胞浆内高表达
③ 由于病毒本身结构和生物学特性复杂，安全性较差
（三）重组单纯疱疹病毒载体
双链DNA病毒，基因组大，150kb。
特点：
① 外源基因容量大，30-50kb
② 宿主细胞广泛，特别是能感染非分裂期细胞（如神经细胞）
③ 病毒颗粒相对稳定
④ 非整合型载体，表达产物为瞬时表达
⑤ 病毒基因产物对宿主细胞毒性大
免疫球蛋白基因和基因工程抗体
重点：
1． 基因重排（gene rearrangement）
2． 基因工程抗体的应用（具体举例）
基因重排 (gene rearrangement)
、B细胞在分化成熟的过程中，从重链(H)或轻链( 基因群的基因阶段库中各选择出一个阶段，重新排列，形成功能性的Ig基因单位，重排的Ig基因经转录、转录后加工、翻译、翻译后修饰和分泌过程，成为功能性抗体。
基因工程抗体的应用（具体举例）
概念：用基因工程技术制备的抗体和抗体片段称为基因工程抗体（genetic engineering antibodies）
优点：1.副作用减小；2.抵抗酶解；3.根据需要设计大小；4.可连接各种物质；5.降低价格
种类：1.嵌合抗体；2.CDR移植抗体；3.单链可变区片段（sFV）；4.噬菌体展示文库
举例：噬菌体展示文库
将要表达的多肽基因与噬菌体外衣蛋白Ⅲ（cpⅢ）基因的N末端融合，表达的多肽会出现在噬菌体的表面。如果将编码不同多肽的基因分别与cpⅢ基因融合，可以建立一个表达多肽基因的噬菌体文库。（已被用来表达抗体的sFV片段和Fab片段。）
噬菌体表达系统与PCR克隆的各种可变区基因结合，可建立可变区序列的噬菌体文库。这一技术可从免疫的和未免疫的B细胞中分离到新的人的抗体。方法：几十人的B淋巴细胞，扁桃体细胞和（或）脾脏细胞中分离mRNA，用框架1引物扩增和克隆全部重链和轻链的可变区基因，将之与cpⅢ基因融合，分别构建含有全部重链可变区基因的噬菌体文库和含有全部轻链可变区基因的噬菌体文库。用特异性抗原在这两个表达文库重筛选有高度亲和力的VH和VL，在体外重建成Fab。
可直接制备针对抗原的特异性人抗体片段，完全不必利用小鼠杂交瘤。能直接筛选出大量不同特异的抗体、研究抗体的结合活性或者分离到新的结合活性片段。
噬菌体展示技术最关键的优势有三：
淘选的高效率使得在极低的存在水平下，挑选到高亲和力噬菌体成为可能。
所挑选到的噬菌体可在微量存在的情况下，通过感染细菌得到富集。
展示的多肽或蛋白质与其包含在噬菌体内部的基因密码的连接，使得结合肽或蛋白质的序列分析既快速又简便。
补体系统的分子生物学
重点：
1， 三条激活途径的区别，成分的生物学作用与疾病关系
2， 调控成分的作用
三条激活途径的区别;
经典途径：抗原抗体复合物激活C1，C3和C5转化酶(C4b2a、C4b2a3b)形成，MAC形成
替代途径：C3激活剂在微生物膜上激活C3，C3转化酶(C3bBb)形成，C3活化的正反馈放大环路，C5转化酶(C3bnBb)形成，MAC的形成。其中有B、D、P因子的辅助，而经典途径中则没有这些因子的辅助。
凝集素途径：甘露糖结合蛋白(mannan binding protein, MBP)是血清中的凝集素，又称甘露糖结合凝集素(mannan binding lectin, MBL)，其结构与C1q非常相似，能与许多病原体上的甘露糖结合。MBP相关的丝氨酸蛋白酶(MBP-associated serine protease, MASP)与MBL结合并活化， 其中MASP1直接催化C3，产生C3b，形成C3bBb，后续过程与替代途径相同；MASP2直接催化C4和C2，形成C4b2a，后续过程与经典途径相同。
补体成分的生物学作用：
1.溶细胞和溶菌作用（C1 ∼C9）
2.调理吞噬和免疫粘附作用（C3b）
3.中和及溶解病毒作用（C1,C4,C2,C3）
4.炎症介质作用
趋化作用（C5a）
过敏毒素作用（C3a,C4a,C5a）
激肽样作用（C2b）
5. 免疫调节作用（C3,C5,C6,C7）
促进T、B细胞的增殖
调节抗体和细胞因子的生成
调理免疫复合物
补体系统与疾病
1，血清补体水平与临床疾病
2，补体系统的遗传缺陷
3，补体引起的病理损伤
介导炎症
溶解细胞
补体调控蛋白的作用
结合或灭活补体活化成分，控制补体系统的过度活化，既能使补体活化成分有效地参与杀灭外来病原微生物，又能保护机体组织细胞免遭补体活性产物的破坏。
可溶性补体调控蛋白
种类 靶分子 生物学活性
C1INH C1r,C1s 结合C1r、C1s灭活C1酯酶
C4bBp C4b 加速C3转化酶和C5转化酶衰变 促进I因子裂解C4b
H因子 C3b 辅助I因子裂解C3b 加速C3转化酶和C5转化酶衰变
I因子 C3b,C4b 裂解和灭活C3b、C4b
AI C3a,C4a,C5a 去除C末端精氨酸,灭活过敏毒素
S蛋白 C5b67 结合C5b67复合物 防止其插入细胞
SP-40/40 C5b～9 调节MAC的组装和功能
膜结合性补体调控蛋白
种 类 靶分子 生物学活性
MCP C3b、C4b 辅助I因子裂解C3b、C4b
DAF C4b2a,C3bB 结合C4b后抑制C3转化酶形成 加速C3转化酶解离
CD59 C7、C8 阻断C7、C8与C5b、C6结合 防止MAC形成 抑制同种细胞溶解
C8bp C8、C9 抑制C9聚合,阻止C9与C5b678结合,防止MAC插入细胞膜和同种细胞溶解
细胞因子(cytokine)
重点：
1.细胞因子的概念和共性
2.各种细胞因子的特点和主要功能
3.细胞因子受体的特点
定义 细胞因子是由免疫系统、造血系统或炎症反应中活化细胞产生的，能调节细胞活化、分化和增殖，诱导细胞发挥功能的，高活性多功能的多肽、蛋白质或糖蛋白。不包括免疫球蛋白、补体以及激素、神经肽、酶等生理性细胞产物。
一、细胞因子的一般特点
1.小分子、分泌性、高效糖蛋白。(4,6)
2.大多由活化细胞短暂产生，多源性和多效性(一/多,多/一)。(1,2,3,7)
3.通过受体在局部发挥短暂作用，无抗原特异性，作用方式主要有： (5,9,10,11)
旁分泌(paracrine)作用于邻近靶细胞
自分泌(autocrine)作用于分泌细胞本身
内分泌(endocrine)经体液作用于远处靶细胞
4. 生物学作用：主要参与和调节免疫反应、炎症反应以及形态发生和发育。作用有双重性：生理调节和抗御疾病，在某些情况下可导致和(或)促进疾病的发生发展。
5.细胞因子网络：通过生物学活性的拮抗、相加或协同，相互调节合成和分泌，相互调控受体表达，从而在生物整体中显示不同的生物学效应。构成细胞因子网络(network)。
细胞粘附分子
重点
