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文檔簡介
1、免疫球蛋白目錄1.2.拼音英文參考3.概述4.免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)1.輕鏈和重鏈2.可變區(qū)和恒定區(qū)3.功能區(qū)4.J 鏈和分泌成分5.單體、雙體和五聚體6.酶解片段5.免疫球蛋白分子的功能1.特異性結(jié)合抗原2.活化補(bǔ)體3.結(jié)合 Fc 受體4.通過胎盤6.免疫球蛋白分子的抗原性1.同種型2.同種異型3.獨(dú)特型7.免疫球蛋白分子的超家族1.免疫球蛋白超家族的組成2.免疫球蛋白超家族的特點(diǎn)8.各類免疫球蛋白的生物學(xué)活性1.IgG2.IgA3.IgM4.IgD5.IgE9.免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)和抗體多樣性1.Ig 重鏈基因的結(jié)構(gòu)和重排2.Ig 輕鏈基因的結(jié)構(gòu)和重排3.抗體多樣性的遺傳學(xué)基礎(chǔ)藥理作用藥
2、品說明書1. 適應(yīng)癥2. 用量用法相關(guān)文獻(xiàn)具有抗體活性的血清蛋白稱為免疫球蛋白,又稱為抗體 。是由機(jī)體的 B 淋巴細(xì)胞在抗 原的刺激下分化、 分裂而成的一組特殊球蛋白。 人和動物的免疫血清中的免疫球蛋白極不均 一,其組成、結(jié)構(gòu)、大小、電荷、生物學(xué)活性等都有很大差異,約占機(jī)體全部血清蛋白的 20 25 。目前已在人、小鼠等血清中先后分純得到5 類免疫球蛋白, 1968 年,世界衛(wèi)生組織統(tǒng)一命名為 免疫球蛋白 G(IgG )、免疫球蛋白 M ( IgM )、免疫球蛋白 A( IgA)、免 疫球蛋白 D(IgD )、免疫球蛋白 E(IgE )。免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)Porter 等對血清 IgG
3、抗體的研究證明, Ig 單體分子 的基本結(jié)構(gòu)是由 四條肽鏈 組成的。 即由二條相同的分子量較小的肽鏈稱為 輕鏈和二條相同的分子量較大的肽鏈稱為 重鏈 組成 的。輕鏈與重鏈?zhǔn)怯啥蜴I連接形成一個四肽鏈分子稱為 Ig 分子的單體 ,是構(gòu)成免疫球蛋 白分子的基本結(jié)構(gòu)。 Ig 單體中四條肽鏈兩端游離的氨基或羧基的方向是一致的,分別命名 為氨基端( N 端) 和 羧基端( C 端) 。圖 2-3 免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)示意圖輕鏈和重鏈由于骨髓瘤蛋白( M 蛋白)是均一性球蛋白分子,并證明本周蛋白(BJ)是 Ig 分子的L 鏈, 很容易從患者血液和尿液中分離純化這種蛋白, 并可對來自不同患者的標(biāo)本進(jìn)行比
4、較 分析,從而為 Ig 分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。1 輕鏈( lightchain,L ) 輕鏈大約由 214 個氨基酸殘基組成,通常不含碳水化合物, 分子量約為 24kD 。每條輕鏈含有兩個鏈內(nèi)二硫鍵所組成的環(huán)肽。 L 鏈共有兩型: kappa( ) 與 lambda( ),同一個天然 Ig 分子上 L 鏈的型總是相同的。 正常人血清中的 :約為 2:1。2重鏈(heavychain,H 鏈) 重鏈大小約為輕鏈的 2 倍,含 450 550 個氨基酸殘基, 分子量約為 55 或75kD 。每條 H 鏈含有 45個鏈內(nèi)二硫鍵所組成的環(huán)肽。不同的H 鏈由于氨基酸的排列順序、二硫鍵的數(shù)目
5、和們置、含糖的種類和數(shù)量不同,其抗原性也不相同, 根據(jù) H鏈抗原性的差異可將其分為 5類: 鏈、 鏈、 鏈、 鏈和鏈,不同 H鏈與 L鏈 (或 鏈)組成完整 Ig 的分子分別稱之為 IgM 、 IgG 、 IgA 、 IgD 和 IgE 。、和 鏈上 含有 4 個環(huán)肽, 和 鏈含有 5 個環(huán)肽。 重鏈( heavy chain,H 鏈)由 450 570 個氨基酸殘 基組成,分子量約為 50 70kD 。不同的 H 鏈因氨基酸的排列順序、二硫鍵的數(shù)目和位置、 含糖的種類和數(shù)量不同,其抗原性也不相同,可將其分為鏈、鏈、 鏈、鏈、鏈五類,這些 H 鏈與 L 鏈(鏈或 鏈)組成的完整 Ig 分子分別
6、稱為 IgM()、IgG()、IgA ( )、IgD()和 IgE(可變區(qū)和恒定區(qū)通過對不同骨髓蛋白或本周蛋白 H 鏈或 L 鏈的氨基酸序列比較分析, 發(fā)現(xiàn)其氨基端 (N- 末端)氨基酸序列變化很大,稱此區(qū)為可變區(qū)(V ),而羧基末端( C- 末端)則相對穩(wěn)定,變化很小,稱此區(qū)為恒定區(qū)( C 區(qū))。1可變區(qū)( variableregion,V 區(qū)) 位于 L 鏈靠近 N 端的 1/2 (約含 108 111 個氨基 酸殘基)和 H 鏈靠近 N 端的 1/5 或 1/4 (約含 118 個氨基酸殘基)。每個 V 區(qū)中均有一個 由鏈內(nèi)二硫鍵連接形成的肽環(huán),每個肽環(huán)約含67 75 個氨基酸殘基。 V
7、 區(qū)氨基酸的組成和排列隨抗體結(jié)合抗原的特異性不同有較大的變異。由于 V 區(qū)中氨基酸的種類、排列順序千 變?nèi)f化,故可形成許多種具有不同結(jié)合抗原特異性的抗體。L 鏈和 H 鏈的 V 區(qū)分別稱為 VL 和 VH 。在 VL 和 VH 中某些局部區(qū)域的氨基酸組成和 排列順序具有更高的變休程度 ,這些區(qū)域稱為 高變區(qū)( hypervariable region, HVR )。在 V 區(qū)中非 HVR 部位的氨基酸組面和排列相對比較保守,稱為骨架區(qū)( framework region )。 VL中的高變區(qū)有三個,通常分別位于第2434、5065、95102 位氨基酸。 VL和 VH的這三個 HVR 分別稱為
