抗体类别

 

来源公众号：ExpCon医学科普

免疫反应对每一种入侵者都具有高度特异性，这是因为适应性免疫反应的细胞拥有独特的受体，能够根据独特的部位——称为抗原——来区分有益细菌和可能致命的病原体。

适应性免疫反应的关键细胞是淋巴细胞——即B细胞和T细胞。

B细胞在骨髓中发育，在那里它们经历一个称为VDJ重排的过程，以产生大量多样化的B细胞受体。

B细胞受体本质上是一种抗体，只是它有一个跨膜部分，穿过细胞膜将受体固定在B细胞表面。

B细胞受体有两条重链和两条轻链，B细胞受体上结合抗原的区域或片段被称为抗原结合片段，即Fab片段。

Fab片段是重链和轻链末端汇合之处，每个B细胞受体上有两个Fab片段。重链的其余部分构成了恒定区或恒定片段区，也称为Fc。

两条重链通过二硫键相互连接，每条重链也通过二硫键与一条轻链连接。每个B细胞受体具有两条相同的重链和轻链，从而形成两个相同的抗原结合位点。

当B细胞发育成浆细胞时，B细胞受体会作为抗体被分泌出来，且具有完全相同的抗原特异性。

然而，重链实际上会随着B细胞的发育而发生改变。

主要有5种类型的重链，它们编码免疫球蛋白的同种型或类别：IgM、IgD、IgG、IgA和IgE。

这五种类型由重链基因编码，这些基因分别用希腊字母μ（mu）、δ（delta）、γ（gamma）、α（alpha）和ε（epsilon）来表示。

这些免疫球蛋白各自具有不同的功能、形状，因而具有不同的价数。抗体的价数是指它所拥有的抗原结合片段（Fab片段）的数量。

免疫球蛋白M（IgM）是所有免疫反应中产生的第一种抗体反应。它约占血清中免疫球蛋白的4%。这是因为它充当B细胞受体，并且像变形金刚一样，它具有两种完全不同的构象。

当它充当B细胞受体时，它是单体，价数为2，意味着它有两个Fab区域。当IgM从浆细胞分泌出来时，它会与其他四个相同的IgM抗体结合，总共形成5个抗体，构成一个由J链（连接链）连接在一起的五聚体。

J链是一条15 kDa的多肽链，它通过与IgM分子Fc区域尾部的半胱氨酸共价连接，促进五聚体的聚合。因为它是一个五聚体，分泌型IgM的价数为10。

IgM是初次免疫反应中产生的第一种抗体，这意味着它是你第一次接触病原体时产生的。

与所有其他抗体不同，IgM可以在没有T细胞帮助的情况下产生，这也意味着IgM不依赖于肽抗原，甚至可以对碳水化合物和脂质抗原起作用。

最后，IgM是激活补体途径最有效的抗体，这在对抗细菌感染时特别有帮助。

IgG是含量最丰富的免疫球蛋白，占血清中免疫球蛋白的75%！IgG分子是一个单体，由两条γ重链和两条轻链组成，因此其价数为2。

IgG分子有四个亚类——IgG1、IgG2、IgG3和IgG4——它们在恒定区略有差异，但都构成IgG分子。

IgG最重要的作用是充当调理素，通常调理素非常棒，因为它们帮助吞噬细胞牢牢抓住细菌。

通常情况下，细菌具有抗吞噬荚膜，这使得它们很滑且难以抓取。调理作用是指病原体被分子包裹的过程，这样它们就能更容易地被吞噬细胞捕获和吞噬。

想象一下，试图用手指捡起一个滑溜溜的肉丸，与用叉子叉住它然后只需拿起叉子相比。调理作用还能让人更快地吃掉肉丸。

在这种情况下，IgG充当了那把叉子，而吞噬细胞拥有一个针对IgG的受体，称为Fcγ受体，这使得它能够结合——或者说握住叉子。IgG也非常擅长激活经典补体途径，这有助于破坏像细菌这样的胞外病原体。

对于像病毒这样的胞内病原体，IgG与自然杀伤细胞协同工作，执行抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用，即ADCC。

抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用是自然杀伤细胞用来杀死病毒感染细胞的一种特殊方式。

在ADCC中，IgG与靶细胞表面表达的特定抗原（通常是病毒抗原）结合。然后，NK细胞利用其表面的CD16分子与抗体结合。

NK细胞表面两个CD16分子的交联会导致NK细胞释放颗粒酶和穿孔素，从而杀死靶细胞。

最后，IgG是唯一能够穿过胎盘的抗体，因此新生儿出生时带有大量来自母体的IgG，这为生命最初的6个月提供了保护。

IgA约占血清免疫球蛋白的20%，在那里它以单体形式存在，价数为2。与IgG不同，它无法穿过胎盘，也无法激活经典或旁路补体途径。

然而，像IgG和IgM一样，IgA可以通过结合血清和组织中的抗原，然后被表达IgA受体Fc片段的吞噬细胞（如嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和某些巨噬细胞）摄取，从而充当调理素。

但IgA也是黏膜部位发现的主要抗体——如唾液、眼泪、母乳和精液。

在黏膜部位，位于上皮基底膜下方的浆细胞会产生由J链连接在一起的IgA二聚体，就像IgM一样，J链将二聚体连接在一起。IgA并不形成五聚体，而是形成二聚体，因此其价数为4。

为了到达黏膜，IgA二聚体必须穿过上皮屏障。当二聚体结合到上皮细胞基底外侧面上的多聚免疫球蛋白受体时，就会发生这种情况。

随后，IgA二聚体通过囊泡跨细胞转运，同时多聚免疫球蛋白受体的一部分（称为分泌成分）仍然附着在囊泡上。这个分泌成分保护IgA二聚体免受黏膜部位消化酶的蛋白水解作用。

IgA有两种形式——IgA1和IgA2。像IgG一样，这些亚类在其重链恒定区序列上略有差异，但都构成IgA分子。黏膜IgA在病原体进入人体的入口处与其结合并使其失活。

一旦结合后，病原体更容易被黏膜纤毛清除，并通过胃肠道和泌尿生殖道排出体外，或者在胃或口腔中被酶降解。

婴儿通过母乳获得大量IgA，它能中和胃肠道中的病原体，这一点非常重要，因为婴儿经常会把诸如车钥匙、手机或狗狗的骨头之类的东西放进嘴里。

IgE是我们最常与过敏反应和抗寄生虫反应联系在一起的抗体。它也是一个单体，因此其价数为2，仅占血清总免疫球蛋白的约0.004%。

IgE与肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞上的IgE受体——Fcε受体——牢固结合。

当IgE与其受体结合时，会触发肥大细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞释放颗粒，这有助于破坏像蠕虫和寄生虫这样的大型复杂病原体。

不幸的是，IgE会不恰当地针对非致病性目标产生——比如花生或树木花粉，这就是为什么它在特应性皮炎、季节性过敏和哮喘中发挥作用。

在这些情况下，IgE与肥大细胞上的Fcε受体结合，并触发脱颗粒和组胺释放。

反过来，这会导致打喷嚏、黏液分泌增多、导致肿胀的血管通透性增加，以及可能导致喘鸣的平滑肌收缩。

最后，还有IgD，它占血清免疫球蛋白的比例不到1%，以单体形式存在，价数为2。它的主要作用是，它与IgM抗体一起存在于成熟B淋巴细胞上，并作为一个信号，表明它们已准备好离开骨髓。

总结

我们来快速回顾一下这五种抗体类别。

总共有五种抗体类别：IgM、IgD、IgG、IgA和IgE。

• IgM 和 IgD 可以作为B细胞受体，并且是最早表达的。
• IgM 也可以作为五聚体被分泌，此时其价数为10。它非常擅长激活补体，并且不需要T细胞帮助。
• IgG 是最丰富的抗体，它充当调理素以促进吞噬作用，并与自然杀伤细胞协同工作以摧毁病毒感染的细胞。
• IgA 主要存在于黏膜区域，防止病原体进入人体。
• IgE 帮助肥大细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞对抗大型复杂寄生虫，但有时也会不恰当地引发特应性皮炎、季节性过敏和哮喘。
• 最后，IgD 参与帮助成熟B细胞离开骨髓。

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