1．粘附分子概念及生物学特点
2．粘附分子的主要免疫学功能
第一节
免疫球蛋白的概念
1、抗体（antibody, Ab) B细胞受抗原**后增殖分化为浆细胞所产生的, 能与抗原发生特异性结合并具有多种免疫功能的球蛋白。
2、免疫球蛋白 (immunoglobulin，Ig)将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，统称为免疫球蛋白。
包括骨髓瘤、巨球蛋白血症等患者血清中尚未证实、有抗体活性的异常免疫球蛋白、免疫球蛋白亚单位等。
3. Ab与Ig的区别
免疫球蛋白是化学结构上的概念
抗体是生物学功能上的概念
抗体都是免疫球蛋白
并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性
第二节
免疫球蛋白的结构
一、基本结构
由四条多肽链 (重链及轻链各两条)经二硫键连接起来
(一)重链（heavy chain)
分子量55～75kDa，由450-550个氨基酸组成。
根据其特性的不同，可将其分为α、γ、μ、δ、ε五种。据此将免疫球蛋白分为五类（IgA、IgG、IgM、IgD、 IgE） 。
重链的功能区之一:可变区
N端第1个功能区为重链的可变区(VH)
VH中的31-35、50-65、95-102段为高变区（HVR) /互补决定区（CDR)
CDR以外的区域为骨架区（FR）
重链的功能区**:恒定区
IgG与IgA的重链恒定区可分为三个功能区(CH1，CH2，CH3)
IgM IgE重链恒定区多一个CH4区。
绞链区的作用 CH1与CH2之间存在有绞链区，对木瓜酶及蛋白酶敏感，具有很好的弹性，可以自由展开至180度。
(二) 轻链
分子量为25kDa，由213-216个氨基酸组成。可分为κ链及λ链两种。
同一单体中两条轻链是相同的，但不同的分子中其组成不同，人体内免疫球蛋白中κ链占65%，λ链占35%。
功能区: 可变区(VL):超变区及抗体互补决定区
恒定区(CL)
重链的恒定区作用
CH1：遗传标志
CH2：与补体活化及通过胎盘有关
CH3：固定组织细胞
CH3与CH4：可与Fc受体结合
(三) 抗体的结合价
由轻链可变区及重链的可变区共同组成，可与相应抗原呈特异结合。
一个免疫球蛋白单体分子具有两个抗体结合价。
二、酶解片断
1. 木瓜酶 作用于绞链区二硫键所连接重链的近氨基端，水解产物为 2个Fab片段及一个Fc片段。
Fab片段(抗原结合片段):含有一条完整的轻链及重链的一部分，能与相应抗原特异结合，但是单价性的（只能结合抗原，不能凝集或沉淀）。Fc片段(可结晶片段):不能与抗原结合，但具有多种生物学活性，结合补体、固定细胞、通过胎盘等。
2. 胃蛋白酶 作用于绞链区二硫键所连接重链的近羧基端，酶解后形成一个F(ab’)2及一些校片段pFc。
F(ab’)2：是两个Fab由一个二硫键结合在一起形成的双体，经还原后便分解为两个Fab，F(ab’)2具有双价抗体活性,与抗原结合后能形成沉淀或凝集。
pFc：小分子肽，不具有任何生物学活性。
第三节 抗体的异质性
外源性因素所致抗体的异质性：抗体的多样性
内源性因素所致抗体的异质性：免疫球蛋白的血清型
免疫球蛋白生化本质上属于大分子蛋白质（具有抗体活性及表位）。根据其本身具有的多种抗原决定簇(表位）可采用血清学方法(相应的抗体)加以鉴定，称为免疫球蛋白的血清学类型（同种型、同种异型和独特型）。
一、同种型
同一种系的所有个体的免疫球蛋白所共有的抗原特异性。
根据免疫球蛋白H链的抗原决定簇不同，可分为不同的类、亚类。
根据L链的抗原决定簇不同，将其分为型及亚型。
(一) 类与亚类 根据CH链结构的差异可将免疫球蛋白分为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五大类, 每大类又可以分为若干个亚类。
(二) 型及亚型 根据免疫球蛋白CL链的结构可将免疫球蛋白分为κ及λ两个型。
二、同种异型
同种系的不同个体之间,同一类、亚类、型、亚型的免疫球蛋白，在结构上可能会有一个或数个氨基酸的差异, 称为同种异型。
反应在CH、CL上一个或数个氨基酸的差异，是由不同个体的遗传基因决定的，又叫遗传标志。
IgG1,IgG2,IgG3重链的遗传标志称为Gm因子， 位于CH1－CH3之间。
Am因子：IgAα2链；Km因子： κ链。
研究同种异型的生物学意义
多次输入异体免疫球蛋白引起过敏反应
法医学上用于亲子鉴定
三、独特型
同一个体内不同的B细胞产生的免疫球蛋白,由于重链及轻链的可变区 (尤其是超变区)氨基酸组成的差异, 导致的抗原特异性为Ig的独特型。
独特型网络
四 各类免疫球蛋白的结构
（一）、Ig M 由五个单体免疫球蛋白经J链及二硫键连接而成
（二）、Ig A 血清型: 单体结构
分泌型: 由J链连接的双体再加上一个分泌片组成。分泌片可以保护粘膜分泌液中蛋白酶对其的破坏作用。
（三）、Ig G、IgD、IgE
五、Ig的功能
一、结合抗原
抗原抗体特异性结合
B细胞表面抗原受体（膜抗体）
二、结合补体
三、结合Fc受体
四、具有抗原性
第四节
免疫球蛋白（Ig）基因及基因重排
一、免疫球蛋白基因的结构特点
和重链三组基因群控制。基因群中含有许多基因阶段(segment)。、1.由
2.在胚系B细胞和其它有核体细胞的染色体中，编码Ig V区和Ig C区各个部分的基因阶段相互分离。
3. 基因重排 (gene rearrangement)
、B细胞在分化成熟的过程中，从重链(H)或轻链( 基因群的基因阶段库中各选择出一个阶段，重新排列，形成功能性的Ig基因单位，重排的Ig基因经转录、转录后加工、翻译、翻译后修饰和分泌过程，成为功能性抗体。
二、胚系B细胞Ig轻链基因的结构
1. Ig轻链基因的染色体定位
人 小鼠
基因群 1p12 6C2
基因群 22q11 16
2. Ig轻链基因的组成
V(variable)、J(joining)和C(constant)基因，分别编码免疫球蛋白轻链的V区(V和J)和C区。
3、胚系B细胞Ig轻链κ基因的结构
假基因：不能编码产生功能性蛋白产物的基因，可通过突变、基因置换和不规则重组转变成新的功能基因。
3、胚系B细胞Ig轻链λ基因的结构
三、胚系B细胞Ig重链基因的结构
1. Ig重链基因的染色体定位
人 小鼠
14q32.3 12F
2. Ig重链基因的组成
V、D(diversity)、J和C基因组，分别编码免疫球蛋白重链的V区(V、D和J)和C区。
VH基因编码CDR1和CDR2，DH、JH共同编码CDR3。