8、 HVR1 、 HVR2 和 HVR3 。經(jīng) X 線結(jié)晶衍射的研究分析證明,高變 區(qū)確實(shí)為抗體與抗原結(jié)合的位置,因而稱為 決定簇互補(bǔ)區(qū) ( complementarity-determining region,CDR )。VL 和 VH 的 HVR1 、HVR2 和 HVR3 又可分別稱為 CDR1 、CDR2 和 CDR3 , 一般的 CDR3 具有更高的高變程度。高變區(qū)也是 Ig 分子獨(dú)特型決定簇( idiotypic determinants )主要存在的部位。在大多數(shù)情況下 H 鏈在與抗原結(jié)合中起更重要的作用。圖 2-4 與抗原表位結(jié)合高變區(qū)( HVR )示意圖( G 表示相對保守的
9、甘氨酸 )2恒定區(qū)( constantregion,C 區(qū)) 位于 L 鏈靠近 C 端的 1/2 (約含 105 個氨基酸殘 基)和 H 鏈靠近 C 端的 3/4 區(qū)域或 4/5 區(qū)域(約從 119 位氨基酸至 C 末端)。 H 鏈每個功 能區(qū)約含 110 多個氨基酸殘基, 含有一個由二锍鍵連接的 50 60 個氨基酸殘基組成的肽環(huán)。 這個區(qū)域氨基酸的組成和排列在同一種屬動物 Ig 同型 L 鏈和同一類 H 鏈中都比較恒定,如 人抗白喉外毒素 IgG 與人抗破傷風(fēng)外毒素的抗毒素 IgG ,它們的 V 區(qū)不相同,只能與相應(yīng) 的抗原發(fā)生特異性的結(jié)合,但其 C 區(qū)的結(jié)構(gòu)是相同的,即具有相同的抗原性,
10、應(yīng)用馬抗人 IgG 第二體(或稱抗抗體)均能與這兩種抗不同外毒素的抗體( IgG )發(fā)生結(jié)合反應(yīng)。這是 制備第二抗體,應(yīng)用熒光、酶、同位毒等標(biāo)記抗體的重要基礎(chǔ)。功能區(qū)Ig 分子的 H 鏈與 L 鏈可通過鏈內(nèi)二硫鍵折疊成若干球形功能區(qū),每一功能區(qū)(domain )約由 110 個氨基酸組成。在功能區(qū)中氨基酸序列有高度同源性。1L 鏈功能區(qū) 分為 L 鏈可變區(qū)( VL)和 L 鏈恒定區(qū)( CL )兩功能區(qū)。2H 鏈功能區(qū) IgG 、IgA 和 IgD 的 H 鏈各有一個可變區(qū) (VH )和三個恒定區(qū) (CH1、 CH2和CH3 )共四個功能區(qū)。 IgM和IgE的H鏈各有一個可變區(qū) (VH )和四個
11、恒定區(qū)(CH1 、 CH2 、CH3 和 CH4 )共五個功能區(qū)。 如要表示某一類免疫蛋白 H 鏈恒定區(qū),可在 C(表示 恒定區(qū))后加上相應(yīng)重鏈名稱(希臘字母)和恒定區(qū)的位置(阿拉伯?dāng)?shù)字),例如 IgG 重 鏈 CH1 、CH2 和 CH3 可分別用 C1、 C2和 C3來表示 。IgL 鏈和 H 鏈中 V 區(qū)或 C 區(qū)每個功能區(qū)各形成一個免疫球蛋白折疊( immunoglobulin fold,Ig fold ) ,每個 Ig 折疊含有兩個大致平行、由二硫連接的片層結(jié)構(gòu)( betapleatedsheets ),每個 片層結(jié)構(gòu)由 3 至 5 股反平行的多肽鏈組成??勺儏^(qū)中的高變區(qū)在 Ig 折
12、疊 的一側(cè)形成高變區(qū)環(huán)( hypervariable loops ),是與抗原結(jié)合的位置。3功能區(qū)的作用(1)VL 和 VH 是與抗原結(jié)合的部位,其中 HVR (CDR )是 V區(qū)中與 抗原決定簇 (或 表位)互補(bǔ)結(jié)合的部位。 VH 和VL 通過非共價相互作用 ,組成一個 FV 區(qū)。單位 Ig 分子具 有 2 個抗原結(jié)合位點(diǎn) ( antigen-bindingsite ),二聚體分泌型 IgA 具有 4 個抗原結(jié)合位點(diǎn), 五聚體 IgM 可有 10 個抗原結(jié)合位點(diǎn)。(2) CL 和 CH 上具有 部分同種異型的遺傳標(biāo)記 。(3 ) CH2 : IgGCH 具有 補(bǔ)體 Clq 結(jié)合點(diǎn),能活化補(bǔ)體
13、的經(jīng)典活化途徑。母體 IgG 借助 CH2 部分可通過 胎盤 主動 傳遞 到胎體內(nèi)。(4 ) CH3 : IgGCH3 具有結(jié)合 單核細(xì)胞 、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、 B細(xì)胞和NK 細(xì)胞 Fc 段受體 的功能。 IgMCH3 (或 CH3 因部分 CH4 )具有補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)。 IgE 的 C2和 C3功 能區(qū)與結(jié)合 肥大細(xì)胞 和嗜堿性粒細(xì)胞 FCRI 有關(guān)。4鉸鏈區(qū)( hingeregion )鉸鏈區(qū)不是一個獨(dú)立的功能區(qū),但它與其客觀存在功能區(qū) 有關(guān)。鉸鏈區(qū)位于 CH1 和 CH2 之間。不同 H 鉸鏈區(qū)含氨基酸數(shù)目不等, 1、2、 1、2 和 4鏈的鉸鏈區(qū)較短,只有 10 多個氨基酸殘基; 3 和
14、 鏈的鉸鏈區(qū)較長,約含 60 多個 氨基酸殘基,其中 3鉸鏈區(qū)含有 14 個 半胱氨酸 殘基。鉸鏈區(qū)包括 H 鏈間二硫鍵,該區(qū)富 含脯氨酸 ,不形成 -螺旋 ,易發(fā)生伸展及一定程度的轉(zhuǎn)動,當(dāng)VL、VH 與抗原結(jié)合時此氏發(fā)生扭曲,使抗體分子上兩個抗原結(jié)合點(diǎn)更好地與兩個抗原決定簇發(fā)生互補(bǔ)。由于 CH2 和 CH3 構(gòu)型變化,顯示出活化補(bǔ)體、結(jié)合 組織 細(xì)胞等生物學(xué)活性。鉸鏈區(qū)對 木瓜蛋白酶、胃 蛋白酶 敏感, 當(dāng)用這些蛋白酶水解免疫球蛋白分子時常此區(qū)發(fā)生裂解 。IgM 和 IgE 缺乏鉸鏈區(qū)。J 鏈和分泌成分1J 鏈( joining chain ) 存在于二聚體分泌型 IgA 和五聚體 IgM
15、中。J 鏈分子量約為 15kD ,由于 124 個氨基酸組成的酸性糖蛋白,含有 8 個半胱氨酸殘基,通過二硫鍵連接到 鏈或 鏈的羧基端的半胱氨酸。 J 鏈可能在 Ig 二聚體、 五聚體或多聚體的組成以及在體內(nèi) 轉(zhuǎn)運(yùn)中的具有一定的作用。2分泌成分( secretorycomponent,SC ) 又稱分泌片( secretory piece ) , 是分泌 型 IgA 上的一個輔助成分,分子量約為 75kD ,糖蛋白,由上皮細(xì) 胞合 成,以共價形式結(jié)合到 Ig 分子,并一起被分泌到粘膜表面。 SC 的存在對于抵抗 外分泌 液中蛋 白水解酶的降解具 有重要作用。單體、雙體和五聚體1單體 由一對 L
