第八章 抗原与抗体
第一节 抗原
第二节 抗体
第三节 抗体工程
岳 华主要内容：
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第一节 抗 原
(一 ) antigen 凡是能刺激机体产生抗体和致敏淋
巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质。
(二 ) antigenicity 抗原具有抗原性, 其包括免疫
原性与反应原性两方面的含义 。
1.免疫原性 (immunogenicity)是指抗原能刺激机体
产生抗体和致敏淋巴细胞的特性 。
2.反应原性 (reactinogenicity)是指抗原与相应的
抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性，此特性又
称为免疫反应性 (immunoreactivity)。
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完全抗原与半抗原
(一 )完全抗原 既具有免疫原性又有反应原性的
物质称为完全抗原 (complete antigen)。
(二 )不完全抗原 只具有反应原性而缺乏免疫原
性的物质称为不完全抗原 (incomplete antigen)，
亦称为半抗原 (hapten)。半抗原又分为简单半抗
原和复合半抗原。
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l,简单半抗原 (simple hapten)简单半抗原
的分子量较小, 只有一个抗原决定簇, 不能与相
应的抗体发生可见的反应, 但能中
和相应的抗体阻止其出现可见的反应 (用沉淀
抑制反应可证实 )。
2,复合半抗原 (complex hapten)复合半抗原
的分子量较大, 有多个抗原决定簇 。 一般的半抗
原都属于此类, 能与相应的抗体发生沉淀反应 。
二硝基氯苯 (DNCB),多糖, 类脂质, 脂多糖等半
抗原都为复合半抗原 。
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免 疫 原
在具有免疫应答能力的机体中，能使机体产
生免疫应答的物质称为免疫原 (immunogen)，故
抗原物质又可称为免疫原，但半抗原不是免疫原。
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构成免疫原的条件
一, 异物性 (foreigness) 有以下几种情况,
(一 )非动物性抗原 非动物性的物质, 譬如植
物蛋白 (叶绿素等 ),微生物等, 对动物宿主有良
好的免疫原性 。
(二 )异种动物抗原 动物之间血源关系相距越
远, 生物种系差异越大, 免疫原性越好 。 譬如,
鸭源蛋白质对鸡的免疫原性较弱, 而对兔则是良
好的免疫原 。
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(三 )同种异体抗原 同种动物异体间的某些物
质也有免疫原性, 譬如血型抗原, 组织相容性
抗原等 。
(四 )自身抗原 动物自身的组织通常情况下不
具有免疫原性, 但在下列情况下具有免疫原性 。
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二、分子量的大小
抗原的免疫原性与其分子大小有直接关系 。
1.免疫原性良好的物质分子量一般都在 10000
以上, 在一定条件下, 分子量越大, 免疫原性越
强 。
2.分子量小于 5000的物质免疫原性较弱 。
3.分子量小于 1000的物质为半抗原, 没有免
疫原性 。 但与蛋白质载体结合后可获得免疫原性 。
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三、化学组成、分子结构
与立体构象的复杂性
相同大小的分子，如果化学组成、分子结构
和空间构型不同，其免疫原性不同。一般讲，分
子结构和空间构型越复杂，免疫原性越好。芳香
环结构比直链结构强。
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四、物理状态
颗粒性抗原的免疫原性通常比可溶性抗原强 。
可溶性抗原分子聚合后或吸附在颗粒表面可
增强其免疫原性 。 例如将甲状腺蛋白与聚丙烯酰
胺颗粒结合后免疫家兔可使 IgM的效价提高 20倍 。
免疫原性弱的蛋白质如果吸附在氢氧化铝胶, 脂
质体等大分子颗粒上可增强其免疫原性 。
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五、抗原决定簇
1,定义
抗原分子并非所有的基团都作用一致，决
定其免疫活性的只是其中的一小部分抗原区域。
抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的
化学基团称为抗原决定簇 (antigenic
determinant)或抗原决定基，由于抗原决定簇
通常位于抗原分子表面，因而又称为表位
(epitope)。
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2,大小
抗原决定簇的大小是相当恒定的，如肌红
蛋白的决定簇由 6～ 7个氨基酸残基组成，伸长
约为 1.9～ 2.3nm，多糖抗原决定簇由 6个单糖
残基组成，大小为 3.5nm;核酸的决定簇只有 5
个核苷酸组成，大小为 2.0nm。
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3、决定簇的数量
抗原分子的抗原决定簇的数目称为抗原的 抗原价 。
l,单价抗原 只有一个决定簇的抗原 。 如简单半
抗原即为单价抗原 。
2,多价抗原 含有多个抗原决定簇的抗原称为多
价抗原 。
3,单特异性决定簇 抗原分子只含有一种特异性
决定簇称为单特异性决定簇 。
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4,多特异性决定簇 含有两种以上不同特异性
的决定簇称为多特异性决定簇 。
5,功能价 位于抗原分子表面能与抗体反应
的抗原决定簇称为功能价 。
6,非功能价 隐蔽于分子内部的抗原决定簇
称为非功能价, 经酶消化后才暴露出来 。
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单特异性决定
簇多价抗原
多特异性
决定簇多
价抗原
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载体效应 (carrier effect)
小分子物质不具有免疫原性，不能诱导产生
免疫应答，但当与大分子物质 (载体 )连接后，就
能诱导机体产生免疫应答，并能与相应的抗体结
合，这种现象称为 半抗原载体现象 。
这些小分子物质即为半抗原，实质上就是抗
原决定簇，大分子物质即为载体。半抗原与载体
结合后首次免疫动物，可测得半抗原的抗体 (初
次免疫反应 )，但当二次免疫时，半抗原连接的
载体只有与首次免疫所用的载体相同时，才会有
再次反应，这种现象称为 载体效应 。
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抗原 — 载体现象
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现代实验表明免疫系统对半抗原和载体各
自的决定簇分别进行识别。 T细胞识别载体决
定簇,B细胞识别半抗原决定簇。实际上任何
大分子抗原都可看成半抗原和载体的复合物。
在抗原分子中载体起着增加半抗原的大小，使
其获得免疫原性与免疫记忆的作用。
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六,抗原分类
抗原有多种分类方法，大致如下,
抗原
完全抗原
不完全抗原（半抗原）
简单半抗原
复合半抗原
一、根据抗原的性质分类
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（一）根据抗原的来源分类
1,异种抗原 与免疫动物不同种属的抗原, 如
各种疫苗, 异种蛋白等 。
2,同种抗原 与免疫动物同种属的抗原, 能刺
激同种而基因型不同的个体产生免疫应答 。 如血
型抗原, 同种移植物抗原等 。
3,自身抗原 免疫动物的自身组织在某种特定
条件下形成的抗原 。
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4、异嗜性抗原 这类抗原与种族特异性无关，
存在于人、动物、植物及微生物之间性质相同
的抗原。
该现象首先由瑞典病理学家 Forssman
(1868～ 1947)发现的，故又称为 Forssman抗原 。
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（二）根据对胸腺 (T细胞 )的依赖性分类
1,胸腺依赖性抗原,这类抗原在刺激 B细胞分
化和产生抗体的过程中需要辅助性 T细胞的协助 。
多数抗原都属此类, 如异种组织与细胞, 异种蛋
白及人工复合抗原等 。
2,非胸腺依赖性抗原 这类抗原直接刺激 B细胞产
生抗体, 不需要 T细胞的协助 。 如大肠杆菌脂多
糖, 肺炎球菌荚膜多糖等 。
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（三）根据化学性质分类
糖蛋白
脂蛋白
脂质
多糖 核酸
抗原
