(47)-第3章第1節(jié)免疫球蛋白

第三章免疫分子第一節(jié)免疫球蛋白一、免疫球蛋白的概念、結構與生物學功能.免疫球蛋白的概念抗體(antibody,Ab):是B細胞受抗原刺激后增殖分化為漿細胞，由漿細胞產生的球蛋白，通過與相應抗原發(fā)生特異性結合而介導體液免疫效應。免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)：是具有抗體活性或沒有抗體活性，但化學結構與抗體相似的球蛋白?？贵w是側重生物學功能的概念，Ig是側重化學結構的概念。Ab=IgIg#Ab免疫球蛋白有兩種存在形式：分泌型Ig:主要存在于血液和組織液中，有抗體的功能；膜型Ig：構成B細胞的抗原受體。.免疫球蛋白的結構免疫球蛋白單體是由兩條完全相同的長肽鏈和兩條完全相同的短肽鏈通過鏈間二硫鍵連接而形成的“Y”字形四肽鏈結構。(1)重鏈和輕鏈免疫球蛋白的四肽鏈結構中，兩條完全相同的長肽鏈稱重鏈(heavychain,H鏈)，兩條完全相同的短肽鏈稱輕鏈(lightchain,L鏈)。1)重鏈：免疫球蛋白重鏈分子量比較大，由450?550個氨基酸殘基組成。根據(jù)重鏈類型不同可將Ig分為五類，即IgM、IgG、IgA、IgD和IgE；2)輕鏈：免疫球蛋白輕鏈分子量比較小，由214個氨基酸殘基組成。在Ig分子的肽鏈中存在一些有特定功能的球形結構域，稱之為功能區(qū)。(2)可變區(qū)、恒定區(qū)和錢鏈區(qū)1)可變區(qū)：在坨的H鏈和L鏈近N端約110個氨基酸殘基的區(qū)域內，其氨基酸序列變化較大，稱可變區(qū)(variableregion,V區(qū))。重鏈和輕鏈的V區(qū)分別以VH、VL表示?？勺儏^(qū)內的重鏈和輕鏈各含三個氨基酸序列變化非常大的區(qū)域，稱為高變區(qū)(hypervariableregion,HVR)。該區(qū)即為與抗原表位互補結合的部位，又稱互補決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)。2)恒定區(qū)：Ig近C端L鏈的1/2及H鏈的3/4或4/5區(qū)域內，氨基酸序列相對穩(wěn)定，稱恒定區(qū)(constantregion,C區(qū)))。重鏈和輕鏈的C區(qū)分別以CH和CL表示。不同類Ig重鏈CH區(qū)長度不一，其中IgG、IgA、IgD有CHI、CH2、CH3三個功能區(qū)，而IgM、IgE還有CH4功能區(qū)。CH2功能區(qū)是Ig結合補體的部位;CH3或CH4功能區(qū)(包括CH3或CH4功能區(qū)的Ig恒定區(qū)的部位，F(xiàn)c段)是Ig與具有Ig恒定區(qū)末端受體(Fc受體)細胞結合的部位。3)錢鏈區(qū)一些Ig的CH1與CH2功能區(qū)之間的區(qū)域富含脯氨酸，具有良好的延展性，稱為較鏈區(qū)(hingeregion)。較鏈區(qū)存在的意義是：①使Ig容易發(fā)生變構，有利于其V區(qū)與抗原表位的結合；②通過Ig的變構可暴露/隱蔽結合補體的位點從而控制補體激活；③錢鏈區(qū)也多種蛋白酶水解Ig的敏感區(qū)。.免疫球蛋白的生物學功能免疫球蛋白的功能與其分子結構密切相關。（1）可變區(qū)的功能：中和作用免疫球蛋白可變區(qū)最主要的功能是特異性識別、結合抗原。IgV區(qū)與抗原結合后，介導多種生物學效應。比如：中和細菌外毒素，阻止病毒吸附穿入易感細胞，抑制細菌黏附宿主細胞等。（2）恒定區(qū)的功能1）激活補體免疫球蛋白可變區(qū)與相應抗原特異性結合后，分子構型發(fā)生變化，導致恒定區(qū)CH2功能區(qū)中的補體結合位點暴露，進一步活化補體，使補體發(fā)揮溶菌、溶細胞等生物學作用。2）結合具有Fc受體（FcR）細胞介導的生物學效應免疫球蛋白通過Fc段與細胞膜上相應受體（Fc受體）結合，可以介導以下5個方面的免疫效應。1）調理作用：IgG的可變區(qū)與細菌等顆粒性抗原結合，其IgFc段與吞噬細胞表面的相應受體（FcR）結合，促進吞噬細胞對細菌等顆粒性抗原的吞噬功能，此即抗體的調理作用。2）ADCC：即抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用。