16、 鏈和一對 H 鏈組成的基本結(jié)構(gòu),如 IgG 、IgD 、 IgE 血清型 IgA。2雙體 由 J 鏈連接的兩個單體,如分泌型 IgA ( secretory IgA,SIgA) 二聚體(或多聚 體) IgA 結(jié)合抗原的親合力( avidity )要比單體 IgA 高。圖 2-5 分泌型 IgA 結(jié)構(gòu)示意圖3五聚體 由 J 鏈和二硫鍵連接五個單體, 如 IgM 。鏈 Cys414 ( C3)和 Cys575(C 端的尾部 )對于 IgM 的多聚化極為重要。在 J 鏈存在下,通過兩個鄰近單體 IgM 鏈 Cys 之 間以及 J 鏈與鄰 鏈 Cys575 之間形成二硫鍵組成五聚體。 由粘膜下 漿細(xì)
17、胞 所合成和分泌的 IgM 五聚體,與粘膜上皮細(xì)胞表面 pIgR(poly-Ig receptor,pIgR) 結(jié)合,穿過粘膜上皮細(xì)胞到 粘膜表面成為分泌型 IgM(secretory IgM) 。酶解片段1本瓜蛋白酶的水解片段 Porter 等最早用木瓜蛋白酶( papain )水解兔 IgG, 從而區(qū) 劃獲知了 Ig 四肽鏈的基本結(jié)構(gòu)和功能。(1 )裂解部位: IgG 鉸鏈區(qū) H 鏈鏈間二硫鍵近 N 端側(cè)切斷。(2 )裂解片段: 共裂解為三個片段: 兩個 Fab 段(抗原結(jié)合段, fragmentof antigen binding ),每個 Fab 段由一條完整的 L 鏈和一條約為 1/
18、2 的 H 鏈組成,F(xiàn)ab 段分子量為 54kD 。 一個完整的 Fab 段可與抗原結(jié)合, 表現(xiàn)為單價, 但不能形成凝集或 沉淀反應(yīng) 。Fab 中約 1/2H 鏈部分稱為 Fd 段,約含 225 個氨基酸殘基,包括 VH 、CH1 和部分鉸鏈區(qū)。一個 Fc 段 (可結(jié)晶段, fragmentcrystallizable ), 由連接 H 鏈二硫鍵和近羧基端兩條約 1/2 的 H 鏈所 組成,分子量約 50kD 。Ig 在異種間免疫所具有的抗原性主要存在于Fc 段。圖 2-6 人分泌型 IgA 和分泌型 IgM 的局部產(chǎn)生示意圖圖 2-7 IgM 結(jié)構(gòu)示意圖2胃蛋白酶的水解片段 Nisonoff
19、 等最早用胃蛋白酶( pepsin )裂解免疫球蛋白。(1 )裂解部位:鉸鏈區(qū) H 鏈鏈間二硫鍵近 C 端切斷。(2)裂解片段:1)F(ab)2:包括一對完整的 L鏈和由鏈間二硫鍵相連一對略大于 Fab 中Fd 的H 鏈,稱為 Fd ,約含 235 個氨基酸殘基,包括 VH 、 VH1 和鉸鏈區(qū)。 F(ab)2 具有雙價抗 體活性,與抗原結(jié)合可發(fā)生凝集和沉淀反應(yīng)。雙價的F( ab )2 與抗原結(jié)合的親合力要大于單價的 Fab 。由于應(yīng)用 F(ab)2 時保持了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性,又減少或避免了Fc 段抗原性可能引起的 副作用 ,因而在 生物制品 中有較大的實(shí)際應(yīng)用價值。雖然 F(ab )
20、 2 與抗原結(jié)合特性方面同完整的 Ig 分子一樣,但由于缺乏 Ig 中部分,因此不具備固定補(bǔ)體 以及與 細(xì)胞膜表面 Fc 受體結(jié)合的功能。 F(ab)2經(jīng)還原等處理后, H 鏈間的二硫可發(fā)生 斷裂而形成兩個相同的 Fab 片段。2) Fc可繼續(xù)被胃蛋白酶水解成更小的片段,失去其生物學(xué)活性。圖 2-8 Ig 酶水解片段示意圖免疫球蛋白分子的功能Ig 是體液免疫應(yīng)答 中發(fā)揮 免疫功能 最主要的免疫分子,免疫球蛋白所具有的功能是由 其分子中不同功能區(qū)的特點(diǎn)所決定的。特異性結(jié)合抗原Ig 最顯著的生物學(xué)特點(diǎn)是能夠特異性地與相應(yīng)的抗原結(jié)合,如細(xì)菌 、病毒 、 寄生蟲 、某些藥物或侵入機(jī)體的其他異物。 Ig
21、 的這種特異性結(jié)合抗原特性是由其 V 區(qū)(尤其是 V 區(qū) 中的高變區(qū))的空間構(gòu)成所決定的。 Ig 的抗原結(jié)合點(diǎn)由 L 鏈和 H 鏈超變區(qū)組成,與相應(yīng)抗 原上的表位互補(bǔ),借助靜 電力 、氫鍵以及范德華力等次級鍵相結(jié)合,這種結(jié)合是可逆的,并 受到 pH 、溫度和 電解 濃度的影響。在某些情況下,由于不同抗原分子上有相同的抗原決定 簇,或有相似的抗原決定簇,一種抗體可與兩種以上的抗原發(fā)生反應(yīng), 此稱為交叉反應(yīng) ( cross reaction )??贵w分子可有單體、雙體和五聚體,因此結(jié)合抗原決定簇的數(shù)目(結(jié)合價)也不相同。Fab 段為單價,不能產(chǎn)生凝集反應(yīng)和沉淀反應(yīng)。 F(ab)2 和單體 Ig(如
22、 IgG 、 IgD 、 IgE ) 為雙價。雙體分泌型 IgA 有 4 價。五聚體 IgM 理論上應(yīng)為 10 價,但實(shí)際上由于立體構(gòu)型的 空間位阻,一般只有 5 個結(jié)合點(diǎn)可結(jié)合抗原。B 細(xì)胞表面 Ig(SmIg) 是特異性識別抗原的受體, 成熟 B 細(xì)胞主要表達(dá) SmIgM 和 SmIgD , 同一 B 細(xì)胞克隆 表達(dá)不同類 SmIg 其識別抗原的特異性是相同的?;罨a(bǔ)體1IgM、IgG1、IgG2 和 IgG3 可通 過經(jīng) 典途徑活化補(bǔ)體。當(dāng)抗體與相應(yīng)抗原結(jié)合后, IgG 的 CH2 和 IgM 的 CH3 暴露出結(jié)合 C lq 的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn), 開始活化補(bǔ)體。 由于 Clq6 個亞 單位中