CH基因中还有S(switch)区－－调控基因的表达和转换；编码控制Ig分泌或膜表达的基因区。
3、胚系B细胞Ig重链基因的结构
四、B细胞分化过程中的Ig基因重排
、B细胞在分化成熟的过程中，从重链(H)或轻链( 基因群的基因阶段库中各选择出一个阶段，重新排列，形成功能性的Ig基因单位，重排的Ig基因经转录、转录后加工、翻译、翻译后修饰和分泌过程，成为功能性抗体。
（一）Ig基因重排的顺序
1. 重链基因首先重排。
D-J先重排，然后V-DJ重排，最后VDJ-C重排，形成完整的功能性Ig重链基因。
等位基因排除(allelic exclusion):抑制另一条等位重链基因重排，以防一个细胞表达两种Ig。
链基因重排。诱导
诱导细胞增殖。
如果第一条重链基因重排不成功，细胞重排第二条重链基因。如果两条重链基因均重排不成功，细胞死亡。
2. 轻链基因后重排
V-J先重排，然后VJ-C重排，形成完整的功能性Ig轻链基因。
等位基因排除：抑制另一条等位k链基因重排。
同型排除(isotype exclusion)：抑制l链基因重排。
诱导细胞增殖。
如果第一条k链基因重排不成功，细胞重排第二条k链基因。如果两条k链基因均重排不成功，细胞重排l链基因。如果两条l链基因均重排不成功，细胞死亡。
（二）Ig基因重排的机理
12－23规律 重组信号片段(recombination signal segment, RSS)、侧翼序列、共有序列：反向互补→可成环
六、免疫球蛋白多样性的机理
多样性的含义：Ig V区的多样性。
原因：
1. 组合性连接
2. 结合多样性
3. 体细胞突变：重排后进行
结合多样性的机理
密码子错位
框架移位突变
N序列插入
第五节 基因工程抗体
用基因工程技术制备的抗体和抗体片段称为基因工程抗体(genetic engineering antibodies)。
基因工程抗体的优点
副作用减小
抵抗酶解
根据需要设计大小
可连接各种物质
降低价格
一、嵌合抗体（chimeric antibody)
二、CDR移植抗体
三、单链可变区片段
(single chain fragment of variable region, sFv)
连接物：合成的(Gly4Ser)n寡聚体
合适长度是14～15个氨基酸：(Gly4Ser)3
sFv非常稳定
分子量小(25kD)穿透力强，容易进入局部组发挥作用
可连接各种物质
双价Fv
双特异性Fv
四、基因工程抗体的表达
(一)在哺乳动物细胞中表达
哺乳动物细胞中表达的基因工程抗体是糖基化的抗体，更加接近天然抗体。
(二)在微生物细胞中表达
产量高和产生速度快，但只表达纯蛋白
包涵体中表达
胞质内表达
分泌性表达
表达在噬菌体表面
(三)噬菌体展示文库(phage display library)：将抗体片段表达在细菌噬菌体颗粒的表面。
噬菌体展示技术是将各种多肽或蛋白质以融合蛋白的形式表达并展示在噬菌体表面，同时将其遗传密码包含于噬菌体内部，这使得蛋白质的功能与其基因密码有机的连结在一起
可直接制备针对抗原的特异性人抗体片段，完全不必利用小鼠杂交瘤。
能直接筛选出大量不同特异性的抗体、研究抗体的结合活性或者分离到新的结合活性片段。
单克隆抗体 噬菌体抗体
杂交瘤技术 展示技术
宿主细胞: 杂交瘤 细菌
筛选范围 : ~103 107-109
时间: 几个月 几周
操作: 繁杂 相对简单
免疫: 必须 可避免
人源抗体: - +
费用: 高 低
生产量: 有限 无限
基因获取: 再克隆 直接
应用前景: 有限 不可估
噬菌体展示技术最关键的优势有三：
淘选的高效率使得在极低的存在水平下，挑选到高亲和力噬菌体成为可能。
所挑选到的噬菌体可在微量存在的情况下，通过感染细菌得到富集。
展示的多肽或蛋白质与其包含在噬菌体内部的基因密码的连接，使得结合肽或蛋白质的序列分析既快速又简便。
(五) 基因工程小鼠产生人抗体
用人的胚系Ig基因完全取代小鼠Ig基因。这种小鼠接受可以**后产生人类抗体，用该小鼠制备的单克隆抗体是人的。
(六) 基因工程抗体的应用
诊断
治疗
预防
基因工程抗体及其连接物
放射性同位素 酶 细胞因子 药物 毒素 其它(荧光等)
抗体定向酶-药物前体疗法
将抗体和酶的连接物注入机体，待抗体与靶细胞结合而机体将游离抗体清除以后，注入药物前体，结合于靶组织中的酶可将药物前体裂解成具有细胞毒性的药物后，在局部杀伤肿瘤细胞。
补体系统的分子生物学
一、补体系统的组成和命名
(一)补体固有成分
C1 ( C1q,C1r,C1s) ～C9 D因子、B因子、P因子 C567、C3a、C3b、iC3b
(二)补体调控分子
C4结合蛋白、衰变加速因子等
(三)补体受体
CR1~CR5、C1qR等
二、补体固有成分的基本特性
(一) 链锁反应性
(二) 作用两面性
(三) 不稳定性
(四) 产生部位广泛
三、补体的激活途径
(一)经典途径(classical pathway, CP)
C1→C4→C2→C3→C5～C9
1.识别阶段：C1酯酶(C1)形成
2.活化阶段：C3和C5转化酶(C4b2a、C4b2a3b)形成
3.攻膜阶段：膜攻击复合体(C5b6789)形成(membrane attack complex, MAC)
(二)替代途径(alternative pathway, AP)
C3 C5～C9
C3转化酶(C3bBb)形成
C3活化的正反馈放大环路
C5转化酶(C3bnBb)形成
MAC的形成
(三)凝集素途径
甘露糖结合蛋白(mannan binding protein, MBP)是血清中的凝集素，又称甘露糖结合凝集素(mannan binding lectin, MBL)，其结构与C1q非常相似，能与许多病原体上的甘露糖结合。MBP相关的丝氨酸蛋白酶(MBP-associated serine protease, MASP)与MBL结合并活化， 其中MASP1直接催化C3，产生C3b，形成C3bBb，后续过程与替代途径相同；MASP2直接催化C4和C2，形成C4b2a，后续过程与经典途径相同。
参与CP的成分：Ag/Ab、C1～C9
参与AP的成分：C3激活物、C3、 C5～C9、D因子、B因子、P因子
参与MBL途径的成分：MBL、MASP、 C2～ C9、D因子、B因子、P因子
四、补体固有成分的理化性质和生物学活性
(一) 理化性质
补体成分 分子量(kD) 肽链数目 主 要 功 能
C1q 460 18 结合Ig，启动经典途径
C1r 83 1 丝氨酸蛋白酶,裂解C1s
C1s 83 1 丝氨酸蛋白酶裂解C4、C2
C4 210 3 C4a:弱过敏毒素C4b:组成CP中C3、C5转化酶
