结构
重链轻链
抗体分子由两个相同的分子组成重链和两个相同的轻链,从而产生抗体二antigen-binding网站.二硫键将重链和轻链结合在一起(图1)。此外,重链和轻链由几个氨基酸序列组成;每一个都对应一个蛋白质结构域。蛋白质结构域是抗体的功能单位,对应于蛋白质结构的离散折叠区域。因此,它们与抗体工程相关(见下面的“单克隆抗体”)。每条轻链有两个域(一个变量和一个常数),每条重链有四个域(一个变量和三个常数)。
重链有五种类型:μ (米u)、γ(Gamma),α(一个lpha),ε(E)及δ (Delta),分别为IgM、IgG、IgA、IgE和IgD。
轻链有两种类型:κ (kappa)和λ (lambda)。每个抗体可以有两个κ或两个λ锁链,但不是一个一个。κ和λ的比值是2:1。然而,这两种类型之间没有功能上的区别。
Fc和Fab区域
每个抗体含有两个变量的地区和一个恒定区.
的工厂区域(片段抗原结合)含有变量域轻的和重的锁链。变量域组成变量的地区使抗体具有抗原特异性。因此,这些地区不同之间的抗体。每个Fab区域也包含两个常数域;一个来自重链部分,一个来自轻链部分。
的Fc地区(碎片可结晶)由两种结构域的剩余常数组成重链.Fc区域与不同的免疫细胞相互作用并介导各种功能。例如,调理作用(见下文)。
的恒定区涉及来自Fab和Fc部件的常数域。的重链恒定结构域决定了抗体的种类相同所有同类型的抗体。
IgA和IgG抗体也有铰链区,铰链区是位于重链中部的柔性氨基酸链。
分类
抗体是根据重链类型,由14号染色体上的一个基因编码。不同的类型有IgG、IgA、IgM、IgD和IgE;在下行血清中丰度的顺序。
免疫球蛋白
免疫球蛋白是最丰富的抗体类。它存在于成熟b细胞的表面和血清中。有四个子类:IgG1、IgG2、IgG3和IgG4;按血清浓度排序。免疫球蛋白是只有抗体能穿过胎盘因此,它将被动免疫从母亲转移到胎儿。因此,新生儿在出生后的头3-6个月里具有较高的IgG浓度。
IgA
IgA是最常见的抗体分泌物,如唾液和粘液。有两个子类,IgA1和IgA2。IgA形成二聚体,其中连接链连接2个y型分子,使其总共有4个抗原结合位点。IgA抗体抵抗酶解,主要作用是中和抗体.母乳和初乳含有高水平的IgA, IgA覆盖在空气消化道;保护母乳喂养的婴儿免受感染。
在成人中,IgA在粘膜表面预防致病入侵。固有层的浆细胞产生过量的聚合IgA,然后通过内吞作用穿过上皮层,在管腔侧分泌。IgA通过与病原体或毒素上的配体结合来中和病原体并阻止它们附着在上皮受体上。IgA分子还可以交联多价抗原或病原体,形成抗原-抗体复合物,然后这些复合物被困在黏液层中,通过蠕动被清除。
IgM
IgM抗体以单体形式在b细胞表面表达,以五音步形式分泌。一个五步格诗五个抗体用连接链连接的十antigen-binding网站。它是在胎儿发育过程中产生的第一种免疫球蛋白,也是b细胞为对抗新感染而产生的第一种免疫球蛋白。IgM具有高亲和性,即抗体-抗原复合物较强,但亲和力较低,因此单个表位与抗体相互作用的强度较弱。
IgD
IgD存在于b细胞表面。它在b细胞和抗体的产生中发挥作用。所有原始B细胞都表达IgD和IgM。
IgE
IgE主要在肥大细胞中发现,但在血液和细胞外液中也有低水平的IgE。它与过敏有关,尤其是I型过敏反应,包括特应性疾病(如哮喘和皮炎)和过敏反应。它会触发肥大细胞和嗜碱性细胞释放组胺。IgE也是身体对寄生虫感染的反应的一部分。
函数
的Fc地区结合不同的免疫细胞受体(例如on吞噬细胞),并调节各种效应函数。
Opsonisation
抗体(主要是IgG1和IgG3)可作为调理素通过与病原体结合,这使得识别吞噬细胞。然后吞噬细胞通过它们的Fc受体与抗体结合并启动吞噬作用.
中和
抗体可以防止病原体通过阻断细菌或病毒细胞表面的不同部分来接近细胞。因此,这中和了某些病毒和细菌毒素。中和抗体必须具有高亲和力才能有效;IgG和IgA抗体效果最好。
![说明抗体的中和过程。](http://www.knowledge411.com/wp-content/uploads/2020/11/Neutralisation-by-antibodies-300x196.png)
图4- 1A)病原体可以直接与体细胞结合并造成伤害;1B)抗体可以与病原体结合并阻止这一过程;2A)病原体可以释放分子,比如毒素,这会造成伤害;抗体可以识别这些分子并中和它们的影响。
补体的激活
经典的补充当IgM或IgG抗体与微生物表面结合时,途径可被激活。这就会释放C3b,它是一种opsonin,以及其他组成膜攻击的补体成分复杂。MAC在病原体的质膜上穿孔,导致细胞裂解和死亡。
免疫复合物
多种抗原和抗体的结合可以形成免疫复合物。复杂的形成限制了抗原的扩散能力,使吞噬细胞更容易通过吞噬找到并摄取病原体。
锁定细胞介导细胞毒性
抗体结合并调理靶细胞。自然杀伤细胞然后识别抗体的Fc部分,释放细胞毒性颗粒(穿孔素和颗粒酶)到靶细胞,触发细胞凋亡。它们也释放干扰素,吸引吞噬细胞.
临床意义
自身抗体
自身抗体是对抗身体自身抗原的抗体。当免疫系统无法区分自我和非自我时,它们就会出现。虽然健康的人可能有自身抗体,但它们可以指示或导致自身免疫性疾病在一些个人。例如桥本氏病中抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPO抗体)。以下是自身免疫性疾病的其他常见例子。
自身抗体 | 抗体的目标 | 疾病 |
类风湿因子(RF) | IgG的Fc部分 | 类风湿性关节炎 |
抗甲状腺激素受体抗体 | 甲状腺促甲状腺激素受体 | 甲状腺机能亢进 |
抗组织转谷氨酰胺酶抗体(anti-tTG) | 组织转谷氨酰胺酶酶 | 腹腔疾病 |
单克隆抗体
单克隆抗体是人造分子被设计成抗体的在癌症治疗中,单克隆抗体可以结合癌症特异性抗原,随后诱导针对癌细胞的免疫反应。例如,曲妥珠单抗(又名Herceptin)用于HER2受体阳性乳腺癌。单克隆抗体也可以治疗自身免疫性疾病.例如,英夫利昔单抗是一种有效的治疗炎症性肠病和类风湿关节炎的药物。它通过结合和中和TNF-α起作用。