當IgG的可變區(qū)與具有相應抗原的靶細胞（比如：腫瘤細胞）結合后，當IgGFc段可與效應細胞（如NK細胞）的FcR結合，促進效應細胞釋放細胞毒物質，導致靶細胞死亡。3）介導I型超敏反應：IgE的Fc段可與肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的相應受體結合，進一步介導I型超敏反應。4）穿過胎盤和黏膜IgG的Fc段和胎盤母體一側滋養(yǎng)層細胞膜表面的Fc受體結合,促使IgG轉移到滋養(yǎng)層細胞內，進入胎兒血循環(huán)，形成自然被動免疫。通過胎盤獲得的IgG在胎兒及新生兒期抗感染免疫中發(fā)揮重要的作用。5）免疫調節(jié)作用游離抗體還可以通過其Fc段，結合至T、B細胞表面的Fc受體,反饋性調節(jié)T、B細胞的活化。第一節(jié)免疫球蛋白二、5類免疫球蛋白的特性及醫(yī)學意義IgG(1)合成與分布特點IgG于新生兒出生后3個月開始合成，3?5歲接近成人水平。IgG幾乎分布于全身各組織及體液(包括腦脊液)中。?血清中含量最高的?血清中含量最高的Igo占血清總Ig的75%?80%。OlgG半壽期長。約20?23天。丙種球蛋白預防麻疹時,一次注射預防效果通常為2?4周。?為再次免疫應答的主要抗體。(2)生物學作用1)抗感染作用：IgG是抗感染的主要抗體，大多數(shù)抗菌、抗病毒抗體和抗毒素都為IgG類。丙種球蛋白、胎盤球蛋白的主要組分是IgG。2)可以通過胎盤：IgG是唯一能通過胎盤的Ig,對新生兒抗感染起重要作用。3)調理作用及ADCC效應IgGFc段與細胞表面的相應受體結合，從而發(fā)揮調理作用及ADCC效應。4)激活補體：IgGCH2功能區(qū)結合補體，可以介導補體的活化。5)參與某些自身免疫性疾病與超敏反應：某些自身抗體，比如：系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的抗核抗體屬IgGoIgM(1)合成與分布特點合成早IgM是個體發(fā)育過程中最早合成和分泌的抗體。在胚胎發(fā)育晚期的胎兒即能產生IgM,故臍帶血IgM增高提示胎兒有宮內感染(如風疹病毒或巨細胞病毒等感染)。特異性體液免疫應答中，IgM特異性體液免疫應答中，IgM也是最先產生的抗體。血清IgM水平檢測可以輔助感染疾病的早期診斷。比如：檢測抗HAVIgM,輔助HAV感染的早期診斷。分布:分泌型IgM：主要分布于血液中。占血清Ig總量的5%-10%□分泌型IgM是五聚體,在五類Ig中分子量最大，又稱巨球蛋白。膜型IgM(mlgM)：以單體形式存在，作為BCR的一種類型表達于B細胞表面。(3)生物學作用1)抗感染作用：IgM是初次體液免疫應答早期階段產生的主要Ig,在早期免疫防御中具有重要作用。1蒯是高效能的抗微生物抗體,其殺菌、溶菌、溶血、促吞噬以及凝集作用比IgG高500—1000倍。是血管內抗感染的主要抗體。IgM的抗原結合能力很強，IgM多為五聚體，具有10個抗原結合位點，理論抗原結合價為10價，但實際上空間位阻導致其變形能力下降，表現(xiàn)為5價。2)激活補體：IgMCH2功能區(qū)結合補體，可以介導補體的活化。IgM五聚體因其帶有5個Fc段，能高效激活補體。3)參與某些自身免疫性疾病與超敏反應：如：引起類風濕關節(jié)炎的風濕因子屬于IgMIgA(1)血清型IgA：分布于血清中，大多(85%)為單體。血清型IgA具有抗菌、抗毒素、抗病毒作用。(2)分泌型IgA(SIgA)：SIgA是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等黏膜固有層中的漿細胞合成。SIgA是二聚體。SIgA主要存在于唾液、淚液、初乳、胃腸液和支氣管的分泌液中，可發(fā)揮黏膜局部免疫作用，局部抗體：對呼吸道、消化道等黏膜有重要的保護作用。新生兒可從母乳中獲得SIgA,能防止胃腸道感染。SIgA合成功能低下的機體易患呼吸道或消化道感染。IgDIgD主要分布于正常人血清和B細胞表面。。正常人血清IgD濃度很低。血清IgD的功能尚不清楚OB細胞表面的mlgD可作為B細胞分化發(fā)育成熟的標志，成熟B細胞可同時表達mlgM和mlgDo未成熟B細胞僅表達mlgMoIgE(1)分布：IgE主要由呼吸道和消化道黏膜固有層中的漿細胞產生。正常人IgE血清中含量極微(僅占血清總Ig的0.002%),且含量較穩(wěn)