C2 110 1 C2b:弱过敏毒素，C2a:组成CP中C3、C5转化酶, 丝氨酸蛋白酶
C3 195 2 C3a:过敏毒素,趋化作用 C3b:组成CP和AP中C3、C5转化酶, 调理吞噬，免疫粘连,免疫调节
C5 190 2 C5a:强过敏毒素, 趋化,免疫调节C5b:组成MAC， C5b67 有趋化作用
C6 120 1 组成MAC
C7 110 1 组成MAC, 固定C5b67于细胞膜
C8 150 3 组成MAC,促进C9聚合
C9 79 1 组成MAC,聚合成穿膜孔道
D因子 25 1 丝氨酸蛋白酶, 裂解B因子
B因子 93 1 Ba:抑制B细胞增殖，Bb:组成AP中C3、C5转化酶
丝氨酸蛋白酶
P因子 100~220 2~4 加固C3b与Bb结合，抑制H因子作用 稳定AP中C3、C5转化酶
补体的理化性质：
补体均为糖蛋白，多数是b球蛋白，少数属a或g球蛋白；
分子量有较大差别，C1q最大(460kD)，D因子最小(25kD)，其余大多数在80~200kD之间。
血清中的补体含量约为4g/L，其中C3含量最高，约占补体总量的1/3，而D因子含量最少。
机体的多种脏器和细胞能产生各种补体成分，主要合成部位有肝脏、脾脏、小肠上皮细胞和巨噬细胞。
(二)补体活化成分的生物学作用
1.溶细胞和溶菌作用（C1 ∼C9）
2.调理吞噬和免疫粘附作用（C3b）
3.中和及溶解病毒作用（C1,C4,C2,C3）
4.炎症介质作用
趋化作用（C5a）
过敏毒素作用（C3a,C4a,C5a）
激肽样作用（C2b）
5. 免疫调节作用（C3,C5,C6,C7）
促进T、B细胞的增殖
调节抗体和细胞因子的生成
调理免疫复合物
五、补体调控分子的理化性质和生物学活性
(一)补体成分的自我衰变
(二)补体调控蛋白的作用
结合或灭活补体活化成分，控制补体系统的过度活化，既能使补体活化成分有效地参与杀灭外来病原微生物，又能保护机体组织细胞免遭补体活性产物的破坏。
1. 可溶性蛋白
2. 膜结合蛋白
可溶性补体调控蛋白
种类 靶分子 生物学活性
C1INH C1r,C1s 结合C1r、C1s灭活C1酯酶
C4bBp C4b 加速C3转化酶和C5转化酶衰变 促进I因子裂解C4b
H因子 C3b 辅助I因子裂解C3b 加速C3转化酶和C5转化酶衰变
I因子 C3b,C4b 裂解和灭活C3b、C4b
AI C3a,C4a,C5a 去除C末端精氨酸,灭活过敏毒素
S蛋白 C5b67 结合C5b67复合物 防止其插入细胞
SP-40/40 C5b～9 调节MAC的组装和功能
膜结合性补体调控蛋白
种 类 靶分子 生物学活性
MCP C3b、C4b 辅助I因子裂解C3b、C4b
DAF C4b2a,C3bB 结合C4b后抑制C3转化酶形成 加速C3转化酶解离
CD59 C7、C8 阻断C7、C8与C5b、C6结合 防止MAC形成 抑制同种细胞溶解
C8bp C8、C9 抑制C9聚合,阻止C9与C5b678结合,防止MAC插入细胞膜和同种细胞溶解
六、补体受体的特性和生物学功能
补体受体(complement receptor, CR)是细胞表面的、能与补体成分或补体裂解片段特异性结合的糖蛋白分子。补体激活后，其裂解片段产生的生物学效应大多通过补体受体介导。
补体受体不仅介导补体活化成分的作用，对补体激活也有调节作用。
不同类型的细胞具有不同的补体受体，表达数量也不同，产生的效应各异。
补体受体
CR 配体 生物学功能
C1qR C1q 促进B细胞产生Ig,促进吞噬和ADCC 效应,调节血小板功能
C3a/ C3a 诱导细胞脱颗粒,收缩平滑肌
C4aR C4a 促进Mf分泌IL-1 、PGE和PMN分泌溶菌酶
C5aR C5a 诱导细胞脱颗粒,介导趋化作用, 去精C5a 增强血管通透性
CR1 C3b,C4b 促C3b和C4b降解，抑制C3, C5
iC3b,C3c 转化酶形成, 促B细胞活化和分化, 免疫粘连,调理吞噬, 促ADCC
CR2 iC3b,C3d 促B细胞活化,分化增殖和产生抗体
C3b,C3dg 介导EB病毒感染
EB病毒
CR3 iC3b 参与细胞粘附、趋化、调理吞噬
CR4 iC3b 介导吞噬作用，增强FcR介导的吞噬作用
C3dg
CR5 C3d 清除含iC3d、 C3dg的IC
七、补体系统与疾病
(一)血清补体水平与临床疾病
(二)补体系统的遗传缺陷
(三)补体引起的病理损伤
介导炎症
溶解细胞
(四)补体系统成分的实际应用
主要组织相容性复合体
一、概述
主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex, MHC）
组织相容性 （histocompatibility）
组织相容性抗原 （histocompatibility antigen）
主要组织相容性系统 （major histocompatibility system, MHS）
次要组织相容性系统 （minor histocompatibility system, mHS）
H-2抗原 （histocompatibility antigen-2）
H-2复合体 —— 小鼠MHC
人类白细胞抗原 （human leukocyte antigen, HLA）
HLA复合体 ——人类MHC
二、MHC的基因组成
(一)H-2复合体的基因组成
Ⅰ类基因位点：K、D/L区
Ⅱ类基因位点：I区
Ⅲ类基因位点：S区
(二)HLA复合体的基因组成
Ⅰ类基因位点：A、B、C区
Ⅱ类基因位点：D区(DR, DQ, DP)
Ⅲ类基因位点
蛋白酶体相关基因(LMP基因)
抗原肽转运体基因(TAP基因)
三、HLA复合体的遗传特点
(一)高度多态性
原因：复等位基因
共显性遗传
意义：种群适应性
免疫应答的遗传控制
个体的终身遗传标志
增加选择合适移植供体的难度
(二)单元型遗传
单元型(haplotype)：一条染色体上HLA各基因位点的组合
基因型(genotype)：由两个同源单元型组成，其编码产物为表型 (phenotype)
(三)连锁不平衡
四、MHC分子的结构、分布和功能
(一)结构
Ⅰ类分子：
a链 肽结合区(a1和a2折叠形成凹槽样结构) Ig样区 跨膜区 胞浆区
b2-微球蛋白(非MHC编码产物)
Ⅱ类分子：由a链和b链非共价结合组成
均分为 肽结合区(a1和b1共同组成凹槽样结构) Ig样区 跨膜区 胞浆区
(二) 分布
Ⅰ类分子分布广泛，存在于各类有核细胞表面，淋巴细胞表达量最高。
滋养层细胞虽不表达经典的HLAⅠ类分子，但却表达HLA-G、HLA-E抗原，可与NK细胞的抑制性受体结合，在维持母胎耐受中具有重要作用。