23、一般 需要 2 個 C 端的球與補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)結(jié)合后才能依次活化Clr 和 Cls ,因此 IgG 活化補(bǔ)體需要一定的濃度, 以保證兩個相鄰的 IgG 單體同時與 1 個 Clq 分子的兩個亞單位結(jié)合。 當(dāng) Clq 一個 C 端球部結(jié)合 IgG 時親和力則很低, Kd 為 10-4M ,當(dāng) Clq 兩個或兩個以上球部 結(jié)合兩個或多個 IgG 分時,親合力增高 Kd 為 10-8M 。IgG 與 Clq 結(jié)合點(diǎn)位于 CH2 功能區(qū) 中最后一個 折疊股 318 322 位氨基酸殘基( Glu-x-Lys-x-Lys )。IgM 倍以上。人類天然 的抗 A 和抗 B 血型抗體為 IgM,血型不符合引韋的
24、 輸血反應(yīng) 發(fā)生快而且嚴(yán)重。2凝聚的 IgA 、IgG4 和 IgE 等可通過替代途徑活化補(bǔ)體。結(jié)合 Fc 受體不同細(xì)胞表面具有不同 Ig 的 Fc 受體,分別用 FcR、FcR、 FcR等來表示。當(dāng) Ig 與相應(yīng)抗原結(jié)合后,由于構(gòu)型的改變,其 Fc 段可與具有相應(yīng)受體的細(xì)胞結(jié)合。 IgE 抗體由 于其 Fc 段結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可在游離情況下與有相應(yīng)受體的細(xì)胞(如嗜堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞) 結(jié)合,稱為親細(xì)胞抗體( cytophilic antibody )。抗體與 Fc 受體結(jié)合可發(fā)揮不同的生物學(xué)作 用。1介導(dǎo) I型變態(tài)反應(yīng)變應(yīng)原 刺激機(jī)體產(chǎn)生的 IgE 可與嗜堿性粒細(xì)胞、 肥大細(xì)胞表面 IgE 高親
25、力受體細(xì)胞脫顆粒,釋放 組胺 ,合成由細(xì)胞 FcRI結(jié)合。當(dāng)相同的變應(yīng)原再次進(jìn)入機(jī) 體時, 可與已固定在細(xì)胞膜上的 IgE 結(jié)合,刺激細(xì)胞脫顆粒, 釋放組受,合成由細(xì)胞脂質(zhì)來 源的介質(zhì)如白三烯、 前列腺素 、血小板活化因子 等,引起 型變態(tài)反應(yīng) 。2調(diào)理 吞噬作用 調(diào)理作用(opsonization )是指抗體、補(bǔ)體 C3b 、C4b 等 調(diào)理素 (opsonin) 促進(jìn)吞噬細(xì)菌等 顆粒性 抗原。由于補(bǔ)體對熱不穩(wěn)定, 因此又稱為熱不穩(wěn)定調(diào)理素 ( heat-labile opsonin )。抗體又稱熱穩(wěn)定調(diào)理素( heat-stableopsonin )。補(bǔ)體與抗體同時發(fā)揮調(diào)理吞噬 作用,稱為
26、聯(lián)合調(diào)理作用。 中性粒細(xì)胞 、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞具有高親和力或低親和力的 Fc R(I CD64 )和 FcR( CD32 ),IgG 尤其是人 IgG1 和 IgG3 亞類對于調(diào)理吞噬起主 要作用。 嗜酸性粒細(xì)胞 具有親和力 FcR, IgE 與相應(yīng)抗原結(jié)合后可促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞的 吞噬作用??贵w的調(diào)理機(jī)制一般認(rèn)為是:抗體在抗原顆粒和 吞噬細(xì)胞 之間“搭橋 ”,從而加 強(qiáng)了吞噬細(xì)胞的吞噬作用; 抗體與相應(yīng)顆粒性抗原結(jié)合后, 改變抗原表面電荷, 降低吞噬細(xì)胞與抗原之間的靜電斥力;抗體可中和某些細(xì)菌表面的抗吞噬物質(zhì)如肺炎雙球菌 的 莢膜,使吞噬細(xì)胞易于吞噬;吞噬細(xì)胞 FcR 結(jié)合抗原抗體復(fù)合物,吞
27、噬細(xì)胞可被活化。圖 2-9 抗體的調(diào)理吞噬作用3發(fā)揮抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 當(dāng) IgG 抗體與帶有相應(yīng)抗原的 靶細(xì)胞 結(jié)合 后,可與有 FcR的中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK 細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞結(jié)合,發(fā)揮抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用( antibodydependentcell-mediated cytotoxicity,ADCC)。目前已知。 NK 細(xì)胞發(fā)揮 ADCC 效應(yīng)主要是通過其膜表面低親和力FcR( CD16 )所介導(dǎo)的, IgG 不僅起到連接靶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞的作用,同時還刺激 NK 細(xì)胞合成和分泌 腫瘤壞 死因子 和 干擾素 等細(xì)胞因子 ,并釋放顆粒, 溶解 靶細(xì)胞。嗜
28、酸性粒細(xì)胞發(fā)揮 ADCC 作用 是通過其 FcR和 FcR介導(dǎo)的,嗜酸性粒細(xì)胞可脫顆粒釋放堿性蛋白等,在殺傷寄生 蟲如蠕蟲 中發(fā)揮重要作用。圖 2-10 抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用( ADCC )此外,人 IgGFc 段能非特異地與 葡萄 菌 A 蛋白( staphylococcus proteinA,SPA) 結(jié)合, 應(yīng)用 SPA 可純化 IgG 等抗體,或代替第二抗體用于標(biāo)記技術(shù)。通過胎盤在人類, IgG 是唯一可通過胎盤從母體 轉(zhuǎn)移給胎兒的Ig。 IgG 能選擇性地與胎盤母體 一側(cè)的 滋養(yǎng)層 細(xì)胞結(jié)合,轉(zhuǎn)移到滋養(yǎng)層細(xì)胞的吞飲泡內(nèi),并主動外排到胎兒血 循環(huán)中。 IgG 的這種功能與 I
