抗体

抗体或免疫球蛋白是由称为浆细胞的分化B 细胞产生的 Y 形糖蛋白。它们存在于体液、分泌物和 B 细胞表面。抗体识别并结合独特的表位，这些表位是其同源抗原表面的分子结构。

在本文中，我们将考虑抗体的结构、功能、类别和临床相关性。

结构

重链和轻链

抗体分子由两条相同的 重链 和两条相同的 轻链组成，因此为抗体提供了两个抗原结合位点。二硫键将重链彼此结合并与轻链结合（图 1）。此外，重链和轻链由多个氨基酸序列组成；每个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（参见下面的“单克隆抗体”）。每条轻链有两个结构域（一个可变结构域和一个恒定结构域），每条重链有四个结构域（一个可变结构域和三个恒定结构域）。

重链有五种类型：μ（M u）、γ（G amma）、α（A lpha）、ε （E psilon）和δ（D elta），分别将IgM、IgG、IgA、IgE和IgD分类。

有两种轻链类型：κ (kappa) 和 λ (lambda)。每个抗体可以有两条κ链或两条λ链，但不能各有一条。 κ与λ之比为2:1。但是，这些类型之间没有功能差异。

Fc 和 Fab 区域

每种抗体包含两个可变区和一个恒定区。

Fab区（抗原结合片段）包含轻链和重链的可变 结构域。可变结构域构成抗体的可变区，赋予抗体抗原特异性。因此，这些区域在抗体之间有所不同。每个 Fab 区域还包含两个恒定结构域；一种来自重链组分，一种来自轻链组分。

Fc区（可结晶片段）由两条重链的剩余恒定结构域组成。 Fc 区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）。

恒定区涉及 Fab 和 Fc 部分的恒定结构域。重链恒定结构域决定抗体类别，并且对于同一类别的所有抗体来说都是相同的。

IgA 和 IgG 抗体还具有铰链区，铰链区是重链中央部分的柔性氨基酸链。

A) 由 Tokenzero (CC BY-SA 4.0) 通过维基共享资源 B) 作品已由其作者英语维基百科的 Je at uwo 发布到公共领域。 C) 作品已由作者发布到公共领域 D) 由 Tokenzero (CC BY-SA 4.0) 通过维基共享资源发布

图 1 – A) 重链和轻链的恒定域和可变域； B) 抗体轻链和重链； C) Fab 和 Fc 区域和功能； D) 抗体结构的 3D 图示。

分类

抗体根据重链类型进行分类，重链类型由 14 号染色体上的基因编码。不同的类别包括 IgG、IgA、IgM、IgD 和 IgE；按血清中丰度的降序排列。

免疫球蛋白G

IgG 是最丰富的抗体类别。它存在于成熟 B 细胞的表面和血清中。有四个亚类：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4；按照血清浓度的顺序。 IgG 是唯一穿过胎盘的抗体，因此它将被动免疫从母亲转移到胎儿。因此，新生儿在出生后的前 3-6 个月内具有较高的 IgG 浓度。

免疫球蛋白A

IgA 是分泌物（如唾液和粘液）中最常见的抗体。有两个亚类：IgA1 和 IgA2。 IgA 形成二聚体，其中一条连接链连接 2 个 Y 形分子，总共提供四个抗原结合位点。 IgA 抗体可抵抗酶消化，主要充当中和抗体。母乳和初乳含有高水平的 IgA，覆盖在呼吸消化道上；防止母乳喂养的婴儿感染。

在成人中，IgA 在粘膜表面形成屏障层以防止病原体入侵。固有层中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碍其与上皮受体的附着。 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，然后捕获在粘液层中并通过蠕动清除。

免疫球蛋白M

IgM 抗体以单体形式在 B 细胞表面表达，但以五聚体形式分泌。五音步有五个通过连接链连接的抗体，总共有十个抗原结合位点。它是胎儿发育过程中产生的第一种免疫球蛋白，也是 B 细胞针对新感染产生的第一种免疫球蛋白。 IgM 具有高亲和力，意味着抗体-抗原复合物很强，但亲和力低，因此单个表位-抗体相互作用的强度较弱。

作者：WarX [CC-2.5]，来自维基共享资源

图 2 – IgM 五聚体结构

免疫球蛋白D

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。所有初始 B 细胞均表达 IgD 和 IgM。

免疫球蛋白E

IgE 主要存在于肥大细胞上，但在血液和细胞外液中也有少量存在。它与过敏有关，特别是I型超敏反应，包括特应性疾病（例如哮喘和皮炎）和过敏反应。它触发肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放组胺。 IgE 也是人体对寄生虫感染反应的一部分。

功能

Fc区结合不同的免疫细胞受体（例如吞噬细胞上的受体）并介导各种效应功能。

调理作用

抗体（主要是 IgG1 和 IgG3）可以通过与病原体结合而充当调理素，从而可以更好地被吞噬细胞识别。然后吞噬细胞通过其 Fc 受体与抗体结合并启动吞噬作用。

作者：Maher33 [CC BY-SA 4.0]，通过维基共享资源。

图 3 – 多种抗体调理病原体；吞噬细胞通过其 Fc 受体与这些抗体结合并启动吞噬作用。

中和作用

抗体可以通过阻断细菌或病毒细胞表面的不同部分来防止病原体进入细胞。因此，这可以中和某些病毒和细菌毒素。中和抗体必须具有高亲和力才有效； IgG和IgA抗体的作用最大。

补体激活

当 IgM 或 IgG 抗体与微生物表面结合时，经典补体途径可以被激活。这会释放出充当调理素的 C3b 以及构成膜攻击 复合物的其他补体成分。 MAC 在病原体质膜上打孔，导致细胞裂解和死亡。

免疫复合物

多种抗原和抗体结合在一起可以形成免疫复合物。复合物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作用发现并摄入病原体。

抗体依赖性细胞介导的细胞毒性

抗体结合并调理靶细胞。然后，自然杀伤细胞识别抗体的 Fc 部分，并向靶细胞释放细胞毒性颗粒（穿孔素和颗粒酶），从而引发细胞凋亡。它们还释放干扰素，吸引吞噬细胞。