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第二节 抗 体
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免疫球蛋白 (immunoglobulin，简称 Ig)是指
存在于人和动物血液 (血清 )、组织液及其它外
分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。 过去
曾称为 γ球蛋白，在 1968年和 1972年两次国际
会议上决定以 Ig表示。免疫球蛋白普遍存在于
血液、组织液及外分泌液中。
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抗体 动物机体受到抗原物质的刺激后, 由 B
淋巴细胞转化为浆细胞产生的, 能与相应抗原
发生特异性结合反应的免疫球蛋白, 这类免疫
球蛋白称为抗体 (antibody,简称 Ab)。 抗体具
有各种免疫功能, 主要存在于动物的血液 (血
清 ),淋巴液, 组织液及其它外分泌液中, 因此
将抗体介导的免疫称为 体液免疫 。
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膜表面免疫球蛋白
在成熟的 B淋巴细胞表面具有抗原受体，其本
质也是免疫球蛋白，称为膜表面免疫球蛋白简称
（ SmIg)。 关于免疫球蛋白分子的结构和功能的
研究是现代免疫学中的一大突破。在 1959～ 1963
年 R.Porter和 G·Edelman 采用酶及还原剂消化和
分离免疫球蛋白技术，弄清了免疫球蛋白的基本
结构，从而提出免疫球蛋白的结构模型。
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免疫球蛋白的 单体分子结构
所有 Ig单体分子结
构相似，由 2条重
链和 2条轻链组成
,Y”字型结构分子。
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一、重链 (简称 H链 )：
重链大约是由 420～
440个氨基酸组成，分子
量大约为 50000～ 77000，
两条重链之间由一对或一
对以上的二硫键互相连接。
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1、可变区,重链从氨
基端 (N端 )开始最初的
110个氨基酸 (约占整个
重链的 1/4)的排列顺序
以及结构是随抗体分子
的特异性不同而有所变
化，这一区域称为重链
的可变区 (variable
region，简称 V区 )，它
赋于抗体以特异性。
重链分为恒定区和可变区
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2、恒定区,其余的氨
基酸 (占重链的 3/4)数
量、种类、排列顺序
及含糖量都比较稳定，
称为稳 (恒 )定区
(constant region，
简称 C区 )。
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3、高 (超 )变区,在重
链的可变区 (VH)内部，
有四个区域的氨基酸最
易发生变化，称为高
(超 )变区，氨基酸残基
位置分别位于 31-37，
51-58,84-91,101-
1l0，其余的氨基酸变
化较小，称为骨架区。
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根据抗体恒定区抗原性差异, 将免疫球蛋
白的重链分为 5种类型 —— γ, μ, а, ε,
δ, 由此决定了免疫球蛋白的类型, 即 IgG，
IgM,IgA,IgE;IgD的重链分别为 γ, μ,
α, ε, δ 。
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二、轻链 (light chain简称 L链 )
轻链是由 213-
214个氨基酸组成，
分子量约为 22500。
两条相同的轻链其羧
基端 (C端 )靠二硫键
分别与两条重链连接。
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轻链从氨基端开始最初的 109个氨基酸的排列
顺序以及结构是随抗体分子的特异性变化而有差异，
称为轻链的 可变区 (V区 )，与重链的可变区相对应，
而构成抗体分子的抗原结合部位，其余的氨基酸比
较稳定，称为轻链的 恒定区 (C区 )。
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在轻链的可变区
(VL)内部有三个高
变区，氨基酸残基
位置分别位于 26-32，
48-55,90-95，这
三个部位的氨基酸
变化特别大。其余
的氨基酸变化较小，
称为骨架区。
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轻链根据其结构和抗原性的不同可分为
κ (Kappa)型和 λ (Lambda)型两个型，各类免
疫球蛋白的轻链都是相同的，而各类免疫球蛋
白都有 κ 型和 λ 型两型轻链分子。 κ 型和 λ 型
轻链的差别主要表现在 C区氨基酸组成和结构
的不同，因而抗原性不同，这也是轻链分型的
依据。
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五类免疫球蛋白 IgG,IgM,IgA,IgE,IgD
的单体分子结构都是相似的,即是由两条相同
的重链 (heavy chain,H链 )和两条相同的轻链
(light chain,L链 )四条肽链构成的 "Y"字形
的分子 。 IgG,IgE，血清型 IgA,IgD均是以单
体分子形式存在的,IgM是以五个单体分子构
成的五聚体，分泌型的 IA是以二个单体构成的
二聚体。
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三、绞链区 (hinge region)
CH1与 CH2之间大约 30个氨基酸残基的区域为
免疫球蛋白的绞链区，由 2-5个链间二硫键、
CHl尾部和 CH2头部的小段肽链构成。
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四,免疫球蛋白的功能区
免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成几个由链
内二硫键连接成的环状球形结构，称为功能区，
IgG,IgA,IgD 的重链有四个功能区，其中一个
功能区在可变区，其余在恒定区，分别称为 VH、
CH1,CH2,CH3； IgM 和 IgE有 5个功能区，即 CH4。
轻链有两个功能区，即 VL和 CL，分别位于可变区
和恒定区，免疫球蛋白每个功能区都是由约 110
个氨基酸组成。
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IgG
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五,免疫球蛋白的 水解片段 与生物学活性
1,Porter(1959)应用木瓜蛋白酶 (papain)将 IgG
水解, 可将其重链于链间二硫键近氨基端处切
断, 得到了大小相近的三个片段, 其中有两个
相同的片段, 可与抗原特异性结合, 称为抗原
结合片段 (Fab),分子量为 45000;另外一个片
段可形成蛋白结晶, 称为 Fc片段 (Fc),分子量
为 55000。
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后来,Nisonoff又应用胃蛋白酶 (pepsin)
将 IgG重链于链间二硫键近羧基端切断，获得
了两个大小不同的片段，一个是具有双价抗
体活性的 F(ab")2片段，另一个为若干小分子
多肽碎片，称为 pFc'片段，后者无任何生物
学活性。
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（一） Fc片段的生物学活性有,
l,与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关, 如人
IgG可通过胎盘进入胎儿体内, 就与 Fc片段有
关 ;Brambell已证实, 胎盘母体一侧的滋养层
细胞能摄取各类血浆蛋白, 但其吞饮泡内只有
IG的 Fc受体而无其它种类 Ig的受体 。 与受体结
合的 IgG可得以避免被酶分解, 进而通过细胞
的外排作用, 分泌到胎盘的胎儿一侧, 进入胎
儿循环 。
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2,与补体结合,
活化补体有关,
补体可与抗原抗
体复合物结合,
其结合位点就位
于抗体分子 Fc片
段的 CH2上 。
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3,决定免疫球蛋白的 亲细胞性, 一些免疫细
胞如巨噬细胞, 淋巴细胞, 嗜碱性粒细胞, 肥
大细胞等表面都具有免疫球蛋白的 Fc片段的受
体, 因此, 免疫球蛋白可通过其 Fc片段与这些
细胞表面的 Fc受体结合 。 Ig与这些细胞 Fc受体
的结合部位因其种类不同而有差异, IgG与巨
噬细胞, K细胞, B细胞 Fc受体的结合部位是 CH3，
而 IgE与嗜碱性粒细胞和肥大细胞 Fc受体结合
的部位是 CH4。
