第五节免疫球蛋白

第五节免疫球蛋白
一■、基本概念
免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig)是指具有抗体活性并具有抗体化学结构的球蛋白。免 疫球蛋白和抗体(antibody, Ab)是同一概念，只是描述的角度不同。免疫球蛋白可分为分泌型 (secreted Ig，slg)和膜型（membrane Ig，mlg)。前者主要存在于血液及组织液中，后者构成B 细胞膜上的抗原受体(BCR)。
抗体是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产 生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中，通过与相应抗原特异性结合，发挥体液免疫功能。
二、免疫球蛋白的结构
(―)免疫球蛋白的基本结构
Ig单体分子由两条相同的重链和两条相同的轻链借链间二硫键连接组成。重链(H)近氨 基端1/4或1/5区域内、轻链(L)近氨基端1/2区域内的氨基酸序列多变，称为可变区(V区）。 而重链和轻链靠近C端区域的氨基酸序列相对稳定，称为恒定区（C区）。重链可变区（VH) 和轻链可变区(VL)各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区(hypervariable region, HVR) 或互补决定区 （complementarity determining region, CDR) ， 分别被称为 CDR1XDR2和CDR3,其中CDR3的变化程度更高些。VH和VL的6个CDR区共同组成 抗体分子的抗原结合部位，决定着抗体的特异性，并负责识别及结合抗原。
(二）免疫球蛋白的功能区
Ig的多肽链分子通过反复折叠可形成若干各具有不同的生物学作用结构域。轻链有VL 和CL两个功能区;IgA、IgG、IgD重链有VH、CH1、CH2和CH3四个功能区；IgM和IgE重 链则多一个CH4功能区。VH和VL是与抗原特异性结合部位;IgG的CH2和IgM的CH3 是补体(Clq)的结合部位，参与补体激活;IgG的CH2/CH3能与具有相应Fc受体的巨噬细
 

(三） 免疫球蛋白的酶解片段
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(Fab)和一个可结晶片段(Fc)。用胃蛋白酶水解IgG分子，可将其裂解为一个大分子F(ab')2 片段和若干无活性小片段pFc'。
(四） 免疫球蛋白的其他成分
不同Ig分子尚含有其他辅助成分如J链(joining chain)和分泌片（secretory piece,SP)。J 链是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是连接单体Ig分子使其成为多聚体。 IgA或IgM可由J链连接形成二聚体或五聚体;IgG、IgD和IgE常为单体。SP为一含糖肽 链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA (SIgA)。SP的作用是使IgA分泌到黏膜表面，行使黏膜免疫作用，同时SP还可保护SIgA的 較链区，使其免受蛋白水解酶的降解。
三、免疫球蛋白的类型（类、亚类和型）
同种型(isotype)是指同一种属所有正常个体Ig分子共同的抗原特异性标志。Ig同种型 抗原特异性因种而异。同种型抗原决定簇存在于Ig恒定区，根据Ig重链或轻链恒定区同种 型抗原表位的不同，可将Ig分为若干类、亚类、型和亚型。
根据Ig重链C区的不同可将其分为₇、〇^、8、£链五种，与此对应的Ig分为五类，即IgG、 IgA、IgM、IgD和IgE。同一类Ig又可根据其重链C区的某些差异分为若干亚类。IgG有 IgGl、IgG2、IgG3和IgG4四个亚类;IgA有IgAl和IgA2两个亚类。
可将Ig轻链分为两种:X和K，与此对应的免疫球蛋白分为X型和_K型。
同一种属、同一个体来源的不同抗体分子或不同T、B细胞克隆表面抗原受体（TCR、 BCR)的抗原性亦不尽相同，称为独特型，是每个免疫球蛋白分子、TCR、BCR所特有的抗原特 异性标志，其表位又称为独特位(idiotope)。独特位存在于IgV区和TCR/BCR V区，由氨基 酸序列构型所决定。
四、免疫球蛋白的功能
(―)免疫球蛋白V区的功能