29、gGFc 片段結(jié)構(gòu)有關(guān), 如切除 Fc 段后所剩余的 Fab 并不能通過胎盤。 IgG 通 過胎盤的作用是一種重要的 自然被動免疫 ,對于新生兒抗 感染 有重要作用。免疫球蛋白分子的抗原性Ig 本身具有抗原性,將 Ig 作為 免疫原 免疫異種動物、同種異體或在自身體內(nèi)可引起不 同程度的 免疫性 。根據(jù) IgI 不同抗原決定簇存在的不同部位以及在異種、同種異體或自體中 產(chǎn)生免疫反應(yīng)的差別,可把 Ig 的抗原性分為同種型、同種異型和獨(dú)特型第三種不同抗原決 定簇。同種型( isotype )是指同一種屬內(nèi)所有個體共有的 Ig 抗原特異性的標(biāo)記,要異種體內(nèi) 可誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,換句話說,同種型抗原特
30、異性因種屬( specics )而異。同種型的 抗原性位于 CH 和 CLH ,同種型主要包括 Ig 的類、亞類,型和亞型。1免疫球蛋的類和亞類( classesand subclasses )(1)類:決定 Ig 不同類的抗原性差異存在于 H 鏈的恒定區(qū)( CH)。根據(jù) CH 抗原性的 差異(即氨基酸組成、排列、構(gòu)型、二硫鍵等不同) H 鏈可分為 、 、和 五類,不 同 H 鏈與 L 鏈組成完整 Ig 的分子別為 IgM 、IgA 、 IgD 和 IgE。在 基因水平上,不同類的 H 鏈恒定區(qū)的是由不同的恒定區(qū)基因片段所 編碼。不同類 Ig 在理化性質(zhì)及生物學(xué)功能上可有 較大差異。(2)亞類
31、:同一類 Ig 中由于鉸鏈區(qū)氨基酸組成和二硫鍵數(shù)目的差異,可分為不同的 亞類,亞類間抗原性的差異要小于不同類之間的差異。目前已發(fā)現(xiàn)人的 重鏈有 1和 2 兩個亞類,分別與 L 鏈組成 IgA1 和 IgA2 。重鏈有 4 個亞類,但命名為 IgG1 、IgG2a 、IgG2b 和 IgG3 。IgM 、IgD 和 IgG ,目前尚未發(fā)現(xiàn)存在不同的亞類。 Ig 不同亞類也是由不同的恒定 區(qū)基因片段編碼。2免疫球蛋白的型和亞型( typesand subtypes )(1 )型:決定 Ig 型的抗原性差異存在于 L 鏈的恒定區(qū)( CL ),根據(jù) CL 抗原性的差 異(氨基酸的組成、排列和構(gòu)型的不同
32、)分為 和 輕鏈之比約為 2: 1;而在小鼠, 97% 輕鏈為 型, 型只占 3%左右。(2)亞型:根據(jù) 輕鏈恒定區(qū)( C2 )個別氨基酸的差異又可分 1、2、 3和 4四 個亞型。 1和 2在 輕鏈 190 位氨基酸的分別為 亮氨酸 和精氨酸 , 3和 4在第 154 氨 基酸分別為某氨酸和 絲氨酸 。同種異型同種異型( allotype )是指同一種屬不同個體間的 Ig 分子抗原性的不同,在同種異體 間免疫可誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。 同種異型抗原性的差別往往只有一個或幾個氨基酸殘基的不同, 可 能是由于編碼 Ig 的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生點(diǎn) 突變所致,并被穩(wěn)定地遺傳下來,因此 Ig 同種異型可作 為一種遺傳標(biāo)
33、記( genetic markers ),這種標(biāo)記主要分布在 CH 和 CL 上。1鏈上的同種異型 1、 2和3 4重鏈上均存在有同種異型標(biāo)記,目前已發(fā)現(xiàn): Glma 、x、f、z;G2mn;G3mgl 、g5 、b0 、b1、b3、b4、b5、c3、c5、s、t、u、v;G4m4a 、 4b。共 20 種左右。其中 G 表示 鏈, 1、2、3 或 4 表示亞類 1、2、3和 4,m 代表標(biāo) 記( marker )。除 Glmf 和 z 位于 IgG1 分子的 C1區(qū)外,其余的 Gm 均位于 Fc 部位。一條 鏈可能 同時具有一個以上的 Gm 標(biāo)志, 如白種人常常在 1H鏈 C1區(qū)有 G1mz
34、,Fc 部位有 G1ma 。 由于人第 14 號 染色體 編碼四種 IgG 亞類的 C 區(qū)基因 C1、C2、C3和 C4是密切連鎖 的,因此 IgGH 鏈各亞類 Gm 標(biāo)記可作為間倍體( haplotype )遺傳給子代。2鏈上的同種異型 2H鏈已發(fā)現(xiàn)有 A2m1 和 A2m2 兩種。 A2m1 在 411 、428 、458 和 467 位氨酸上分別為 苯丙氨酸 、天冬氨酸 、亮氨酸、 纈氨酸 ; A2m2 則分別為蘇氨酸、 谷 氨酸 、 異亮氨酸 和丙氨酸。 1H鏈上尚未發(fā)現(xiàn)有同種異型存在。3 鏈上的同種異型目前只發(fā)現(xiàn) Em1 一種同種異型。4鏈上的同種異型舊稱為 Inv,現(xiàn)分為 Km1
35、、2 和 3。Km1 在 153 位和 191 位氨基酸 上分別為纈氨酸和亮氨酸, Km2 分別為丙氨酸和亮氨酸, Km3 分別為丙氨和纈氨酸。 輕 鏈上尚未發(fā)現(xiàn)有同種異型。獨(dú)特型獨(dú)特型( idiotype )為每一種特異性 IgV 區(qū)上的抗原特異性。不同抗體形成細(xì)胞克隆所 產(chǎn)生的 IgV 區(qū)具有與其客觀存在抗體 V 區(qū)不同的抗原性,這是由可變區(qū)中成其是超變區(qū)的 氨基酸組成、排列和構(gòu)型所決定的。 所以,在單一個體內(nèi)所存在的獨(dú)特型數(shù)量相當(dāng)大, 可達(dá) 107 以上。獨(dú)特型的抗原決定簇稱為獨(dú)特位(idiotope ),可在異種、同種異體以及自身體內(nèi)誘產(chǎn)生相應(yīng)在的抗體,稱為抗獨(dú)特型抗體( antiid
36、iotypicantibody,)I ,d 獨(dú)特型和抗獨(dú)型抗體可形成復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)中占有得要地位。表 2-1 人免疫球蛋白分子上抗原決定簇的 分類分類抗原性存在部位舉例同類CHIgM 、IgG 、 IgA、 IgD 、IgE種 型亞 類 型 亞 型CHCL CL()IgG1-4,IgA1 、2 、 1、2、3、4同種異型CH(1)(2)(3)(4)CH(2) CH() CL()G1ma(1) 、x(2) 、f(3) 、z(17)G2mn(23)G3mb1(5)、c3(6)、b5(10)、b0、(11)b3(13) 、b4(14) 、 s(15)、t(16)、g1(21)、c5(24) 、u(2