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4,与免疫球蛋白 通过粘膜进入外分泌 液有关,
如分泌型 IgA可由局部粘膜固有层中的浆细胞
产生, 然后通过粘膜进入呼吸道和消化道分泌
液中, 就与 lgA的 Fc片段有关 。
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5,Fc片段是免疫球蛋白分子中的重链稳定区，
因此它是决定各类免疫球蛋白抗原特异性的部位。
用免疫球蛋白免疫异种动物产生的抗抗体 (第二
抗体 )即是针对免疫球蛋白 Fc片段的。
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七、个体基因型或独特型：
动物机体可产生针对各种各样抗原的抗体，
其特异性均不相同。抗体分子的特异性是由免疫
球蛋白的重链和轻链可变区 (VH-VL)所决定的，
因此在一个个体内针对不同抗原分子的抗体之间
的差别表现在免疫球蛋白分子的可变区，这种差
别就决定了抗体分子在机体内就具有抗原性，所
以 由抗体分子的可变区呈现出的抗原性就称为免
疫球蛋白 (抗体 )的独特型，或称个体基因型。
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不同特异性的抗体形成细胞所产生的抗体分子
的独特型各不相同。独特型的差异是由 VH和 VL高
变区氨基酸序列不同所致，这种氨基酸序列的差
异也是抗体分子特异性的分子基础。独特型由免
疫球蛋白可变区若干个抗原决定簇所组成，它们
被称为独特位 (idiotope)。
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各类免疫球蛋白的
主要特性与 免疫学功能
IgG
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1,特性：
IgG是人和动物血清中含量最高的免疫球蛋白,
占血清免疫球蛋白总量的 75%～ 80%。 IgG是介导
体液免疫的主要抗体, 多以单体分子形式存在,
分子量为 160000～ 180000。 1gG主要由脾脏和淋
巴结中的浆细胞产生, 大部分 (45%～ 50%)存在
于血浆中, 其余存在于组织液和淋巴液中 。 lgG
是唯一可通过人 (和兔 )胎盘的抗体, 因此在新
生儿的抗感染中起着十分重要的作用 。
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2,功能：
（ 1） IgG是动物机体抗感染免疫的主力, 同时
也是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗体 。
IgG在动物体内不仅含量高, 而且持续时间长,
在体内可发挥抗菌, 抗病毒, 抗毒素,抗肿瘤等
免疫学活性 。
（ 2） IgG是引起 I型, Ⅱ 型变态反应及自身免疫
病的抗体, 在肿瘤免疫中体内产生的封闭因子可
能与 IG有关 。
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IgM
1,特性,IgM是动物机体初次体液免疫反应最
早产生的免疫球蛋白 。 IgM的含量仅占血清的
10%左右, 为 60～ 200mg/100ml,主要由脾脏和
淋巴结中 B细胞产生, 分布于血液中 。
IgM是体内各类免疫球蛋白中分子量最大的,
分子量为 900000 左右, 又 称 为 巨 球 蛋 白
(macroglobulin),IgM的沉淀系数为 19S。
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2、功能,与 IgG相比,IgM在体内产生最早，但
持续时间短，因此不是机体抗感染免疫的主
力，但由于它是机体初次接触抗原物质 (接种疫苗 )
时体内最早产生的抗体，因此 IgM在抗感染免疫
的早期起着十分重要的作用，也可通过检测 IgM
抗体进行血清学的早期诊断 。 IgM具有抗菌，抗
病毒，中和毒素等免疫活性，由于其分子上含
有多个抗原结合部位，所以它是一种高效能的
抗体，其杀菌、溶菌、溶血、促进吞噬 (调理作
用 )及凝集作用均比 IgG高 (大约高 500～ 1000倍 )。
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lgA
1,特性, IgA以单体和二聚体两种分子形式存
在, 单体存在于血清中, 称为血清型 lgA,约
占血清免疫球蛋白的 10%～ 20%,在血清中的
含量为 200～ 500mg/100ml;
二聚体为分泌型 IgA,是由呼吸道, 消化道,
泌尿生殖道等部位的粘膜固有层中的浆细胞所
产生的, 两个单体由一条 J链连接在一起, 在
其分子上还结合有一条由粘膜上皮细胞分泌的
分泌成分 。
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2、功能,血清型的 IgA同样具有抗菌、抗病毒、
抗毒素等免疫学活性。分泌型的 IgA对机体呼吸
道、消化道等 局部粘膜免疫 起着相当重要的作用，
特别是对于一些经粘膜感染的病原微生物，动物
体的这种粘膜免疫功能就显得十分重要，若动物
体呼吸道、消化道分泌液中存在这些病原微生物
的相应的分泌型 IgA抗体，则可抵抗其感染，因
此分泌型 IgA是机体粘膜免疫的一道 "屏障 "。在
传染病的预防接种中，经滴鼻、点眼、饮水等途
径免疫，均可产生相应的粘膜免疫力。
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IgE
1,特性,lgE是以单体分子形式存在, 分子量为
190000,其重链比链 λ 多一个功能区 (CH4),此
区是与细胞结合的部位易于与皮肤组织, 肥大细
胞, 血液中的嗜碱性粒细胞和血管内皮细胞结合 。
2,功能,结合在肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的
IgE与抗原结合后, 能引起这些细胞脱粒, 释放
组织胺等活性介质, 从而引起 I型过敏反应 。
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IgD
1,特性,IgD在血清中的含量极低, 在人血清中
为 0.03～ 3mg/l00ml,而且极不稳定, 容易降解 。
IgD的分子量为 170000～ 200000,迄今对血清中
的 IgD的结构和功能尚不完全清楚, 是否具有抗
感染作用也未证实 。 有报道认为 IgD与某些过敏
反应有关, 如抗青霉素和牛奶过敏性抗体以及一
些自身免疫病抗体, 有的属于 IgD。
2,功能,IgD是 B细胞膜表面免疫球蛋白, 为 B细
胞的重要表面标志, 而且与免疫记忆有关 。
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第五节 抗体产生的克隆选择学说
一, 克隆选择学说的基本思想 (澳大利亚免疫学家
Burnet,1959)
克隆选择学说认为抗原进入机体选择的不是所
谓存在于体内的自然抗体, 而是事先存在于淋巴
细胞膜表面的抗原受体, 即后来证明是膜表面免
疫球蛋白 (SmIg)。
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二、克隆选择学说对几个问题的解释
(一 )对抗体产生多样性的解释 动物出生以后,
机体便已具有产生各种各样抗体的免疫活性细
胞, 体内有众多细胞克隆可足够抗原选择 。 不
管何种抗原进入体内, 均有相应的克隆即被选
出, 进而分化增殖, 产生抗体 。 因此, 克隆选
择学说从细胞水平上解释了抗体的多样性 。
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(二 )抗原的作用 抗原的作用只是一种起动,
与枪支上的扳机相似 。 相应的细胞克隆一旦被
选出, 即使无抗原存在, 机体也能继续产生抗
体 。 抗原对决定抗体的基因无影响 。
(三 )对免疫记忆现象的解释 细胞克隆在分化
过程中，一部分淋巴细胞停留在中间阶段，于
再次同相应抗原接触时，立刻可增殖而产生抗
体，呈现免疫记忆现象。
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(四 )对免疫耐受性的解释 认为在胚胎后期,
自身抗原已完全备齐, 于是凡能与自身抗原特
异性结合的相应细胞克隆便可受到阻抑, 最后
被清除, 构成自身免疫禁忌, 即对自身的抗原
物质不产生免疫反应, 形成 天然免疫耐受 。 在
胚胎时期, 人为地引进异体抗原, 也能消除与
该抗原相对应的淋巴细胞克隆, 动物出生后,
对此种抗原即不产生免疫反应, 形成 人工免疫
耐受 。
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克隆选择学说对以上问题都进行了比较满
意的解释，因此该学说为广大免疫学者所接受，
对现代免疫学的发展起到了极大的推动作用。
后来的很多研究都从不同的角度证实了该学说
的合理性，特别是 70年代单克隆抗体的问世，
对这一学说是一个极大的证实。独特型 —— 抗
独特型免疫网络学说、抗体多样性的基因控制
理论是对克隆选择学说的进一步发展和深化。
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第三节 人工制备抗体的种类
抗体制备技术是免疫学工作者经常采用的一
项技术。当今，免疫学已进入分子水平时代，因
此抗体的制备亦已步入分子水平。人工制备抗体