1. 特异性识别、结合抗原表位由于Ig有单体、二聚体和五聚体，因此结合抗原表位的 数目（抗原结合价)也不同。单体Ig为双价;分泌型IgA为4价;五聚体IgM为10价。
2. 生物学功能抗体分子V区可结合病原微生物的抗原表位或其分泌的毒素，具有中和 病原体或毒素、阻断病原人侵、清除病原微生物等免疫防御功能。
3. 膜型抗体与B细胞抗原受体B细胞膜表面的IgM和IgD构成B细胞的抗原识别受 体(BCR)，能特异性识别抗原表位，启动B细胞的激化。

(二）免疫球蛋白C区的功能
1•激活补体IgGl〜3和IgM与相应抗原结合后，可因构型改变而使其CH2/CH3功能 区内的补体结合点暴露，从而导致补体经典途径激活。IgG4、IgA和IgE与抗原结合后不能激 活补体经典途径，但其凝聚物可激活补体旁路途径。

2. 调理吞噬作用IgG、IgA和IgE具有亲细胞特性，可通过其Fc段与表面具有相应Fc 受体的细胞结合而发挥作用。例如，IgG(IgGl和IgG3)与细菌等结合后，可通过其Fc段与巨

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吞噬细菌作用。
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cytotoxicity,
ADCC) IgG与细菌、肿瘤或病毒感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与具有杀伤活性的 NK细胞表面的IgG Fc受体结合，增强NK细胞对祀细胞的非特异性杀伤。

4. 介导I型超敏反应IgE可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面相应IgE Fc 受体结合，而使上述免疫细胞处于致敏状态。当相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面 特异性IgE结合时，即可使之脱颗粒，释放组胺等生物活性介质引起I型超敏反应。
5. 穿越胎盘和黏膜IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。IgG可选择性与胎盘滋养层 细胞表达的新生Fc段受体(neonatal F_cR，FcRn)结合，转移到滋养层细胞内主动进入胎儿血 循环，赋予新生儿抗感染免疫力。分泌型IgA可通过分泌片穿越黏膜上皮进入呼吸道和消化 道腔，发挥黏膜免疫功能。

五、各类免疫球蛋白的主要特点
(―)IgG的主要特性

1. IgG是血清中含量最高的Ig，多以单体形式存在。
2. IgG主要由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生，血清半衰期较长，约23天,故临床使用丙 种球蛋白进行免疫治疗时，应以每2〜3周注射一次为宜。
3. IgG是唯一能够通过胎盘进入胎儿体内的Ig，对防止新生儿感染具有重要意义。婴儿 出生后3个月开始合成IgG，3〜5岁时达成人水平。
4. IgG包括四个亚类，其中IgGl〜3与细菌等颗粒性抗原或肿瘤细胞等相应抗原结合 后，能通过经典途径活化补体，并可与巨噬细胞、NK细胞表面Fc受体结合，发挥调理吞噬、 ADCC作用等。

(二） IgM的主要特性

1. IgM占血清免疫球蛋白总量的5%〜10%,是分子量最大的Ig，为五聚体。
2. IgM具有较强的激活补体、调理吞噬和ADCC作用。
3. IgM是初次体液免疫应答中最早出现的抗体，血清中检出病原体特异性IgM提示新 近发生感染。
4. 单体IgM以膜结合型(mlgM)表达于B细胞表面，构成B细胞抗原受体(BCR)。
5. IgM是发育过程中最早产生的Ig，通常在胚胎晚期即可生成，若脐带血或新生儿血清 中IgM水平升高，提示胎儿有宫内感染(如风疹病毒或巨细胞病毒等感染）。

(三） IgA的主要特性

1. IgA占血清免疫球蛋白总量的10%〜15%，但却是外分泌液中主要的抗体。
2. IgA分为血清型和分泌型两型。前者为单体，主要存在于血清中；后者（Secretory IgA，SIgA)为二聚体，由J链连接，含由上皮细胞合成的SP，主要存在于胃肠道和支气管分泌 液、初乳、唾液和泪液中。分泌型IgA参与黏膜局部免疫,通过与相应病原微生物结合，阻止 病原体黏附到细胞表面，发挥局部抗感染重要作用。

3•婴儿出生后4〜6个月开始合成IgA。新生儿易患呼吸、胃肠道感染与IgA合成不足 有关。来自母亲初乳中的SIgA对婴儿抵抗呼吸道、消化道感染具有重要意义。
(四） IgE的特性和功能
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