Ⅱ类分子主要表达于B细胞、巨噬细胞、树突状细胞等APC，胸腺上皮细胞、血管内皮细胞、活化的T细胞及精细胞也表达。
HLA分子也以可溶性形式出现在体液中，其生物学意义尚不清楚。
(三) 功能
Ⅰ类分子：
⑴ 诱导移植排斥反应的主要抗原
⑵ 主要递呈内源性抗原
⑶ CTL识别靶细胞的标志之一(MHC限制性)
⑷ 结合CD8,作为协同**分子活化T细胞
⑸ 诱导胸腺细胞发育成CD8＋T细胞
⑹ 经阴性选择清除自身反应性CD8＋T细胞
⑺ 参与免疫应答的遗传控制
Ⅱ类分子：
⑴ 诱导移植排斥反应的重要抗原
⑵ 主要递呈外源性抗原
⑶ 参与T细胞与APC(Mf、B细胞)间相互作用的MHC限制性
⑷ 结合CD4,作为协同**分子活化T细胞
⑸ 诱导胸腺细胞发育成CD4＋T细胞
⑹ 经阴性选择清除自身反应性CD4＋T细胞
⑺ 参与免疫应答的遗传控制
五、HLA在医学上的意义
(一)HLA与器官移植的关系
(二)HLA与输血反应的关系
(三)HLA与疾病的相关性
1. HLA与疾病的关联
相对危险性(relative risk, RR)
HLA-X阳性患者人数/HLA-X阴性患者人数
RR＝—————————————————
HLA-X阳性对照人数/HLA-X阴性对照人数
2. HLA表达异常与疾病的关系
HLA分子表达降低(肿瘤、病毒感染)
HLA分子表达增高(自身免疫病)
(四)HLA与法医学的关系
HLA为个体终身的遗传标志
无亲缘关系的个体间HLA完全相同的几率几乎为零
用于亲子鉴定和个体识别
本章重点：
1.细胞因子的概念和共性
2.各种细胞因子的特点和主要功能
3.细胞因子受体的特点
细胞因子(cytokine)
定义 细胞因子是由免疫系统、造血系统或炎症反应中活化细胞产生的，能调节细胞活化、分化和增殖，诱导细胞发挥功能的，高活性多功能的多肽、蛋白质或糖蛋白。不包括免疫球蛋白、补体以及激素、神经肽、酶等生理性细胞产物。
一、细胞因子的一般特点
1.小分子、分泌性、高效糖蛋白。(4,6)
2.大多由活化细胞短暂产生，多源性和多效性(一/多,多/一)。(1,2,3,7)
3.通过受体在局部发挥短暂作用，无抗原特异性，作用方式主要有： (5,9,10,11)
旁分泌(paracrine)作用于邻近靶细胞
自分泌(autocrine)作用于分泌细胞本身
内分泌(endocrine)经体液作用于远处靶细胞
4. 生物学作用：主要参与和调节免疫反应、炎症反应以及形态发生和发育。作用有双重性：生理调节和抗御疾病，在某些情况下可导致和(或)促进疾病的发生发展。
5.细胞因子网络：通过生物学活性的拮抗、相加或协同，相互调节合成和分泌，相互调控受体表达，从而在生物整体中显示不同的生物学效应。构成细胞因子网络(network)。
二、细胞因子的分类
根据来源、功能和靶细胞分类
根据作用分类：效应性和调节性(**,抑制)
根据细胞因子的主要生物学活性分类
综合分类：
白细胞介素(interleukines, IL)
干扰素(inteferons, IFN)
肿瘤坏死因子(tumor necrosis factors, TNF)
集落**因子(colony-stimulating factors, CSF)
趋化因子(chemokines)
促生长因子(growth factors)
一、具有抗病毒作用的细胞因子－－干扰素(inteferon, IFN)
IFN是一族具有抗病毒、调节细胞生长和分化、调节免疫功能的活性蛋白质。天然制剂是混合物。
Ⅰ型IFN：IFN-a(白细胞)(有20多种亚型)
IFN-b(成纤维细胞)
Ⅱ型IFN：IFN-g(淋巴细胞)
生物学活性：抗病毒活性 IFN-a >> IFN-g
调节细胞生长(抗肿瘤)
免疫调节 IFN-g >> IFN-a
白细胞介素2(IL-2)
IL-2或称T细胞生长因子(TCGF) ，主要由T细胞和NK细胞产生。
生物学活性：
激活T细胞并促进T细胞增殖(由G1期进入S期)的最重要的细胞因子。(TCGF)
B细胞增殖、分化和合成各类免疫球蛋白
促进NK细胞增殖、杀伤功能
诱导Mf增殖、分化并增强其杀伤活性
诱导多种细胞因子产生和细胞因子受体表达
IL-2可治疗肿瘤、感染和免疫功能低下等。
白细胞介素4(IL-4)
IL-4主要由Th2 细胞和早期T细胞产生。
生物学活性：
促进活化B细胞增殖、表达MHC-Ⅱ，诱导IgG1和IgE类抗体产生。
等，从而抑制细胞免疫功能。、TNF-促进T细胞增殖和CTL产生，但抑制T细胞表达IL-2受体，抑制Th1细胞产生IL-2、IFN-
诱导NK增殖，但抑制IL-2诱导NK增殖的作用。
IL-4与Ⅰ型过敏反应的发生有关。
白细胞介素 5(IL-5)
IL-5主要由Th2细胞产生。
生物学活性：
诱导B细胞增殖、分化，促进IgM和IgA类抗体的产生和分泌。
促进嗜酸性粒细胞增殖、分化并能激活已成熟的嗜酸性粒细胞杀伤寄生虫。
诱导造血前体细胞分化，诱导CTL成熟，增强NK和CTL的杀伤作用。
可能用于治疗体液免疫缺陷和寄生虫感染。
白细胞介素(IL-7)
IL-7主要由胸腺和骨髓中的基质细胞产生。
生物学活性：
诱导前T细胞和前B细胞发育成熟，
与皮肤发育有关。
白细胞介素9(IL-9)
IL-9由Th2细胞和肥大细胞产生。
协同IL-4诱导IgE和IgG产生，促进CD4+ T细胞生长并可能发展成肿瘤。
白细胞介素10(IL-10)
IL-10主要由Th2细胞产生，炎症反应时则主要由单核巨噬细胞产生。
生物学活性：
，抑制细胞免疫。但能增强NK和CTL的杀伤作用。、TNF-抑制Th1细胞和NK产生IL-2、IFN-
促进B细胞增殖、分化和产生IgG、IgA和IgM。
抑制APC 产生IL-12和抑制抗原递呈。
IL-10可能用于治疗各种炎症和自身免疫病。
白细胞介素11(IL-11)
IL-11主要由骨髓基质细胞产生。
主要生物学活性是与其它细胞因子协同促进造血，诱导急性期蛋白，增加脂肪积聚。
临床实验证明，IL-11可增加化疗病人的血小板和中性粒细胞，且副作用比IL-6低。
白细胞介素12(IL-12)
IL-12主要由APC产生，是二硫键连接35kD(p35)和40kD (p40)两条链组成的异二聚体，细胞产生p40远多于p35，且p40竞争性拮抗二聚体IL-12(p70)的活性。
生物学活性：
**NK和Th1细胞增殖并诱导产生IFN-g
诱导CTL成熟和发挥杀伤效应
促进造血功能
抗肿瘤血管生成
IL-12用于治疗肿瘤有很好的前景，还可能用于治疗病毒、细菌和疟原虫感染。
转化生长因子b(TGF-b)transforming growth factor-b