的类型有三种,即多克隆抗体、单克隆抗体和基
因工程抗体。
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一、多克隆抗体
(polyclonal antibody,PcAb)
采用传统的免疫方法, 将抗原物质经不同途
径 （ 皮内, 皮下, 肌肉, 静脉, 腹腔, 淋巴结注
射等或点眼, 滴鼻, 饮水等 ） 注入动物体内, 经
数次免疫后采取动物血液, 分离出血清, 由此获
得的抗血清即为多克隆抗体 。
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二、单克隆抗体 (McAb )
(一 )单克隆抗体的概念 单克隆抗体是指由一个
B细胞分化增殖的子代细胞 (浆细胞 )产生的针对
单一抗原决定簇的抗体 。 这种抗体的重链, 轻链
及其 V区独特型, 其特异性, 亲和力, 生物学性
状及分子结构均完全相同 。 采用传统免疫方法是
不可能获得这种抗体的 。
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K?hler 和 Milstein在 1975年建立了体外 淋巴
细胞杂交瘤技术, 用人工的方法将产生特异性抗
体的 B细胞与骨髓瘤细胞融合, 形成 B细胞杂交瘤,
这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞无限繁殖的特
性, 又具有 B细胞分泌特异性抗体的能力, 由克
隆化的 B细胞杂交瘤所产生的抗体即为单克隆抗
体 。
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单
克
隆
抗
体
的
制
备
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(二 )单克隆抗体的优点 与应用
单克隆抗体技术的问世, 对免疫学的发展起
到了极大的推动作用, 因而被誉为是免疫学的一
场革命 。 单克隆抗体的应用不仅限于医学与兽医
学领域, 而且涉及到各个生物学科 。
1、优点,与多克隆抗体比较，单克隆抗体具有无
可比拟的优越性，具有 高特异性、高纯度、均质
性好、亲和力不变、重复性强、效价高、成本低
并可大量生产等 优点。
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2,应用
（ 1） 在血清学技术方面 单克隆抗体用于血清学
技术, 进一步提高了方法的特异性, 重复性,
稳定性和敏感性, 同时使一些血清学技术得到
了标准化和商品化, 即作成诊断试剂盒 。 自单
克隆抗体技术问世以来, 已研制出很多病原微
生物的单克隆抗体, 从而取代了原有的多克隆
抗体, 用于传染病的诊断及病原的分型 。 避免
了多克隆抗体引起的交叉反应 。 一些生物活性
物质的单克隆抗体的出现, 使其检测水平上升
到一个新的高度 。
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（ 2） 在免疫学基础研究方面
№ 1对抗体结构的研究,单克隆抗体作为一种
均质性很好的分子, 用于对抗体结构和氨基酸
顺序的分析, 促进了对抗体结构的进一步探讨 ;
№ 2对淋巴细胞进行分群,应用单克隆抗体对
淋巴细胞表面标志以及组织细胞相容性抗原的
分析, 极大地推动了免疫学的发展, 如用单克
隆抗体对淋巴细胞 CD抗原进行分析, 可以对淋
巴细胞进行分群 。
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（ 3）肿瘤免疫治疗 通过采用杂交瘤技术，制备
出肿瘤细胞特异性抗原的单克隆抗体，然后与
药物或毒素连接制成免疫毒素 (immunotoxin)，
又称生物导弹，用于肿瘤的临床治疗，这在医
学上已获初步成效。
（ 4） 抗原纯化 利用单克隆抗体的特异性, 可将
单克隆抗体与琼脂糖等偶联制成亲和层析柱,
可从混合组分中提取某种抗原成分 。 此技术可
与基因工程疫苗的研究相结合, 即先用单克隆
抗体作为探针, 筛选出保护性抗原成分或决定
簇, 然后再采用 DNA重组技术表达目的抗原 。
（ 5） 单克隆抗体可用于制备抗独特型抗体疫苗 。
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三、基因工程抗体 (genetic engineering
antibody)
随着 DNA重组技术以及其它分子生物学技术的
发展，人们利用基因工程技术来制备抗体分子，这
种抗体分子称为基因工程抗体，这是分子水平的抗
体。 基因工程抗体是按人类设计所重新组装的新型
抗体分子，可保留或增加天然抗体的特异性和主要
生物学活性，去除或减少无关结构 (如 Fc片段 )，从
而可克服单克隆抗体在临床应用方面的缺陷 (如鼠
源单克隆抗体在人体内使用会引起抗体产生而降低
其效果,Fc片段的无效性的副作用 )，因此基因工
程抗体更具有广阔的应用前景。
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(一 )嵌合抗体 (chimeric antibody) 又称杂
种抗体，是指在同一抗体分子中含有不同种属
来源抗体片段的抗体。迄今构建的嵌合抗体多
为 "鼠－－人 "类型，也就是抗体的 Fab或
F(ab)2来源于鼠类，而 Fc片段来源于人类。可
将小鼠 VH基因与人的 CH基因连接后导入骨髓瘤
细胞，使之表达嵌合重链，再将小鼠杂交瘤细
胞的 VL与人 CL基因相连，转染含嵌合重链的小
鼠骨髓瘤细胞，经过筛选即可得到分泌鼠－－
人嵌合抗体的骨髓瘤细胞，其所分泌的嵌合抗
体与原杂交瘤细胞分泌的抗体特异性和亲和力
相同，但减少了抗体中的鼠源性成分。
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(二 )重构型抗体 (reshaping antibody)尽管嵌
合抗体具有一些优点, 但该抗体中仍然有近
50%的成分来自小鼠 。 因此为进一步减少鼠源
蛋白在嵌合抗体内的含量, 将鼠抗体的超变区
基因嵌入人抗体 Fab骨架区的编码基因中, 再
将此 DNA片段与人免疫球蛋白恒定区基因相连,
然后转染杂交瘤细胞, 使之表达嵌合的 V区抗
体 。 实际上也就是在人抗体可变区序列内嵌入
鼠源抗体的高变区基因序列, 通过这种置换为
人类抗体提供了一个新的抗原结合部位 。
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(三 )单链抗体 (Single-chain antibody)又称 FV分
子 。 由于抗体的分子量较大, 体内应用时受到
一定的限制 。 因此可用基因工程手段构建更小
的具有结合抗原能力的抗体片段, 即 FV分子或
单链抗体蛋白 。 这种单链抗体是由 VL区氨基酸
序列与 VH区氨基酸序列经肽连接物 （ linker)连
接而成 。
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此外肽连接物还可将药物, 毒素或同位素与
单链抗体蛋白相融合 。 这类抗体具有分子量小,
作为外源性蛋白的免疫原性较低 ;在血清中比完
整的单克隆抗体或 F(ab)2片段能更快地被清除 ;
无 Fc片段, 体内应用时可避免非特异性杀伤 ;能
进入实体瘤周围的微循环等优点 。
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(四 )Ig相关分子 可将抗体分子的部分片段 (如 V
区或 C区 )连接到与抗体无关的序列上 (如毒素 )，
就可创造出一些 Ig相关分子，例如可将有治疗
作用的毒素或化疗药物取代抗体的 Fc片段，通
过高变区结合特异性抗原，连接上的毒素可直
接运送到靶细胞表面，起生物导弹的作用。
Byrn构建的 "CD4免疫粘附素 "即是这一类抗体
分子，他是将 CD4基因与 IG1C区在体外重组而
表达出的 Ig相关分子，它可封闭人 HIVgpl20蛋
白与 CD4+T细胞的结合，在治疗人的爱滋病上具
有重要意义。
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(五 )噬菌体抗体 (phage antibody)这是一类近年
刚开始研究的基因工程抗体。是将已知特异性的
抗体分子的所有 V区基因在噬菌体中构建成基因
库，用噬菌体感染细菌，模拟免疫选择过程，具
有相应特异性的重链和轻链可变区即可在噬菌体
表面呈现出来。这种技术称为噬菌体表面表达技
术 (phage display technology)。这种抗体作为
研究和治疗用试剂具有广阔的应用前景。
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The filamentous phage
The non-lytic bacteriophage fd and
M13 are shaped like flexible
filaments with a diameter of about
6.5 nm and a length of
approximately 900 nm,The single-
stranded circular DNA genome of
the phage codes for 10 different
proteins which are involved in
replication,morphogenesis,and
formation of the virus coat.