37、6) 、v(27) 、 g1(28) G4m4a(1) 、 4b(1)A2m1 、2Em1Km1 、2、 3獨(dú)特型VHVL極多注: 14同種異型的命名中, WHO1976 年建議采用阿拉數(shù)字代號,但目前許多專 業(yè)實(shí)驗(yàn)室仍沿用小寫英文字母, 在本表中將 鏈同種異型阿拉伯?dāng)?shù)字代號列于相應(yīng)英文字母 代號后的括號中免疫球蛋白分子的超家族應(yīng)用 DNA 序列分析和 X 晶體 衍射分析等研究表明,許多細(xì)胞膜表面和機(jī)體某些 蛋白 質(zhì)分子,其多肽鏈折疊方式與 Ig折疊相似,在 DNA水平和氨基酸序列上與 IgV區(qū)或 C區(qū) 有較高的同源性,它們可能從同一原始祖先基因( primodial ancestral ge
38、ne )經(jīng)復(fù)制 和突變 衍生而來。編碼這些多肽鏈的基因稱為免疫球蛋白基因超家族(immunoglobulin genesuperfamily ) ,這一基因超家族所編碼的產(chǎn)物稱為免疫球蛋白超家族(immunogloblinsuperfamily,IGSF )。免疫球蛋白超家族的組成由于細(xì)胞表面標(biāo)記、 單克隆抗體 以及 基因工程 研究的進(jìn)展,近年來發(fā)現(xiàn)屬于 IGSF 的 成員已達(dá)近百種,主要包括 T 細(xì)胞 、B 細(xì)胞抗原識別受體和信號 傳導(dǎo) 分子, MHC 及相關(guān) 分 子,Ig受體,某些細(xì)胞因子受體 ,神經(jīng)系統(tǒng) 功能相關(guān)分子,以及部分 白細(xì)胞分化抗原 (CD) (表 2-2 )。表 2-2 免疫
39、球蛋白超家族的組成(成員舉例)主要功能成員抗原 識別 受體 和信 號傳 導(dǎo)分 子IgH 鏈: 、和 鏈IgL 鏈:和 鏈SmIg 復(fù)合物成分: MG-1(Ig- ,CD79a)、B29(Ig-,CD79b) TCR:、和 鏈CD3 :、和 鏈MHC 及其 相關(guān) 分子MHC 類抗原: 鏈、2MMHC 類抗原: 、鏈 2M相關(guān)分子: CD1 、Qa 、 TL免疫 球蛋 白受 體PolyIgR(pIgR)IgG Fc 段受體: FcR(CD64 )、 FcR、 FcR( CD16 )Ige Fc 段受體: Fc RI 鏈IgE Fc 段受體: FcR細(xì)胞 因子 受體IL-1R ( CDw121a )
40、,IL-6R(CD126),M-CSFR(CD115),G-CSFR 、SCFR(CD117) ,PDGFR白細(xì) 胞分 化抗 原CD2,LFA-3(CD58),ICAM-1(CD54 ),ICAM-2(CD102 )、ICAM-3 (CD50),CD4,CD8、鏈,CD28,B7/BB1 (CD80 ), CD7 , CD22 , CD33 ,CD48 ,CEA(CD66e ),Thy-1(CDw90),PECAM-1(CD31),VCAM-1(CD106)免疫球蛋白超家族的特點(diǎn)1IGSF 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) IGSF 的成員均含有 1 7 個 Ig 樣功能區(qū), 第個 Ig 樣功能區(qū)約含 100(70
41、110)個氨基酸殘基,功能區(qū)的二級結(jié)構(gòu)是由35 個股反平行 折疊股各自形成兩個平行 片層的平面( anti- paralle -pleated sheet ),每個反平行 折疊股由 5 10 個 氨基酸基組成, 片層內(nèi)側(cè)的疏水性氨基酸起到穩(wěn)定 Ig 折疊的作用,大多數(shù)功能區(qū)內(nèi)有一 個二硫鍵,垂直連接兩個 片層,形成二硫鍵的兩個半胱氨酸間有 55 75 個氨基酸殘基, 使之成為一個球形結(jié)構(gòu),肽鏈的這種折疊方式稱為免疫球蛋折疊( Ig fold )。根據(jù) IGSF 功能區(qū)中 Ig 折疊方式、兩個半胱氨酸之間氨基酸殘基的數(shù)目以及與 IgV 區(qū) 或 C 區(qū)同源性的程度, IGSF 功能區(qū)可分為 V 組
42、、 C1 組和 C2 組。圖 2-11 人 Ig 輕鏈( )多肽折疊示意圖(1)V 組:V 組功能區(qū)的兩個半胱氨酸之間含6575 個氨基酸殘基,有 9 個反平行折疊股,如 IgH 鏈和 L 鏈 V 區(qū), TCR 、鏈 V 區(qū), CD4v 區(qū), CD8 、 鏈 V 區(qū), Thy-1,pIgR 和分泌成分( SC)N 端四個功能區(qū), CEAN 端第一個功能區(qū), PDGFR 靠近胞 膜的功能區(qū)等。(2)C1 組:又稱 C 組。C1 組功能區(qū)二個半胱氨酸之間約含 5060 個氨基酸殘基, 有 7 個 折疊股,如 IgH 鏈和 L 鏈 C 區(qū)( 、和 鏈的 CH1 CH3 或 和 鏈的 CH1 CH4
43、),TCR 、鏈 C 區(qū),MHc 類分子重鏈 3功能區(qū), 2M,MHC 類分子 2 和 2功能區(qū), CD1 、 Qa 和 TL 靠近胞膜功能區(qū)等。(3)C2 組:又稱 H 組。C2 組功能區(qū)的氨基酸排列的順序類似V 組,但形成二硫鍵的兩個半胱氨酸之間所含氨基酸殘基數(shù)約為50 60 ,有 7個 折疊股, 這種結(jié)構(gòu)介于 V 組和 C1 組之間, 如 CD3 、和 鏈,CD2 和 LFA-3(CD58 ),pIgR 靠近胞膜功能區(qū), FcR 、 FcR、 FcR、 FcR鏈、 FcR,ICAM-1 ,CEA 第 2至 7 個功能區(qū), IL-6R 、 M-CSFR 、G-CSFR 、SCFR 。PDG
44、FR 第 1 至 4 功能區(qū),以及 N-CAM 、 CD22 、 CD48 分 子等。2 IGSF 功能特點(diǎn) IGSF 的功能是以識別為基礎(chǔ),因此又稱為識別球蛋白超家族 ( cognoglobulinsuperfamily )。 IGSF 很可能最起源于原始的具有粘功能的基因,通過復(fù)制 和突變衍生形成了識別抗原、細(xì)胞因子受體、 IgFc 段受體、細(xì)胞間粘 附分 子以及病毒受體 等不同的功能區(qū)。 IGSF 識別的基本方式有以下幾種。(1 )IGSF 和 IGSF 相互識別:同嗜性相互作用 (heterophilicinteraction )如相同 神 經(jīng)細(xì)胞 粘附分子( N-CAM )之間的相互