抑制作用：抑制干细胞增殖、分化；抑制大多数免疫功能。
促进作用：促进间质来源细胞增殖。诱导或抑制(白蛋白)急性期蛋白产生。
趋化作用：诱导多种细胞趋化，抑制内皮细胞迁移。
可用于治疗多种溃疡和促进创伤恢复。
三、促炎细胞因子 肿瘤坏死因子(TNF)
TNF是能引起肿瘤组织出血坏死并有多方面功能的细胞因子。主要由单核巨噬细胞产生，以三聚体表现活性。
生物学活性
抑制红、粒系肿瘤，抑制造血
促进炎症，增强细胞免疫，抑制体液免疫。
促进血管内凝血，引起肿瘤组织血管坏死。
促进外周脂肪分解、引起恶液质，诱导低血压性休克。
白细胞介素1(IL-1)
IL-1包括3种：IL-1a、IL-1b和IL-1g (IL-1ra)，分别由不同基因编码。主要由髓样细胞(其中单核巨噬细胞最重要)和淋巴细胞产生。
IL-1受体拮抗剂(IL-1ra或IL-1 结合IL-1受体但不能活化受体，可竞争性抑制IL-1的作用。
1. 介导炎症反应：诱导炎症介质，趋化炎症细胞
2. 免疫调节：促进T细胞和B细胞增殖、活化和功能
白细胞介素(IL-6)
IL-6由单核巨噬细胞等多种细胞产生。
生物学活性：
免疫增强作用(T、B、NK、Mf)、
促进造血、
增强神经内分泌功能、
诱导急性期蛋白参与炎症反应、
调节肿瘤细胞生长等。
IL-6可治疗血小板减少、骨质疏松等。抗IL-6抗体可能治疗类风湿关节炎。
趋化因子(chemokine)
趋化因子是一类能诱导细胞定向移动到因子化学浓度较高部位的小分子细胞因子(5～10kD)，不但有趋化作用，也可激活靶细胞。 IL-8
CXC趋化因子:
------CxC----------------C---------------C-------------
主要诱导中性粒细胞和淋巴细胞趋化并激活之。
CC趋化因子:
------CC----------------C---------------C-------------
主要诱导单核巨噬细胞和粒细胞趋化并激活之。
C趋化因子:趋化和激活淋巴细胞
------C----------------C---------------C-------------
CX3C:诱导单核细胞和淋巴细胞趋化和粘附。
------CxxxC--------------C-------------C-------------
集落**因子(colony-stimulating factor)
能诱导造血细胞在半固体琼脂系统中呈克隆生长的因子统称为集落**因子(colony-stimulating factor, CSF) 。
粒细胞集落**因子(G-CSF)
巨噬细胞集落**因子(M-CSF)
粒细胞-巨噬细胞集落**因子(GM-CSF)
多功能集落**因子(multi-CSF或IL-3)
红细胞生成素(**, EPO)
血小板生成素(theombopoietin, TPO)
临床应用：
①改善各种急、慢***粒细胞减少状态，促进骨髓和外周干细胞的扩增和转运；
②在无或低中性粒细胞状态时诱导血液中性粒细胞增加，作为抗微生物感染的辅助治疗；
③通过促进肿瘤细胞分化、补充白细胞数以增加化疗药物的效应和增强机体免疫能力达到抗肿瘤的目的。
第三节 细胞因子受体cytokine receptor(CKR)
细胞因子通过结合细胞表面的细胞因子受体发挥作用。膜结合型细胞因子受体(mCKR)可介导细胞因子对靶细胞的作用。可溶性细胞因子受体(sCKR)对细胞因子发挥功能有不同的影响。
一、膜结合细胞因子受体(mCKR)
大多数是单链受体，有些是多链受体，均有胞外区(细胞因子结合区)、跨膜区(疏水性氨基酸富含区)和胞内区(信号传导区)。IL-8和趋化因子的受体则有7个穿膜区，称为7TM
链特异性结合配体，其它链传导信号。一些mCKR共用相同的信号传导链，例如IL-3、GM-CSF和IL-5的受体共用b链(bc)；IL-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-15的受体共用g链(gc)；IL-6、LIF、IL-11等受体共用gp130。多链mCKR由
(一) 造血生长因子受体超家族
特点：胞外区有200个氨基酸残基组成的同源区，其N端有4个保守的半胱氨酸残基(约占60 AA)，C端有一个WSXWS(色-丝-任意-色-丝)的结构域(约30 AA)，对受体折叠和发挥生物学效应至关重要。
(二) 免疫球蛋白超家族
该超家族受体的胞外区具有免疫球蛋白样的结构域，包括IL-1R等。
Ig样结构域：70～110个AA，二硫键连接，6～7个b片层反平行形成中心疏水的桶状结构。有V、C1、C2等亚家族。
(三) TNF受体家族
或称神经生长因子受体超家族。胞外区由富含Cys的四个类似的区域(每区域含6个Cys)重复组成约160 AA的同源区。包括TNFRp55、TNFRp75、NGFR、CD27、CD30、OX40、4-1BB和Fas等
(四) 趋化因子受体家族
其特征是有7个穿膜区的单链受体，由于发挥作用有赖于G蛋白的参与，又称为G蛋白偶联受体超家族。
(五) IFNR家族
R和IL-10R只有一个。R的胞外区有2个约200个氨基酸残基组成的独特的结构域，IFNIFN
有些细胞因子受体具有多个超家族的特征。
二、可溶性细胞因子受体
在多种体液(血清、腹水或尿)和细胞培养液中可以检测出可溶性细胞因子受体。
产生原理：
1.细胞因子受体基因在转录时发生拼接变化，使得mRNA中缺乏编码穿膜区的部分，例如IL-4Ra、IL-5Ra、IL-6R(IL-12p40)、IL-7Ra、IL-9R、GM-CSFRa、G-CSFRa、EPOR、LIFRa、EGFR和IFN-aR等可溶性受体；
2.膜受体的细胞外部分被膜上的某些酶或细胞外酶酶解脱落，进入细胞外液，例如IL-1RⅡ、IL-2Ra、IL-6Ra、IL-6Rb(gp130)、IFN-aR、TNFRp55、TNFRp70、M-CSFR、SCFR、CNTFRa、NGFR和PDGFR等可溶性受体。
(二)可溶性受体的生物学作用
1. 竞争性抑制作用 竞争结合细胞因子，拮抗膜型受体的生物学作用。
2. 载体作用 sCKR与CK结合后可防止CK被降解或清除；或减少游离CK浓度，从而调节CK在体液中的浓度；或将CK运载到靶组织发挥效应。
3. 反馈抑制膜受体表达
4. 介导CK结合膜受体
具体功能与sCKR的浓度和作用的时机有关。低浓度sTNFR可通过载体作用稳定TNF，高浓度时则抑制TNF的生物学作用。
第四节 细胞因子的临床应用
一、细胞因子及其受体异常表达与疾病
IL-2受体g链缺陷－－重症联合免疫缺陷
二、直接应用细胞因子治疗疾病
补充疗法 拮抗疗法