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第一节 抗原
第二节 抗体
第三节 抗体工程
岳 华主要内容：
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第一节 抗 原
(一 ) antigen 凡是能刺激机体产生抗体和致敏淋
巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质。
(二 ) antigenicity 抗原具有抗原性, 其包括免疫
原性与反应原性两方面的含义 。
1.免疫原性 (immunogenicity)是指抗原能刺激机体
产生抗体和致敏淋巴细胞的特性 。
2.反应原性 (reactinogenicity)是指抗原与相应的
抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性，此特性又
称为免疫反应性 (immunoreactivity)。
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完全抗原与半抗原
(一 )完全抗原 既具有免疫原性又有反应原性的
物质称为完全抗原 (complete antigen)。
(二 )不完全抗原 只具有反应原性而缺乏免疫原
性的物质称为不完全抗原 (incomplete antigen)，
亦称为半抗原 (hapten)。半抗原又分为简单半抗
原和复合半抗原。
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l,简单半抗原 (simple hapten)简单半抗原
的分子量较小, 只有一个抗原决定簇, 不能与相
应的抗体发生可见的反应, 但能中
和相应的抗体阻止其出现可见的反应 (用沉淀
抑制反应可证实 )。
2,复合半抗原 (complex hapten)复合半抗原
的分子量较大, 有多个抗原决定簇 。 一般的半抗
原都属于此类, 能与相应的抗体发生沉淀反应 。
二硝基氯苯 (DNCB),多糖, 类脂质, 脂多糖等半
抗原都为复合半抗原 。
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免 疫 原
在具有免疫应答能力的机体中，能使机体产
生免疫应答的物质称为免疫原 (immunogen)，故
抗原物质又可称为免疫原，但半抗原不是免疫原。
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构成免疫原的条件
一, 异物性 (foreigness) 有以下几种情况,
(一 )非动物性抗原 非动物性的物质, 譬如植
物蛋白 (叶绿素等 ),微生物等, 对动物宿主有良
好的免疫原性 。
(二 )异种动物抗原 动物之间血源关系相距越
远, 生物种系差异越大, 免疫原性越好 。 譬如,
鸭源蛋白质对鸡的免疫原性较弱, 而对兔则是良
好的免疫原 。
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(三 )同种异体抗原 同种动物异体间的某些物
质也有免疫原性, 譬如血型抗原, 组织相容性
抗原等 。
(四 )自身抗原 动物自身的组织通常情况下不
具有免疫原性, 但在下列情况下具有免疫原性 。
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二、分子量的大小
抗原的免疫原性与其分子大小有直接关系 。
1.免疫原性良好的物质分子量一般都在 10000
以上, 在一定条件下, 分子量越大, 免疫原性越
强 。
2.分子量小于 5000的物质免疫原性较弱 。
3.分子量小于 1000的物质为半抗原, 没有免
疫原性 。 但与蛋白质载体结合后可获得免疫原性 。
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三、化学组成、分子结构
与立体构象的复杂性
相同大小的分子，如果化学组成、分子结构
和空间构型不同，其免疫原性不同。一般讲，分
子结构和空间构型越复杂，免疫原性越好。芳香
环结构比直链结构强。
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四、物理状态
颗粒性抗原的免疫原性通常比可溶性抗原强 。
可溶性抗原分子聚合后或吸附在颗粒表面可
增强其免疫原性 。 例如将甲状腺蛋白与聚丙烯酰
胺颗粒结合后免疫家兔可使 IgM的效价提高 20倍 。
免疫原性弱的蛋白质如果吸附在氢氧化铝胶, 脂
质体等大分子颗粒上可增强其免疫原性 。
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五、抗原决定簇
1,定义
抗原分子并非所有的基团都作用一致，决
定其免疫活性的只是其中的一小部分抗原区域。
抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的
化学基团称为抗原决定簇 (antigenic
determinant)或抗原决定基，由于抗原决定簇
通常位于抗原分子表面，因而又称为表位
(epitope)。
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2,大小
抗原决定簇的大小是相当恒定的，如肌红
蛋白的决定簇由 6～ 7个氨基酸残基组成，伸长
约为 1.9～ 2.3nm，多糖抗原决定簇由 6个单糖
残基组成，大小为 3.5nm;核酸的决定簇只有 5
个核苷酸组成，大小为 2.0nm。
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3、决定簇的数量
抗原分子的抗原决定簇的数目称为抗原的 抗原价 。
l,单价抗原 只有一个决定簇的抗原 。 如简单半
抗原即为单价抗原 。
2,多价抗原 含有多个抗原决定簇的抗原称为多
价抗原 。
3,单特异性决定簇 抗原分子只含有一种特异性
决定簇称为单特异性决定簇 。
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4,多特异性决定簇 含有两种以上不同特异性
的决定簇称为多特异性决定簇 。
5,功能价 位于抗原分子表面能与抗体反应
的抗原决定簇称为功能价 。
6,非功能价 隐蔽于分子内部的抗原决定簇
称为非功能价, 经酶消化后才暴露出来 。
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单特异性决定
簇多价抗原
多特异性
决定簇多
价抗原
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载体效应 (carrier effect)
小分子物质不具有免疫原性，不能诱导产生
免疫应答，但当与大分子物质 (载体 )连接后，就
能诱导机体产生免疫应答，并能与相应的抗体结
合，这种现象称为 半抗原载体现象 。
这些小分子物质即为半抗原，实质上就是抗
原决定簇，大分子物质即为载体。半抗原与载体
结合后首次免疫动物，可测得半抗原的抗体 (初
次免疫反应 )，但当二次免疫时，半抗原连接的
载体只有与首次免疫所用的载体相同时，才会有
再次反应，这种现象称为 载体效应 。
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抗原 — 载体现象
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现代实验表明免疫系统对半抗原和载体各
自的决定簇分别进行识别。 T细胞识别载体决
定簇,B细胞识别半抗原决定簇。实际上任何
大分子抗原都可看成半抗原和载体的复合物。
在抗原分子中载体起着增加半抗原的大小，使
其获得免疫原性与免疫记忆的作用。
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六,抗原分类
抗原有多种分类方法，大致如下,
抗原
完全抗原
不完全抗原（半抗原）
简单半抗原
复合半抗原
一、根据抗原的性质分类
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（一）根据抗原的来源分类
1,异种抗原 与免疫动物不同种属的抗原, 如
各种疫苗, 异种蛋白等 。
2,同种抗原 与免疫动物同种属的抗原, 能刺
激同种而基因型不同的个体产生免疫应答 。 如血
型抗原, 同种移植物抗原等 。
3,自身抗原 免疫动物的自身组织在某种特定
条件下形成的抗原 。
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4、异嗜性抗原 这类抗原与种族特异性无关，
存在于人、动物、植物及微生物之间性质相同
的抗原。
该现象首先由瑞典病理学家 Forssman
(1868～ 1947)发现的，故又称为 Forssman抗原 。
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（二）根据对胸腺 (T细胞 )的依赖性分类
1,胸腺依赖性抗原,这类抗原在刺激 B细胞分
化和产生抗体的过程中需要辅助性 T细胞的协助 。
多数抗原都属此类, 如异种组织与细胞, 异种蛋
白及人工复合抗原等 。
2,非胸腺依赖性抗原 这类抗原直接刺激 B细胞产
生抗体, 不需要 T细胞的协助 。 如大肠杆菌脂多
糖, 肺炎球菌荚膜多糖等 。
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（三）根据化学性质分类
糖蛋白
脂蛋白
脂质
