医学免疫学第四章抗体

第四章抗体

写在前面：

1）抗体（Ab）是介导体液免疫的重要免疫分子，是免疫系统在抗原刺激下，由B细胞或Bm增殖分化的浆细胞产生的，可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白（Ig）。

2）具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白。分为膜结合型（mIg）和分泌型(sIg)，前者如BCR/TCR，后者主要存在于血清，起抗体作用。

1、抗体的结构

1）基本结构：是由两条完全相同的重链和两条完全相同的轻链通过二硫键连接的呈Y形的单体。

重链和轻链

① 重链H 根据重链恒定区的抗原性差异将其分为μ链、γ链、α链、δ链和ε链，根据读音分别对应IgM、IgG（1~4亚类）、IgA（1~2亚类）、IgD和IgE。

② 轻链L 

可变区和恒定区

重链和轻链靠近N端的氨基酸序列变化很大，而其它部分的氨基酸序列则相对恒定。其中轻链和重链靠近N端的结构域称为可变区（V区），分别占重链和轻链的1/4和1/2；靠近C端的氨基酸序列相对稳定，称为恒定区（C区，分别占重链和轻链的3/4和1/2）

 

① 可变区 重链和轻链的可变区分别称为VH和VL。VH和VL各有三个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变称为高变区，该区域形成与抗原表位互补的空间构想，故又称互补决定区（CDR）。VH和VL共6个CDR组成Ab的抗原结合部位，决定着抗体的特异性，负责识别结合抗原。CDR区氨基酸的多样性是抗体与数量庞大的抗原结合的分子基础。

V区中除了CDR外的区域相对稳定，称为骨架区（FR）。VH和VL各有4个FR，起到稳定CDR的空间构型的作用，以便抗体抗原的精细特异结合。

② 恒定区 重链和轻链的恒定区分别称为CH和CL。不同抗体CL长度基本相同，但IgA、IgD、IgG重链C区有三个结构域CH1~3，IgM、IgE有四个结构域CH1~4。同一种属个体，产生针对不同抗原的同一类别抗体，尽管其V区高度可变，但是其C区比较恒定，故其免疫原性相同。

铰链区

位于CH1和CH2间，含有丰富的脯氨酸，因此易弯曲，能改变Y形两个臂间的距离，有利于两臂同时结合两个相同的抗原表位。铰链区易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解产生不同的水解片段。不同类或亚类的Ab铰链区不尽相同。IgM、IgE无铰链区。

2）辅助成分

①J链 含半胱氨酸的酸性糖蛋白，浆细胞产生，主要作用是将单体Ab连接成聚体。如2个IgA单体由J链连接成二聚体，IgM则形成五聚体。IgG、IgD、IgE无聚体形式。

③ 分泌片

是分泌性IgA上的辅助成分，由黏膜上皮细胞合成，结合于二聚体IgA上，使其称为SIgA。分泌片还可以保护SIgA的铰链区免受降解，并可介导SIgA二聚体转运至黏膜表面。

3）抗体的水解片段

①木瓜蛋白酶

从铰链区的近N端将抗体水解为两个完全相同的抗原结合片段（Fab）和一盒可结晶片段（Fc）。由于两Fab段游离，故只能结合单个抗原表位。Fc为抗体与效应分子或Fc受体结合部位。

③ 胃蛋白酶

从铰链区的近C端将抗体水解为一个F(ab)’2片段和一些小片段Fc。F(ab)’2由2个Fab段和铰链区组成，故可结合两个抗原表位。

F(ab)’2片段保留了结合抗原的生物学特性，又去除了Fc段可能引起的副作用或超敏反应。

 

免疫球蛋白超家族：TCR，CD4/CD8/CD19，大部分IgFc受体。

2、抗体的种类

 

同种型为种属标志。

同种异型为个体标志

独特型是每个抗体分子所特有的抗原表位。独特性在异中、同种异型包括同一个体均可产生抗独特性抗体（Ab2）。

分类 CH

分型CL

分压类 铰链区氨基酸组成和重链二硫键数目

3、抗体的功能

抗体结合抗原表位的个数称为抗原结合价。单个Ab为双价，SIgA为4价，五聚体IgM理论为10价，但由于空间位阻，一般只能结合5个抗原表位，为5价。

1） 中和作用

抗体的CDR区与病毒或病菌结合，中和毒素，阻断病原体入侵。

2） 活化补体

抗体（IgG1~3和IgM）结合抗原后暴露出补体结合位点，从而激活经典途径。聚合的IgA、IgE、IgG4可通过旁路途径激活补体。最终形成MAC是病原微生物细胞膜裂解死亡，者利用调理吞噬作用杀灭病菌。

3） 调理吞噬作用

IgG的Fab段与病菌结合，Fc段结合巨噬细胞或中性粒细胞的FcγRⅠ结合，促进吞噬细胞对细菌的吞噬。

4） ADCC（抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用）

抗体的Fab段结合被病毒感染的细胞或肿瘤细胞的抗原表位，其Fc段与NK细胞、巨噬细胞表面的FcR结合，介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。这种杀伤作用是非特异的。

5） Ⅰ型超敏反应

IgE是亲细胞抗体，即使没有结合抗原，其Fc段也可以结合肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面高亲和力受体FcεRⅠ，使其致敏。若相同变应原再次与致敏细胞表面的IgE结合，则可促使这些细胞脱颗粒，释放多种活性物质，引发Ⅰ型超敏反应。

6） 穿过胎盘和膜局部免疫发挥重要作用

IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。

SIgA在黏膜局部免疫中起重要作用。

7）免疫调节

4、各类抗体的特性和功能

1)IgG

出生后3个月合成，是血清中浓度最高的Ig。是再次应答的主要抗体，亲和力高。是机体抗感染的主力军。IgG1、3、4可通过胎盘。IgG1~3可激活经典途径。

2)IgM

天然血清抗体。是个体发育过程中最早合成分泌的抗体，胚胎发育晚期的胎儿可合成IgM，所以当脐带血中特异性IgM含量增多提示胎儿有宫内感染。IgM也是初次免疫应答出现的抗体，是机体抗感染的先头部队。可用感染的早期诊断。

膜结合型IgM(mIgM)表达于B细胞表面，参与构成BCR。只表达mIgM是未成熟B细胞的标志。

分泌型IgM是五聚体，是分子量最大的Ig。有很强的结合抗原的能力，更易激活补体。

3)IgA

有血清型和分泌型。前者是单体，位于血清；后者是二聚体，主要存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液。是外分泌液的主要Ig，参与黏膜局部免疫，因而是机体染抗感染的边防军。婴儿可通过母体初乳获得SIgA。

4)IgD

铰链区长，易被水解，故半衰期只有3天。膜结合型IgD是B细胞成熟的标志。未成熟B细胞只表达IgM，而成熟B细胞（初始B细胞）可同时表达IgM和IgD。活化后IgD逐渐消失。

5)IgE

是常人血清含量最少的Ig。引起Ⅰ型超敏反应和抗寄生虫。

5、多克隆抗体和单克隆抗体

1）产生的抗体中实际上是针对多种不同抗原表位的抗体的总和，称为多克隆抗体。优点是：作用全面，具有中和抗原、免疫调理、介导补体依赖的细胞毒作用（CDC)、ADCC等重要作用，来源广泛、制备容易；缺点是：特异性不高、易发生交叉反应，不易大量制备。

2）由单一杂交瘤细胞产生，针对单一抗原表位的特异性抗体，称为单克隆抗体。优点是结构均一，纯度高，特异性强，易于制备。