已批准生产 正在临床试治(表)
三、细胞因子及其受体基因疗法
直接输入
由免疫细胞、肿瘤细胞或成纤维细胞介导
第七章 细胞粘附分子
重点
1．粘附分子概念及生物学特点
2．粘附分子的主要免疫学功能
细胞粘附分子的概念
细胞粘附分子(cell adhesion molecules，CAMs) 是一类膜表面糖蛋白，它们以配体－受体特异性结合的方式介导细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的相互接触和结合并调节细胞功能，在胚胎发育和分化、正常组织结构的维持、炎症反应、免疫应答、凝血和血栓形成、创伤修复、肿瘤浸润与转移等许多生理和病理过程中发挥重要的生物学作用。
二、细胞粘附分子的共同生物学特点
1. 是以受体与配体相配对的形式分布于相互作用的细胞表面或细胞外基质中的单链或双链糖蛋白分子。
2. 在同种属不同个体中相同细胞表达的CAM基本上是一致的，无多态性。
3. 同一种细胞上可表达多种 CAM ，发挥不同功能。
4. 细胞间相互作用时有多个配对 CAM 共同参与。
5. 一种配对CAM可发挥多种功能。
6. 除介导细胞间的粘附作用外，还能起传导信号的作用，并具有双向性。
7. 细胞表面 CAM 的密度和亲和力影响细胞间粘附和信号传递，某些因素可使CAM的表达量和亲和力增高或降低。
8. 细胞间粘附作用通常是短暂和可逆的过程。
第一节 细胞粘附分子的种类与生物学特性
一、选择素家族(selectin family)
L-selectin
– 淋巴细胞的特异性归巢受体
– 白细胞移出血管过程早期与内皮细胞粘附的重要分子
E-selectin
– 炎症性细胞因子（IL－1、TNF-a）**后活化的内皮细胞表面表达，也是介导白细胞与内皮细胞粘附起始阶段的重要分子
P-selectin
– 贮存于血小板的a颗粒和内皮细胞的Weibel-palate小体中，在凝血酶或组胺等**物作用后迅速被动员到血小板或内皮细胞表面，介导白细胞与内皮细胞的起始粘附
配体是细胞膜上的寡糖基团。
主要包括寡糖S-Lewisx(S-Lex)及其异构体S-Lewisa(S-Lea)
已知的配体分子：
Gly-CAM-1 (L-Selectin)
CD34 (L-Selectin)
PSGL-1 (P-Selectin)
ESL-1 (E-Selectin)
CLA (E-Selectin)
Mad-CAM-1 (L-Selectin)
选择素与细胞的定居、迁移、分布和炎症反应的发生有关。
二、 整合素家族(integrin fami1y)
整合素是由a和b两条链非共价连接组成的异二聚体，至少有14种a链和8种b链，根据b链将整合素分为8组。
整合素主要介导细胞和细胞外基质(ECM)结合
与细胞的定居、迁移和活化有关。
整合素的ECM配体包括：
纤粘蛋白(fibronectin, FN
胶原蛋白(collagen,CA)
纤维蛋白原(fibrinogen，F
层粘蛋白(laminin，LM)
玻粘蛋白(vitronectin，VN
Ⅷ因子、C3b和iC3b等
通过与细胞外基质的特定序列结合，一种整合素可与多种细胞外基质结合，一种细胞外基质也可与多种整合素分子结合。如FN及VN中的RGD序列、CA中的DGEA序列、FN中的EILDY序列
（一）VLA组
由b1与不同的a1－8、av组合。
广泛分布于白细胞和其他非造血系统的细胞，介导白细胞与ECM的结合，是炎症时白细胞移向炎区组织中起重要作用的粘附分子
VLA－4只表达于除中性粒细胞外的其他白细胞表面，除能结合于ECM外，还能与VCAM－1结合而介导白细胞与血管内皮细胞结合粘附
VLA-4通过与VCAM－1结合后，为T细胞活化提供共**信号。
（二）LFA组（b2）
共有4个成员、由aL、am、ax、ad与β2组成二聚体，由于只表达于白细胞，称为白细胞整合素
LFA－1
– 表达：
淋巴细胞、粒细胞、单核细胞（除Mφ外），以CTL的表达量最丰富。
– LFA－1的主要生理功能：
促进T细胞与APC／靶细胞的结合，增强抗原诱导的T细胞应答和CTL、NK细胞对靶细胞的杀伤效应
介导白细胞和淋巴细胞与血管内皮细胞的结合，因而对白细胞向炎症局部移行和再循环起重要作用
Mac-1 (CD11b/CD18)
P150/95 (CD11c/CD18)
分别是CR3、CR4型补体受体，参与吞噬调理作用
（三）血小板糖蛋白组（β3）
aIIb／b3主要分布于血小板，介导血小板与ECM中的FB、FN、VIII因子结合，促进血小板的粘附和凝集。
av／b3分子分布广泛，可促进白细胞向组织间质移行
三、 Ig超家族(Ig superfamily，IGSF)
该家族成员的胞外区均含有1个以上Ig样结构域，多为细胞表面成分，也有可溶性分子，分布广泛，有些是互为受体、配体，或与其它类别中CAM互为受体、配体，还有的为受体与配体相同。
它们主要介导细胞间的粘附并传递细胞内信号，与细胞分化、炎症反应、免疫应答和淋巴细胞再循环等密切相关。
（一）CD4／CD8
CD4为55KD的单链跨膜糖蛋白，胞外有4个Ig样区，近N端的两个功能区与MHC II类分子的抗原结合槽区域结合。
CD8是由2条同源（aa）或异源（ba）肽链经二硫键连接而成，每链都含一个Ig样功能区与MHC I类分子的a3区域结合。
T细胞通过CD4／CD8分子与APC／靶细胞表面MHC分子结合而增强它同其他细胞的稳定结合，促进免疫应答反应。
CD4／CD8作为TCR复合体的一部分，在T细胞识别抗原中起协同受体样的作用
（二）CD2／LFA－3
CD2分子，分布于T细胞、NK细胞和胸腺细胞（在T细胞表面也称绵羊红细胞受体）。
CD2分子为45－50KD的糖蛋白。
LFA－3分布于除淋巴细胞外的所有组织细胞，为70KD的糖蛋白，以两种方式固定于细胞膜上，一种是与磷脂酰肌醇、一种是通过其本身的跨膜区。
通过CD2／LFA－3的相互作用，可促进T细胞与其它细胞的相互作用。例如T细胞与APC细胞、T细胞与靶细胞间的粘附作用。
另外CD2分子还是T细胞表面的一种信号传递分子，针对CD2的不同表位的单克隆抗体可促进T细胞的活化，称为T细胞的旁路活化。
（三）CD28／CTLA－4
CD28分子为44KD糖蛋白，在细胞外含有单个Ig样功能区，其氨基酸序列与Ig的重链可变区相似。主要分布于成熟的T细胞，但不表达于gδT细胞。活化T细胞表面的CD28分子上调。
CTLA－4只表达于活化的T细胞表面，它与CD28具有共同的配体，CD80（B7－1）／CD86（B7－2）结合后，CD28与B7结合后可通过PI3途径及PTK途径活化T细胞；而CTLA－4与B7结合后，提供给T细胞反馈抑制信号。