多糖 核酸
抗原
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第二节 抗 体
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免疫球蛋白 (immunoglobulin，简称 Ig)是指
存在于人和动物血液 (血清 )、组织液及其它外
分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。 过去
曾称为 γ球蛋白，在 1968年和 1972年两次国际
会议上决定以 Ig表示。免疫球蛋白普遍存在于
血液、组织液及外分泌液中。
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抗体 动物机体受到抗原物质的刺激后, 由 B
淋巴细胞转化为浆细胞产生的, 能与相应抗原
发生特异性结合反应的免疫球蛋白, 这类免疫
球蛋白称为抗体 (antibody,简称 Ab)。 抗体具
有各种免疫功能, 主要存在于动物的血液 (血
清 ),淋巴液, 组织液及其它外分泌液中, 因此
将抗体介导的免疫称为 体液免疫 。
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膜表面免疫球蛋白
在成熟的 B淋巴细胞表面具有抗原受体，其本
质也是免疫球蛋白，称为膜表面免疫球蛋白简称
（ SmIg)。 关于免疫球蛋白分子的结构和功能的
研究是现代免疫学中的一大突破。在 1959～ 1963
年 R.Porter和 G·Edelman 采用酶及还原剂消化和
分离免疫球蛋白技术，弄清了免疫球蛋白的基本
结构，从而提出免疫球蛋白的结构模型。
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免疫球蛋白的 单体分子结构
所有 Ig单体分子结
构相似，由 2条重
链和 2条轻链组成
,Y”字型结构分子。
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一、重链 (简称 H链 )：
重链大约是由 420～
440个氨基酸组成，分子
量大约为 50000～ 77000，
两条重链之间由一对或一
对以上的二硫键互相连接。
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1、可变区,重链从氨
基端 (N端 )开始最初的
110个氨基酸 (约占整个
重链的 1/4)的排列顺序
以及结构是随抗体分子
的特异性不同而有所变
化，这一区域称为重链
的可变区 (variable
region，简称 V区 )，它
赋于抗体以特异性。
重链分为恒定区和可变区
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2、恒定区,其余的氨
基酸 (占重链的 3/4)数
量、种类、排列顺序
及含糖量都比较稳定，
称为稳 (恒 )定区
(constant region，
简称 C区 )。
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3、高 (超 )变区,在重
链的可变区 (VH)内部，
有四个区域的氨基酸最
易发生变化，称为高
(超 )变区，氨基酸残基
位置分别位于 31-37，
51-58,84-91,101-
1l0，其余的氨基酸变
化较小，称为骨架区。
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根据抗体恒定区抗原性差异, 将免疫球蛋
白的重链分为 5种类型 —— γ, μ, а, ε,
δ, 由此决定了免疫球蛋白的类型, 即 IgG，
IgM,IgA,IgE;IgD的重链分别为 γ, μ,
α, ε, δ 。
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二、轻链 (light chain简称 L链 )
轻链是由 213-
214个氨基酸组成，
分子量约为 22500。
两条相同的轻链其羧
基端 (C端 )靠二硫键
分别与两条重链连接。
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轻链从氨基端开始最初的 109个氨基酸的排列
顺序以及结构是随抗体分子的特异性变化而有差异，
称为轻链的 可变区 (V区 )，与重链的可变区相对应，
而构成抗体分子的抗原结合部位，其余的氨基酸比
较稳定，称为轻链的 恒定区 (C区 )。
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在轻链的可变区
(VL)内部有三个高
变区，氨基酸残基
位置分别位于 26-32，
48-55,90-95，这
三个部位的氨基酸
变化特别大。其余
的氨基酸变化较小，
称为骨架区。
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轻链根据其结构和抗原性的不同可分为
κ (Kappa)型和 λ (Lambda)型两个型，各类免
疫球蛋白的轻链都是相同的，而各类免疫球蛋
白都有 κ 型和 λ 型两型轻链分子。 κ 型和 λ 型
轻链的差别主要表现在 C区氨基酸组成和结构
的不同，因而抗原性不同，这也是轻链分型的
依据。
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五类免疫球蛋白 IgG,IgM,IgA,IgE,IgD
的单体分子结构都是相似的,即是由两条相同
的重链 (heavy chain,H链 )和两条相同的轻链
(light chain,L链 )四条肽链构成的 "Y"字形
的分子 。 IgG,IgE，血清型 IgA,IgD均是以单
体分子形式存在的,IgM是以五个单体分子构
成的五聚体，分泌型的 IA是以二个单体构成的
二聚体。
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三、绞链区 (hinge region)
CH1与 CH2之间大约 30个氨基酸残基的区域为
免疫球蛋白的绞链区，由 2-5个链间二硫键、
CHl尾部和 CH2头部的小段肽链构成。
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四,免疫球蛋白的功能区
免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成几个由链
内二硫键连接成的环状球形结构，称为功能区，
IgG,IgA,IgD 的重链有四个功能区，其中一个
功能区在可变区，其余在恒定区，分别称为 VH、
CH1,CH2,CH3； IgM 和 IgE有 5个功能区，即 CH4。
轻链有两个功能区，即 VL和 CL，分别位于可变区
和恒定区，免疫球蛋白每个功能区都是由约 110
个氨基酸组成。
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IgG
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五,免疫球蛋白的 水解片段 与生物学活性
1,Porter(1959)应用木瓜蛋白酶 (papain)将 IgG
水解, 可将其重链于链间二硫键近氨基端处切
断, 得到了大小相近的三个片段, 其中有两个
相同的片段, 可与抗原特异性结合, 称为抗原
结合片段 (Fab),分子量为 45000;另外一个片
段可形成蛋白结晶, 称为 Fc片段 (Fc),分子量
为 55000。
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后来,Nisonoff又应用胃蛋白酶 (pepsin)
将 IgG重链于链间二硫键近羧基端切断，获得
了两个大小不同的片段，一个是具有双价抗
体活性的 F(ab")2片段，另一个为若干小分子
多肽碎片，称为 pFc'片段，后者无任何生物
学活性。
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（一） Fc片段的生物学活性有,
l,与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关, 如人
IgG可通过胎盘进入胎儿体内, 就与 Fc片段有
关 ;Brambell已证实, 胎盘母体一侧的滋养层
细胞能摄取各类血浆蛋白, 但其吞饮泡内只有
IG的 Fc受体而无其它种类 Ig的受体 。 与受体结
合的 IgG可得以避免被酶分解, 进而通过细胞
的外排作用, 分泌到胎盘的胎儿一侧, 进入胎
儿循环 。
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2,与补体结合,
活化补体有关,
补体可与抗原抗
体复合物结合,
其结合位点就位
于抗体分子 Fc片
段的 CH2上 。
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3,决定免疫球蛋白的 亲细胞性, 一些免疫细
胞如巨噬细胞, 淋巴细胞, 嗜碱性粒细胞, 肥
大细胞等表面都具有免疫球蛋白的 Fc片段的受
体, 因此, 免疫球蛋白可通过其 Fc片段与这些
细胞表面的 Fc受体结合 。 Ig与这些细胞 Fc受体
的结合部位因其种类不同而有差异, IgG与巨
噬细胞, K细胞, B细胞 Fc受体的结合部位是 CH3，
而 IgE与嗜碱性粒细胞和肥大细胞 Fc受体结合
的部位是 CH4。