45、識別, 血小板內(nèi)皮 細(xì)胞粘附分子 -1(PECAM-1 ,CD31 ) 的相互識別;異嗜性相互作用(heterophilic interaction ),如 CD2 與 LFA-3 , CD4 與MHC 類分子的單態(tài)部分 (2和 2),CD8 與 MHC 類分子的單態(tài)部分 (3),poly IgR 與多聚 Ig,Fc R (CD64) 、FcR (CD32) 、FcR(CD16 )與 IgG Fc 段, FcR與 Ige Fc 段, FcR(CD89 )與 IgA Fc 段, CD28 與 B7/BB1 ( CD80 )等之間的相互識別。圖 2-12 免疫球蛋白超家族 V 組、 C1 組和 C
46、2 組結(jié)構(gòu)模式圖(2)IGSF 和結(jié)合素( integrin )相互識別:如 ICAM-1 ( CD54 )、 ICAM-2 ( CD102 ) 與 LFA-1 (CD11a/CD18 ), VCAM-1 (CD106 )與 VLA-4 (CD49d/CD29 )之間的相互作 用。(3)IGSF 和其它分子的相互識別:包括 TCR 識別 MHC 類或類分子與抗原復(fù)合 物,細(xì)胞因子受體識細(xì)胞因子等。各類免疫球蛋白的生物學(xué)活性不同 Ig 其合成部位、合成時間、血清含量、分布、 半衰期 以及生物學(xué)活性有所差別。IgGIgG 主要由脾、 淋巴結(jié) 中的漿細(xì)胞合成和分泌,以單體形式存在。在 個體發(fā)育 過程
47、中 機(jī)體合成 IgG 的年齡要晚于 IgM ,在出生后第 3 個月開始合成, 35歲接近成年人水平。 IgG 是血清中主要的抗體成分,約占血清總Ig 的 75% 。根據(jù) IgG 分子中 鏈抗原性差異,人 IgG 有4 個亞類: IgG1 、 IgG2 、 IgG3 和 IgG4 (小鼠 4個亞類是 IgG1 、IgG2a 、IgG2b 和 IgG3 )。其中 IgG33鉸鏈區(qū)含有 62 個氨基酸殘基,具有 4 個重復(fù) 1鉸鏈區(qū)( 15 個氨 基酸殘基)的串連結(jié)構(gòu),重鏈間二硫鍵數(shù)量多,約 10 15 個,因此易被蛋白酶裂解,半衰 期也較短。不同 IgG 亞類的生物學(xué)活性有所差異(表 2-3 )。
48、IgG 的半衰期相對較長,約為 2030 天。IgG 可通過經(jīng)典途徑活化補(bǔ)體,其固定補(bǔ)體的能力依次是 IgG3 IgG1 IgG2,在小鼠為 IgG2b IgG2a IgG3 ,人的 IgG4 和小鼠的 IgG1 無固定補(bǔ)體的能力。 IgG 是唯 一能通過胎盤的 Ig,在 自然被動免疫 中起重要作用。此外 IgG 還具有調(diào)理吞噬、 ADCC 和 結(jié)合 SPA 等作用。由于 IgG 上述特點(diǎn), IgG 在機(jī)體免疫防護(hù)中起著主要的作用,大多數(shù)抗 菌、抗病毒、抗毒素抗體都屬于 IgG 類抗體。應(yīng)用對 麻疹 、甲型肝炎 等有免疫力的 產(chǎn)婦或 正常人丙種或 胎盤球蛋白 可進(jìn)行 人工被動免疫 ,能有郊地預(yù)
49、防相應(yīng)的傳染性疾病。 不少 自身 抗體如抗甲狀腺球蛋白抗體 、系統(tǒng)性紅斑狼瘡 的LE因子(抗核抗體)以及引起 型變態(tài)反 應(yīng)免疫復(fù)合物 中的抗體 大都 也屬于 IgG。表 2-3 人 IgG 不同亞類理化性質(zhì)和生物學(xué)特 性比 較IgAIgA 主要由粘膜相關(guān) 淋巴 樣組織產(chǎn)生, 其中大部分是由胃腸淋巴樣組織所合成, 少部分 由呼吸道、 唾液腺和生殖道粘膜組織合成。 哺乳期產(chǎn)婦腺組織含有大量 IgA 產(chǎn)生細(xì)胞, 這些 細(xì)胞主要來自胃腸。 在人類,還有少量的 IgA 來自骨髓。人出生后 46 月開始合成 IgA ,4 12 歲血清中含量達(dá)成人水平, 血清型 IgA 總 Ig 的 10% 左右,半衰期約
50、 56 天。IgA 有 IgA1 和 IgA2 兩個亞類。 IgA1 主要存在于血清中, 約占血清中 IgA 的 85% ,1鏈分子量為 56kD ; IgA2 主要存在于外分泌液中, 少部分以血清型 IgA 存在,約占血清中 IgA 的 15% ,2鏈缺 乏鉸鏈區(qū),分子量為 52kD 。血清中的 IgA 除單體形式外還有由 J 鏈共價相連的二聚體或三 聚體等形式。分泌型 IgA 是由 J 連接的雙體和分泌成分所組成,主要存在于 初乳 、唾液 、淚 液、胃腸液、支氣管分泌等外分泌液中, 是粘膜局部免疫的最重要因素,分泌型 IgA 通過與 相應(yīng)的病原微生物 (如脊髓灰質(zhì)炎病毒 )結(jié)合,阻抑其 吸
51、附到易感細(xì)胞上, 分泌型 IgA 還可 中和毒素如 霍亂弧菌 毒素和大腸桿毒素等。 新生兒易患呼吸道、 胃腸道感染可能與 IgA 合成 不足有關(guān)。 慢性支氣管炎 發(fā)作與分泌型 IgA 的減少也有一定關(guān)系。 產(chǎn)婦可通過初乳將分泌型 IgA 傳遞給 嬰兒 ,這也是一種重要的自然被動免疫。嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞 表達(dá) FcR,血清型單體 IgA 可介導(dǎo)調(diào)理吞噬和 ADCC 作用。此外,分泌型 IgA 具有免疫排 除( immune exclusion )功能, 即分泌型 IgA 結(jié)合飲 食中 大量的可溶性抗原以及腸道 正常菌 群或病原 微生物 所釋放的 熱原 物質(zhì),防止它們進(jìn)入血液。Ig
52、M血清中 IgM 是由 5個單體通過一個 J鏈和二硫鍵連接成五聚體, 分子量最大,為 970kD , 沉降系數(shù) 為 19S ,稱為 巨球蛋白 ( macroglobulin )。在分子結(jié)構(gòu)上 IgM 無鉸鏈區(qū), C2可 能替代了鉸鏈區(qū)的功能。在生物 進(jìn)化 過程中 IgM 是最早出現(xiàn)的免疫球蛋白,如 八目鰻 可產(chǎn) 生 IgM 。在個體 發(fā)育 過程中,無論是 B 細(xì)胞膜表面 Ig( SmIg ),還是合成分泌到血清中的 Ig,IgM 都是最早出現(xiàn)的 Ig,在 胚胎發(fā)育 晚期的胎兒即有能力產(chǎn)生 IgM。在抗原刺激誘導(dǎo)體 液免疫應(yīng)答過程中,一般 IgM 也最先產(chǎn)生。 IgM 占血清總 Ig 的 5%
53、10% 。由于 IgM 在免 疫應(yīng)答早期產(chǎn)生,并在補(bǔ)體參與下的 溶血作用比 IgG 強(qiáng) 500 倍以上,而且活化補(bǔ)體后通過 C3B 、C4b 等片段發(fā)揮調(diào)理作用,因此 IgM 在機(jī)體的早期免疫防護(hù)中占有重要地位。天然 的血型抗體 (凝集素) 為 IgM ,血型不符的 輸血 ,易發(fā)生嚴(yán)重的 溶血反應(yīng) 。IgM 不能過胎盤, 臍血 中如出現(xiàn)針對某種病原微生物的 IgM ,表示胚胎 期有相應(yīng)病原微生物如 梅毒螺旋體 、風(fēng) 疹或巨細(xì)胞毒等感染,稱為胚胎感染或垂直感染。正常人血清中也含有產(chǎn)量單體IgM 。膜表面 IgM 是 B 細(xì)胞識別抗原受體中一種主要的SmIg 。成熟 B 細(xì)胞有 SmIgD ,在正