（四）ICAMs
ICAM－1
分子量为90－115KD，胞外含有5个Ig样功能区，近N端的2个区与LFA－1或鼻病毒结合，中间的功能区可与MAC－1分子结合。
分布：广泛分布于造血和非造血细胞。
静息白细胞表面表达低水平的ICAM－1，大多数的血管内皮细胞、上皮细胞、组织及生发中心的DC、Mφ、胸腺细胞均表达ICAM－1。
活化T细胞、活化的单核细胞、EBV转化的B细胞，体外建株的T细胞和髓系细胞增多表达高水平的ICAM－1。当炎症时，炎症部位的血管内皮细胞表达ICAM－1水平很高。
ICAM－2：
60KD的跨膜糖蛋白，细胞外有2个Ig样功能区，与ICAM－1 N端的2个Ig样功能区同源性较高，与LFA－1分子结合。ICAM－2分子不与MAC－1分子结合。
只分布于内皮细胞与某些间质细胞上，淋巴细胞和单核细胞表达量很少。ICAM－2的特点是其在静止的内皮细胞上表达很高，不受炎性细胞因子的调节。
功能：主要在介导白细胞和淋巴细胞移出血管；
ICAM－3
124KD的糖蛋白，细胞外含有5个Ig样功能区。
分布：只表达于T细胞、单核细胞和中性粒细胞，不表达于内皮细胞。
功能：主要参与了免疫应答过程中静息T细胞的活化
VCAM－1
VCAM－1为100KD的单链糖蛋白，主要表达在细胞因子活化的血管内皮细胞表面，细胞膜外含有6个Ig样功能区，是VLA－4的配体，介导淋巴细胞和白细胞与内皮细胞的粘附作用。
(四) 钙粘附素家族(cadherin family)
E-cadherin表达于上皮细胞，
N-cadherin表达于神经和肌肉组织，
P-cadherin表达于胎盘和发育阶段的各种组织。
钙粘附素的配体是其本身，称为同型粘附，介导同型细胞间的结合，对器官组织的形态发育和维持组织结构的完整性有重要作用。
五、其他粘附分子
（一）CD44
它是一种高度异质性的单链跨膜糖蛋白，包括血细胞型CD44（80－90KD）、上皮型CD44（110－160KD）及180－250KD CD44分子。
CD44分子的配体主要是ECM蛋白，包括透明质酸、纤维粘连蛋白、层粘蛋白、胶原蛋白以及粘膜血管地址素。
功能：
– 参与T、B细胞分化过程
– 介导白细胞与活化内皮细胞结合
– 体外可协同CD2、LFA－1作用增强T细胞的活化与增殖
（二）CD45
CD45是一组白细胞表面共同抗原，分布于所有白细胞，包括T、B、胸腺细胞、单核巨噬细胞和中性粒细胞。
初始型T细胞表面表达CD45RA，分子量为205－220KD
记忆型T细胞表面表达CD45RO，分子量为180KD。
功能：调节T细胞的活化，CD45分子胞内区很长，不仅具有内源性的（**ase）活性，而且还含有被蛋白激酶作用而磷酸化的部位
第二节 粘附分子的免疫生物学功能
一、 调节免疫细胞的发育和分化
CD4和CD8参与胸腺细胞的选择过程；
CD2与LFA-3、LFA-1与ICAM-1/VCAM-1、VLA与ECM间的相互作用参与胸腺细胞的发育成熟。
胸腺细胞表达的CD44、VLA-6同胸腺基质中透明质酸、层粘蛋白等的相互作用与胸腺细胞在胸腺中的移行有关。
外周T细胞表达的LFA-1、ICAM-1、VLA、CD44等与其配体的相互作用，不但为T细胞活化提供协同**信号，也参与T细胞的分化发育。
二、 调节免疫应答
在免疫应答及其调节过程中，粘附分子提供的协同**信号对T、B、APC等细胞的充分活化十分重要。如CD4/CD8与MHCⅡ类/MHCⅠ类分子、LFA-1与ICAM-1/ICAM-3、CD2/LFA-3、CD28/CTLA-4与CD80/CD86相互作用等，可作为协同**信号促进T细胞的活化。
在免疫应答的效应阶段，粘附分子还参与CTL与靶细胞的相互作用。
三、 调节炎症反应
白细胞越过血管向炎症部位移行是炎症反应中的重要生物学现象。粘附分子通过参与白细胞与内皮细胞、ECM的粘附影响白细胞的参与。
其它影响因素包括：
– 细胞类型和活化状态
– 炎症局部细胞因子
– 血管内皮细胞类型
– 血流及细胞表面电荷
四、 参与淋巴细胞的再循环和归巢
淋巴细胞的再循环和归巢与淋巴组织中毛细血管后静脉的高内皮细胞(HEV)有关，HEV表达的粘附分子(ICAMs、VCAM-1、E-selectin、P-selectin等)与淋巴细胞的归巢受体(L-selectin、LFA-1、CD44、整合素a4b7等)结合，引导淋巴细胞进入淋巴组织。不同组织的HEV表达某些特定的粘附分子，能选择性引导表达相应归巢受体的淋巴细胞定向进入不同的淋巴组织。
1. T细胞前体向胸腺归巢
T细胞前体表达CD44、L-selectin与胸腺血管内皮表达的EA1分子相互作用。
2. 淋巴细胞向外周淋巴组织归巢
向淋巴结归巢：淋巴细胞L-selectin与外周淋巴结 HEV表达的PNAd或gly-CAM-1相互作用。
向Peyer[根据相关法规进行屏蔽]淋巴组织归巢：淋巴细胞上CD44、整合素a4b7、L-selectin与粘膜淋巴组织中 HEV表达的高水平MAd-CAM-1相互作用。
向脾脏、皮肤、粘膜、滑膜等组织归巢
第三节 粘附分子的调节
(一) CAM数量改变
IL-1、TNF、IL-3、IFN、IL-8、GM-CSF等细胞因子，以及组胺、白三烯、凝血酶等介质，均使CAM数量上调，增强细胞间的粘附。
免疫细胞活化后多种粘附分子表达水平上调，如活化后T细胞可表达LFA-1、CD2、VLA-4,5,6
(二) CAM受体与配体结合的亲和力改变
1. 细胞内信号传导途径的作用
2. 细胞内骨架或相关成分的作用
第四节 粘附分子与疾病
(一) CAM缺陷病
白细胞粘附缺陷症(LAD)因白细胞不能移行浸润至炎症部位发挥抗感染作用，淋巴细胞功能降低，表现为反复难治性的多部位感染。
LAD-1型是由于患者b2(CDl8)基因突变，不能组装成完整的LFA-1。
LAD-2型患者表达S-Lex 缺陷。
血小板不表达gpⅡb / Ⅲ a，与凝血障碍疾病有关。
(二) 参与某些疾病的发生发展
与肿瘤逃逸免疫监督以及浸润和转移密切相关。一些粘附分子作为病毒受体参与病毒感染过程，如CD4是HIV包膜蛋白gpl20的受体。参与免疫性疾病(类风湿关节炎、支气管哮喘等)、移植排斥反应等。
利用抗粘附分子抗体或可溶性粘附分子对上述病症有一定治疗效果。 |
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发表于 2006-10-11 15:58
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