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4,与免疫球蛋白 通过粘膜进入外分泌 液有关,
如分泌型 IgA可由局部粘膜固有层中的浆细胞
产生, 然后通过粘膜进入呼吸道和消化道分泌
液中, 就与 lgA的 Fc片段有关 。
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5,Fc片段是免疫球蛋白分子中的重链稳定区，
因此它是决定各类免疫球蛋白抗原特异性的部位。
用免疫球蛋白免疫异种动物产生的抗抗体 (第二
抗体 )即是针对免疫球蛋白 Fc片段的。
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七、个体基因型或独特型：
动物机体可产生针对各种各样抗原的抗体，
其特异性均不相同。抗体分子的特异性是由免疫
球蛋白的重链和轻链可变区 (VH-VL)所决定的，
因此在一个个体内针对不同抗原分子的抗体之间
的差别表现在免疫球蛋白分子的可变区，这种差
别就决定了抗体分子在机体内就具有抗原性，所
以 由抗体分子的可变区呈现出的抗原性就称为免
疫球蛋白 (抗体 )的独特型，或称个体基因型。
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不同特异性的抗体形成细胞所产生的抗体分子
的独特型各不相同。独特型的差异是由 VH和 VL高
变区氨基酸序列不同所致，这种氨基酸序列的差
异也是抗体分子特异性的分子基础。独特型由免
疫球蛋白可变区若干个抗原决定簇所组成，它们
被称为独特位 (idiotope)。
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各类免疫球蛋白的
主要特性与 免疫学功能
IgG
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1,特性：
IgG是人和动物血清中含量最高的免疫球蛋白,
占血清免疫球蛋白总量的 75%～ 80%。 IgG是介导
体液免疫的主要抗体, 多以单体分子形式存在,
分子量为 160000～ 180000。 1gG主要由脾脏和淋
巴结中的浆细胞产生, 大部分 (45%～ 50%)存在
于血浆中, 其余存在于组织液和淋巴液中 。 lgG
是唯一可通过人 (和兔 )胎盘的抗体, 因此在新
生儿的抗感染中起着十分重要的作用 。
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2,功能：
（ 1） IgG是动物机体抗感染免疫的主力, 同时
也是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗体 。
IgG在动物体内不仅含量高, 而且持续时间长,
在体内可发挥抗菌, 抗病毒, 抗毒素,抗肿瘤等
免疫学活性 。
（ 2） IgG是引起 I型, Ⅱ 型变态反应及自身免疫
病的抗体, 在肿瘤免疫中体内产生的封闭因子可
能与 IG有关 。
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IgM
1,特性,IgM是动物机体初次体液免疫反应最
早产生的免疫球蛋白 。 IgM的含量仅占血清的
10%左右, 为 60～ 200mg/100ml,主要由脾脏和
淋巴结中 B细胞产生, 分布于血液中 。
IgM是体内各类免疫球蛋白中分子量最大的,
分子量为 900000 左右, 又 称 为 巨 球 蛋 白
(macroglobulin),IgM的沉淀系数为 19S。
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2、功能,与 IgG相比,IgM在体内产生最早，但
持续时间短，因此不是机体抗感染免疫的主
力，但由于它是机体初次接触抗原物质 (接种疫苗 )
时体内最早产生的抗体，因此 IgM在抗感染免疫
的早期起着十分重要的作用，也可通过检测 IgM
抗体进行血清学的早期诊断 。 IgM具有抗菌，抗
病毒，中和毒素等免疫活性，由于其分子上含
有多个抗原结合部位，所以它是一种高效能的
抗体，其杀菌、溶菌、溶血、促进吞噬 (调理作
用 )及凝集作用均比 IgG高 (大约高 500～ 1000倍 )。
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lgA
1,特性, IgA以单体和二聚体两种分子形式存
在, 单体存在于血清中, 称为血清型 lgA,约
占血清免疫球蛋白的 10%～ 20%,在血清中的
含量为 200～ 500mg/100ml;
二聚体为分泌型 IgA,是由呼吸道, 消化道,
泌尿生殖道等部位的粘膜固有层中的浆细胞所
产生的, 两个单体由一条 J链连接在一起, 在
其分子上还结合有一条由粘膜上皮细胞分泌的
分泌成分 。
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2、功能,血清型的 IgA同样具有抗菌、抗病毒、
抗毒素等免疫学活性。分泌型的 IgA对机体呼吸
道、消化道等 局部粘膜免疫 起着相当重要的作用，
特别是对于一些经粘膜感染的病原微生物，动物
体的这种粘膜免疫功能就显得十分重要，若动物
体呼吸道、消化道分泌液中存在这些病原微生物
的相应的分泌型 IgA抗体，则可抵抗其感染，因
此分泌型 IgA是机体粘膜免疫的一道 "屏障 "。在
传染病的预防接种中，经滴鼻、点眼、饮水等途
径免疫，均可产生相应的粘膜免疫力。
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IgE
1,特性,lgE是以单体分子形式存在, 分子量为
190000,其重链比链 λ 多一个功能区 (CH4),此
区是与细胞结合的部位易于与皮肤组织, 肥大细
胞, 血液中的嗜碱性粒细胞和血管内皮细胞结合 。
2,功能,结合在肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的
IgE与抗原结合后, 能引起这些细胞脱粒, 释放
组织胺等活性介质, 从而引起 I型过敏反应 。
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IgD
1,特性,IgD在血清中的含量极低, 在人血清中
为 0.03～ 3mg/l00ml,而且极不稳定, 容易降解 。
IgD的分子量为 170000～ 200000,迄今对血清中
的 IgD的结构和功能尚不完全清楚, 是否具有抗
感染作用也未证实 。 有报道认为 IgD与某些过敏
反应有关, 如抗青霉素和牛奶过敏性抗体以及一
些自身免疫病抗体, 有的属于 IgD。
2,功能,IgD是 B细胞膜表面免疫球蛋白, 为 B细
胞的重要表面标志, 而且与免疫记忆有关 。
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第五节 抗体产生的克隆选择学说
一, 克隆选择学说的基本思想 (澳大利亚免疫学家
Burnet,1959)
克隆选择学说认为抗原进入机体选择的不是所
谓存在于体内的自然抗体, 而是事先存在于淋巴
细胞膜表面的抗原受体, 即后来证明是膜表面免
疫球蛋白 (SmIg)。
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二、克隆选择学说对几个问题的解释
(一 )对抗体产生多样性的解释 动物出生以后,
机体便已具有产生各种各样抗体的免疫活性细
胞, 体内有众多细胞克隆可足够抗原选择 。 不
管何种抗原进入体内, 均有相应的克隆即被选
出, 进而分化增殖, 产生抗体 。 因此, 克隆选
择学说从细胞水平上解释了抗体的多样性 。
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(二 )抗原的作用 抗原的作用只是一种起动,
与枪支上的扳机相似 。 相应的细胞克隆一旦被
选出, 即使无抗原存在, 机体也能继续产生抗
体 。 抗原对决定抗体的基因无影响 。
(三 )对免疫记忆现象的解释 细胞克隆在分化
过程中，一部分淋巴细胞停留在中间阶段，于
再次同相应抗原接触时，立刻可增殖而产生抗
体，呈现免疫记忆现象。
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(四 )对免疫耐受性的解释 认为在胚胎后期,
自身抗原已完全备齐, 于是凡能与自身抗原特
异性结合的相应细胞克隆便可受到阻抑, 最后
被清除, 构成自身免疫禁忌, 即对自身的抗原
物质不产生免疫反应, 形成 天然免疫耐受 。 在
胚胎时期, 人为地引进异体抗原, 也能消除与
该抗原相对应的淋巴细胞克隆, 动物出生后,
对此种抗原即不产生免疫反应, 形成 人工免疫
耐受 。
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克隆选择学说对以上问题都进行了比较满
意的解释，因此该学说为广大免疫学者所接受，
对现代免疫学的发展起到了极大的推动作用。
后来的很多研究都从不同的角度证实了该学说
的合理性，特别是 70年代单克隆抗体的问世，
对这一学说是一个极大的证实。独特型 —— 抗
独特型免疫网络学说、抗体多样性的基因控制
理论是对克隆选择学说的进一步发展和深化。
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第三节 人工制备抗体的种类
抗体制备技术是免疫学工作者经常采用的一
项技术。当今，免疫学已进入分子水平时代，因
此抗体的制备亦已步入分子水平。人工制备抗体
的类型有三种,即多克隆抗体、单克隆抗体和基
