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抗体

概念

抗体(antibody)指机体的免疫系统在抗原刺激下,由B淋巴细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。

抗体与免疫球蛋白的区别

最初有人用电泳证明血清中抗体活性在γ球蛋白部分,故曾把抗体统称为丙种(γ)球蛋白。后来发现,抗体并不都在γ区;并且位于γ区的球蛋白,也不一定都具有抗体活性。

1964年,世界卫生组织举行专门会议,将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为免疫球蛋白(Ig),如骨髓瘤蛋白,巨球蛋白血症冷球蛋白血症等患者血清中存在的异常免疫球蛋白以及正常人天然存在的免疫球蛋白亚单位等。因而免疫球蛋白是结构化学的概念,而抗体是生物学功能的概念。可以说,所有抗体都是免疫球蛋白,但并非所有免疫球蛋白都是抗体。

生物活性

(1)结合特异性抗原:抗体与其他免疫球蛋白分子区别,就在于抗体能与相应抗原发生特异性结合,在体内导致生理或病理效应;在体外产生各种直接或间接的可见的抗原抗体结合反应。抗体是靠其分子上的特殊的结合部位与抗原结合的。

(2)激活补体:抗体与相应抗原结合后,借助暴露的补体结合点去激活补体系统、激发补体的溶菌、溶细胞等免疫作用。

(3)结合细胞:不同类别的免疫球蛋白,可结合不同种的细胞,产生不同的疚,参与免疫应答。

(4)可通过胎盘及粘膜:免疫球蛋白G(IgG)能通过胎盘进入胎儿血流中,使胎儿形成自然被动免疫。免疫球蛋白A(IgA)可通过消化道及呼吸道粘膜,是粘膜局部抗感染免疫的主要因素。

(5)具有抗原性:抗体分子是一种蛋白质,也具有刺激机体产生免疫应答的性能。不同的免疫球蛋白分子,各具有不同的抗原性。

(6)抗体对理化因子的抵抗力与一般球蛋白相同:不耐热,60~70℃即被破坏。各种酶及能使蛋白质凝固变性的物质,均能破坏抗体的作用。抗体可被中性盐类沉淀。在生产上常可用硫酸铵或硫酸钠从免疫血清中沉淀出含有抗体的球蛋白,再经透析法将其纯化。

抗体结构

抗体是具有4条多肽链的对称结构,其中2条较长、相对分子量较大的相同的重链(H链);2条较短、相对分子量较小的相同的轻链(L链)。链间由二硫键和非共价键联结形成一个由4条多肽链构成的单体分子。轻链有κ和λ两种,重链有μ、δ、γ、ε和α五种。 整个抗体分子可分为恒定区和可变区两部分。在给定的物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。可变区位于"Y"的两臂末端。在可变区内有一小部分氨基酸残基变化特别强烈,这些氨基酸的残基组成和排列顺序更易发生变异区域称高变区。高变区位于分子表面,最多由17个氨基酸残基构成,少则只有2 ~ 3个。高变区氨基酸序列决定了该抗体结合抗原抗原的特异性。一个抗体分子上的两个抗原结合部位是相同的,位于两臂末端称抗原结合片段(antigen-binding fragment, Fab)。"Y"的柄部称结晶片段(crystalline fragment,FC),糖结合在FC 上。

抗体基因重排

抗体的L链是由C、V、J三个基因簇编码的,H链由C、V、D、J四个基因簇编码的。V是编码可变区,有300个种类;D编码高变区,有15 ~ 20个种类;J编码连接V、C的结合区,有4~5个种类;C编码恒定区,仅有一种。这些外显子通过多种多样的重排,所合成出的肽链,还要再进一步进行L和H链组合,这样最后生成的抗体种类就非常多了。抗体基因重排是发生在淋巴细胞分化的时候。

抗体的功能

抗体的主要功能是与抗原(包括外来的和自身的)相结合,从而有效地清除侵入机体内的微生物、寄生虫等异物,中和它们所释放的毒素或清除某些自身抗原,使机体保持正常平衡,但有时也会对机体造成病理性损害,如抗核抗体、抗双链DNA抗体抗甲状腺球蛋白抗体等一些自身抗体的产生,对人体可造成危害。

抗体的分类

(1)按作用对象,可将其分为抗毒素、抗菌抗体、抗病毒抗体和亲细胞抗体(能与细胞结合的免疫球蛋白,如1型变态反应中的lgE反应素抗体,能吸附在靶细胞膜上)。

(2)按理化性质和生物学功能,可将其分为IgM、IgG、IgA、IgE、IgD五类。

IgM抗体是免疫应答中首先分泌的抗体。它们在与抗原结合后启动补体的级联反应。它们还把入侵者相互连接起来,聚成一堆便于巨噬细胞的吞噬;

IgG抗体激活补体,中和多种毒素。IgG持续的时间长,是唯一能在母亲妊娠期穿过胎盘保护胎儿的抗体。他们还从乳腺分泌进入初乳,使新生儿得到保护;

IgA抗体进入身体的黏膜表面,包括呼吸、消化、生殖等管道的黏膜,中和感染因子。还可以通过母乳的初乳把这种抗体输送到新生儿的消化道黏膜中,是在母乳中含量最多,最为重要的一类抗体;

IgE抗体的尾部与嗜碱细胞、肥大细胞的细胞膜结合。当抗体与抗原结合后,嗜碱细胞与肥大细胞释放组织胺一类物质促进炎症的发展。这也是引发速发型过敏反应的抗体;

IgD抗体的作用还不太清楚。它们主要出现在成熟的B淋巴细胞表面上,可能与B细胞的分化有关。(IgD于1995年从人骨髓瘤蛋白中发现,分子量为175kD,主要由扁桃体、脾等处浆细胞产生,人血清中IgD浓度为3~40μg/ml,不到血清总Ig的1%,在个体发育中合成较晚。IgD铰链区很长,且对蛋白酶水解敏感,因此IgD半衰期很短,仅2.8天。血清中IgD确切的免疫功能尚不清楚。在B细胞分化到成熟B细胞阶段,除了表达SmIgD,抗原刺激后表现为免疫耐受。成熟B细胞活化后或者活化后或者变成记忆B细胞时,SmIgD逐渐消失。)

(3)按与抗原结合后是否出现可见反应,可将其分为:在介质参与下出现可见结合反应的完全抗体,即通常所说的抗体,以及不出现可见反应,但能阻抑抗原与其相应的完全抗体结合的不完全抗体。

(4)按抗体的来源,可将其分为天然抗体和免疫抗体。

抗体就是免疫球蛋白,是改变了的球蛋白分子。由特异性抗原刺激产生,抗体的产生是由于抗原侵入人体后引起各种免疫细胞相互作用,使B使淋巴分化增殖而形成浆细胞,浆细胞可产生分泌抗体。

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