54、常人 B 細(xì)胞庫( Bcell repretorire )中 SmIgM+B 細(xì)胞約占 80% 。在 記憶 B 細(xì)胞中 SmIgM 逐漸消失,被 SmIgG 、 SmIgA 或 SmIgE 所替代。IgDIgD 于 1995 年從人骨髓瘤蛋白中發(fā)現(xiàn), 分子量為 175kD ,主要由 扁桃體 、脾等處漿細(xì) 胞產(chǎn)生,人血清中 IgD 濃度為 340g/ml,不到血清總 Ig 的 1% ,在個體發(fā)育中合成較晚。 IgD 鉸鏈區(qū)很長,且對蛋白酶水解敏感,因此 IgD 半衰期很短,僅 2.8 天。血清中 IgD 確切 的免疫功能尚不清楚。在 B 細(xì)胞分化 到成熟 B 細(xì)胞階段,除了表達(dá) SmIgD ,抗
55、原刺激后表 現(xiàn)為 免疫耐受 。成熟 B 細(xì)胞活化后或者活化后或者變成記憶 B 細(xì)胞時, SmIgD 逐漸消失。IgEIgE 是 1966 年發(fā)現(xiàn)的一類 Ig ,分子量為 188kD ,血清中含量極低,僅占血清總 Ig 的 0.002% ,在個體發(fā)育中合成較晚。 鏈有 4 個 CH (C1C4),無鉸鏈區(qū),含有較多的 半胱氨酸和甲硫氨酸。對熱敏感, 56、 30 分鐘可使 IgE 喪失生物學(xué)活性。 IgE 主要由鼻 咽部、 扁桃體、支 氣管、胃腸等粘膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生,這些部位常是變應(yīng)原入侵和I 型變態(tài)反應(yīng)發(fā)生的場所。 IgE 為親細(xì)胞抗體, C2和 C3功能區(qū)可與嗜堿性粒細(xì)胞、 肥大細(xì)胞 膜
56、上高親和力 FcR結(jié)合。變應(yīng)原再次進(jìn)入機(jī)體與已固定在嗜堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞上 IgE結(jié)合,可引起型變態(tài)反應(yīng)。寄生蟲感染或 過敏反應(yīng)發(fā)作時,局部的外分泌液和血清中 IgE 水平都明顯升高。表 2-4 人各類免疫球蛋白主要的理化特性和生物學(xué)特性比較IgGIgAIgMIgDIgE重鏈名稱重鏈功能區(qū)數(shù) 目4(V 、 C1、C2、 C 3)4(V 、 C1、 C2、C3)5(C、C1、 C2、C3、 C4)4 (V、 C1、 C2、 C3)5 (V、 C1、 C2、 C3、 C4)主要存在形式單體單體、雙體五聚體單體單體MW(Kd)146 170160,400970175188平均含碳水化 合物(%)4
57、10121812成人血清濃度 (mg/dl SD )1150300210501500.340.002占血清總 Ig%75105101IgGIgG2)替代途徑活化 補(bǔ)體*+?+結(jié)合吞噬細(xì)胞+( IgG3 IgG1)+(嗜酸 性粒細(xì) 胞)結(jié)合肥大細(xì)胞 和嗜堿性粒細(xì) 胞+結(jié)合 SPA+半衰期(天)2023 (IgG3)為 785.85.12.82.5合成部位脾、淋觀點(diǎn)結(jié)漿細(xì)胞粘膜相關(guān) 淋巴樣組 織脾、淋巴結(jié)、 漿細(xì)胞扁桃體、 脾漿細(xì)胞粘膜固 有層漿 細(xì)胞開始合成時間生后 3月46 月胚胎后期較晚較晚達(dá)成人水平時35 歲412 歲6 月1 歲較晚較晚間通過胎盤+免疫作用抗菌、抗病 毒、抗毒素, 自身抗
58、體粘膜局部 免疫作用, 抗菌、抗病 毒,免疫排 除功能早期防御作 用,溶菌,溶 血,SmIgM , 天然血型抗 體,類風(fēng)濕因 子SmIgM+SmIgD+ 正應(yīng)答抗寄生 蟲感染 I 型超敏 反應(yīng)*聚合的 Ig免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)和抗體多樣性Ig 分子是由三個不連鎖的 Ig、Ig和 IgH 基因所編碼。 Ig、Ig和 IgH 基因定位于不 同的染色體上 (表 2-5 )。編碼一條 Ig 多肽鏈的基因是由在胚系中多個分隔的 DNA 片段(基 因片段)經(jīng)重排而形成的。 1965 年 Dreyer 和 Bennet 首先提出 假說 ,認(rèn)為 Ig 的 V 區(qū)和 C 區(qū)是由分隔存在的基因所編碼,在 淋巴細(xì)胞
59、 發(fā)育過程中這兩個基因發(fā)生易位而重排在一起。 1976 年日本學(xué)者利根川進(jìn)應(yīng)用 DNA 重組 技術(shù)證實(shí)了這一假說。 利根川進(jìn)由此獲得 1987 年 醫(yī)學(xué) 和生理學(xué)諾貝爾獎 。表 2-5 免疫球蛋白基因定位編碼多肽鏈基因符號(人)基因染色體定位人 小鼠輕鏈Ig 26輕鏈Ig 2216重鏈IgH1412Ig 重鏈基因的結(jié)構(gòu)和重排(一)重鍵 V 區(qū)基因H鏈 V 區(qū)是由 V、D、J 三種基因片段經(jīng)重排后組成。1 H 鏈 V 區(qū)基因組成(1)V基因片段:小鼠 VH 基因段約為 250 1000 ,人的 VH 基因片段約為 100。V 基因片段編碼 VH 的信號序列 和V 區(qū)靠 N 端 98 個氨基酸殘基
60、,包括 CDR1 和 CDR2。(2)D 基因片段: D 是指多樣性( diversity )。D 基因片段僅存在于 H 鏈,不存在于 L 鏈。小鼠 DH 共有 12 個片段, 人的 DH 片段的數(shù)目還不完全清楚, 可能有 10 20 個左右。 D 片段編碼 H 鏈 CDR3 中大部分氨基酸殘基。(3)J 基因片段: J 是連接( joining )的意思。 JH 連接 V 基因片段和 C 基因片段。 小鼠 JH 有 4 個,人有 9 個 JH 片段,其中 6 個是有功能的。 J 基因片段編碼 CDR3 的其余 部分氨基酸殘基和第 4 個骨架區(qū)。2H 鏈 V 區(qū)基因的移位 首先發(fā)生 D 與 J
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