因工程抗体。
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一、多克隆抗体
(polyclonal antibody,PcAb)
采用传统的免疫方法, 将抗原物质经不同途
径 （ 皮内, 皮下, 肌肉, 静脉, 腹腔, 淋巴结注
射等或点眼, 滴鼻, 饮水等 ） 注入动物体内, 经
数次免疫后采取动物血液, 分离出血清, 由此获
得的抗血清即为多克隆抗体 。
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二、单克隆抗体 (McAb )
(一 )单克隆抗体的概念 单克隆抗体是指由一个
B细胞分化增殖的子代细胞 (浆细胞 )产生的针对
单一抗原决定簇的抗体 。 这种抗体的重链, 轻链
及其 V区独特型, 其特异性, 亲和力, 生物学性
状及分子结构均完全相同 。 采用传统免疫方法是
不可能获得这种抗体的 。
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K?hler 和 Milstein在 1975年建立了体外 淋巴
细胞杂交瘤技术, 用人工的方法将产生特异性抗
体的 B细胞与骨髓瘤细胞融合, 形成 B细胞杂交瘤,
这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞无限繁殖的特
性, 又具有 B细胞分泌特异性抗体的能力, 由克
隆化的 B细胞杂交瘤所产生的抗体即为单克隆抗
体 。
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单
克
隆
抗
体
的
制
备
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(二 )单克隆抗体的优点 与应用
单克隆抗体技术的问世, 对免疫学的发展起
到了极大的推动作用, 因而被誉为是免疫学的一
场革命 。 单克隆抗体的应用不仅限于医学与兽医
学领域, 而且涉及到各个生物学科 。
1、优点,与多克隆抗体比较，单克隆抗体具有无
可比拟的优越性，具有 高特异性、高纯度、均质
性好、亲和力不变、重复性强、效价高、成本低
并可大量生产等 优点。
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2,应用
（ 1） 在血清学技术方面 单克隆抗体用于血清学
技术, 进一步提高了方法的特异性, 重复性,
稳定性和敏感性, 同时使一些血清学技术得到
了标准化和商品化, 即作成诊断试剂盒 。 自单
克隆抗体技术问世以来, 已研制出很多病原微
生物的单克隆抗体, 从而取代了原有的多克隆
抗体, 用于传染病的诊断及病原的分型 。 避免
了多克隆抗体引起的交叉反应 。 一些生物活性
物质的单克隆抗体的出现, 使其检测水平上升
到一个新的高度 。
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（ 2） 在免疫学基础研究方面
№ 1对抗体结构的研究,单克隆抗体作为一种
均质性很好的分子, 用于对抗体结构和氨基酸
顺序的分析, 促进了对抗体结构的进一步探讨 ;
№ 2对淋巴细胞进行分群,应用单克隆抗体对
淋巴细胞表面标志以及组织细胞相容性抗原的
分析, 极大地推动了免疫学的发展, 如用单克
隆抗体对淋巴细胞 CD抗原进行分析, 可以对淋
巴细胞进行分群 。
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（ 3）肿瘤免疫治疗 通过采用杂交瘤技术，制备
出肿瘤细胞特异性抗原的单克隆抗体，然后与
药物或毒素连接制成免疫毒素 (immunotoxin)，
又称生物导弹，用于肿瘤的临床治疗，这在医
学上已获初步成效。
（ 4） 抗原纯化 利用单克隆抗体的特异性, 可将
单克隆抗体与琼脂糖等偶联制成亲和层析柱,
可从混合组分中提取某种抗原成分 。 此技术可
与基因工程疫苗的研究相结合, 即先用单克隆
抗体作为探针, 筛选出保护性抗原成分或决定
簇, 然后再采用 DNA重组技术表达目的抗原 。
（ 5） 单克隆抗体可用于制备抗独特型抗体疫苗 。
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三、基因工程抗体 (genetic engineering
antibody)
随着 DNA重组技术以及其它分子生物学技术的
发展，人们利用基因工程技术来制备抗体分子，这
种抗体分子称为基因工程抗体，这是分子水平的抗
体。 基因工程抗体是按人类设计所重新组装的新型
抗体分子，可保留或增加天然抗体的特异性和主要
生物学活性，去除或减少无关结构 (如 Fc片段 )，从
而可克服单克隆抗体在临床应用方面的缺陷 (如鼠
源单克隆抗体在人体内使用会引起抗体产生而降低
其效果,Fc片段的无效性的副作用 )，因此基因工
程抗体更具有广阔的应用前景。
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(一 )嵌合抗体 (chimeric antibody) 又称杂
种抗体，是指在同一抗体分子中含有不同种属
来源抗体片段的抗体。迄今构建的嵌合抗体多
为 "鼠－－人 "类型，也就是抗体的 Fab或
F(ab)2来源于鼠类，而 Fc片段来源于人类。可
将小鼠 VH基因与人的 CH基因连接后导入骨髓瘤
细胞，使之表达嵌合重链，再将小鼠杂交瘤细
胞的 VL与人 CL基因相连，转染含嵌合重链的小
鼠骨髓瘤细胞，经过筛选即可得到分泌鼠－－
人嵌合抗体的骨髓瘤细胞，其所分泌的嵌合抗
体与原杂交瘤细胞分泌的抗体特异性和亲和力
相同，但减少了抗体中的鼠源性成分。
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(二 )重构型抗体 (reshaping antibody)尽管嵌
合抗体具有一些优点, 但该抗体中仍然有近
50%的成分来自小鼠 。 因此为进一步减少鼠源
蛋白在嵌合抗体内的含量, 将鼠抗体的超变区
基因嵌入人抗体 Fab骨架区的编码基因中, 再
将此 DNA片段与人免疫球蛋白恒定区基因相连,
然后转染杂交瘤细胞, 使之表达嵌合的 V区抗
体 。 实际上也就是在人抗体可变区序列内嵌入
鼠源抗体的高变区基因序列, 通过这种置换为
人类抗体提供了一个新的抗原结合部位 。
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(三 )单链抗体 (Single-chain antibody)又称 FV分
子 。 由于抗体的分子量较大, 体内应用时受到
一定的限制 。 因此可用基因工程手段构建更小
的具有结合抗原能力的抗体片段, 即 FV分子或
单链抗体蛋白 。 这种单链抗体是由 VL区氨基酸
序列与 VH区氨基酸序列经肽连接物 （ linker)连
接而成 。
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此外肽连接物还可将药物, 毒素或同位素与
单链抗体蛋白相融合 。 这类抗体具有分子量小,
作为外源性蛋白的免疫原性较低 ;在血清中比完
整的单克隆抗体或 F(ab)2片段能更快地被清除 ;
无 Fc片段, 体内应用时可避免非特异性杀伤 ;能
进入实体瘤周围的微循环等优点 。
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(四 )Ig相关分子 可将抗体分子的部分片段 (如 V
区或 C区 )连接到与抗体无关的序列上 (如毒素 )，
就可创造出一些 Ig相关分子，例如可将有治疗
作用的毒素或化疗药物取代抗体的 Fc片段，通
过高变区结合特异性抗原，连接上的毒素可直
接运送到靶细胞表面，起生物导弹的作用。
Byrn构建的 "CD4免疫粘附素 "即是这一类抗体
分子，他是将 CD4基因与 IG1C区在体外重组而
表达出的 Ig相关分子，它可封闭人 HIVgpl20蛋
白与 CD4+T细胞的结合，在治疗人的爱滋病上具
有重要意义。
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(五 )噬菌体抗体 (phage antibody)这是一类近年
刚开始研究的基因工程抗体。是将已知特异性的
抗体分子的所有 V区基因在噬菌体中构建成基因
库，用噬菌体感染细菌，模拟免疫选择过程，具
有相应特异性的重链和轻链可变区即可在噬菌体
表面呈现出来。这种技术称为噬菌体表面表达技
术 (phage display technology)。这种抗体作为
研究和治疗用试剂具有广阔的应用前景。
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The filamentous phage
The non-lytic bacteriophage fd and
M13 are shaped like flexible
filaments with a diameter of about
6.5 nm and a length of
approximately 900 nm,The single-
stranded circular DNA genome of
the phage codes for 10 different
proteins which are involved in
replication,morphogenesis,and
formation of the virus coat.
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