身體抵抗病原體的第三道防線——抗體,到底是什麼樣的?

前言:近期,在全國人民的一致努力下,新冠肺炎在我國得到了有效遏制,但在全球範圍疫情很嚴重,大家除了做好防範及病人的處理之外,都期盼著疫苗早期投入臨床使用,以期大家能對這個病毒產生免疫。通常所說的免疫,指人體對某些疾病的不感染性,其原因是人體存在著抵抗病原體的三道防線;由皮膚和粘膜組成第一道防線;體液中的殺菌物質和吞噬細胞組成第二道防線,這兩道防線對多種病原體都有防禦作用,並無特異性,叫做非特異免疫。由免疫器官和免疫細胞組成的第三道防線的作用是:當某種病原體進入人體後,就會刺激淋巴細胞,淋巴細胞就會產生一種抵抗該病原體的特殊蛋白質,叫抗體。一種抗體只能對一種病原體抗原起作用,這叫特異性免疫。

病毒感染機體後,免疫系統對病毒進行免疫防禦併產生特異性抗體。其中特異性IgM 抗體是機體感染後早期產生的抗體,可提示現行感染或新近感染。IgG抗體是再次免疫應答產生的主要抗體,提示病情進入恢復期或存在既往感染。

因此,免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)和免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)抗體聯合檢測不僅可以對感染性疾病進行早期診斷,而且有助於對機體感染階段的評估。

身體抵抗病原體的第三道防線——抗體,到底是什麼樣的?


對我們免疫病患者來說,體內產生了針對自身組織的抗體,卻造成了疾病,如各種抗體介導的疾病,風溼科的疾病如系統性紅斑狼瘡,神經科的疾病中,中樞神經受累的有各種抗體介導的腦炎,如NMDAR自免腦,LGI1自免腦,GABA腦炎;多種副腫瘤性的腦炎、小腦炎等;AQP4抗體相關的視神經脊髓炎/譜系病,MOG抗體病;外周的如重症肌無力,CIDP,很多病人也可以檢測到相關抗體陽性。當然,有些抗體是不具有確診疾病的價值的。

身體抵抗病原體的第三道防線——抗體,到底是什麼樣的?

近期,我就和大家一起來了解一下什麼是抗體?抗體是如何產生的?抗體是如何起作用的?抗體介導的自身免疫性疾病如何治療?等一系列問題。今天,我們先來了解一下什麼是抗體:

抗體(Antibody,Ab),也叫免疫球蛋白 (Ig),是一種能特異性結合抗原的糖蛋白,和抗體相對應的——抗原,是在易感染動物體內引發抗體產生的物質。在體內,抗體通常是由於外源性分子的侵襲而產生的,在自身免疫病患者中,抗體是由於免疫細胞錯誤地識別細胞表面的抗原後產生針對自體組織的分子。抗體以一個或者多個 Y 字形單體存在,每個 Y 字形單體由 4 條多肽鏈組成,包含兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈。輕鏈和重鏈是根據它們的分子量大小來命名的。Y 字形結構的頂端是可變區,為抗原結合部位。

任何一個抗體的輕鏈都可以分為κ或λ型(基於小分子多肽結構上的差異),每一個抗體的重鏈則決定了它的類或型。

重鏈

哺乳動物 Ig 的重鏈一共有五種,分別用希臘字母α、δ、ε、γ和μ來命名,相對應組成的抗體就稱為 IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM 五種抗體。不同的重鏈在大小和組成上有所區別,α和γ包含大約 450 個氨基酸,而μ和ε則有大約 550 個氨基酸。

每個重鏈有兩個區:恆定區和可變區。所有同一型的抗體其恆定區都是相同的,不同型的抗體之間則存在差異。重鏈γ、α和δ的恆定區的組成為 3 個前後串聯的 Ig 結構域,並有一個鉸鏈區增加它的靈活性;重鏈μ和ε的恆定區則由 4 個 Ig 結構域組成。不同 B 細胞產生的抗體其重鏈的可變區不同,但同一種 B 細胞或細胞克隆產生的抗體其可變區則是相同的,每一個重鏈的可變區都是大約 110 個氨基酸長度,並組成一個單獨的 Ig 結構域。

輕鏈

哺乳動物只有兩種輕鏈:λ型和κ型,每條輕鏈有兩個前後相連的結構域:一個恆定區和一個可變區。輕鏈的長度大約為 211~217 個氨基酸,每個抗體包含的兩條輕鏈總是相同的,對哺乳動物來說每一個抗體中的輕鏈只有一個型:κ或λ型。在一些低等的脊椎動物中,像軟骨魚類 (軟骨魚)和硬骨魚類體內也會發現其他型的輕鏈如ι(iota) 型。

Fab和Fc段

Fc 段可以直接結合酶或熒光染料來標記抗體,可以識別並結合二抗。抗體可以被蛋白水解酶如木瓜蛋白酶水解成 2 個 F(ab) 段和一個 Fc 段,或者被胃蛋白酶從鉸鏈區斷開,水解成一個 F(ab)2 段和一個 Fc 段。IgG 抗體片段由於缺少 Fc 段,F(ab) 段不會和抗原發生沉澱,也不會在活體研究中被免疫細胞捕獲。由於分子片段較小,且缺乏交聯功能(由於 Fc 段的缺失),Fab 段通常用於功能性研究中的放射性標記,Fc 段則主要用做組化染色中的阻斷劑。

κ鏈和λ鏈可以和各類、各亞類配合,重鏈、輕鏈本身又有各種異型,所以,如此構成的抗體會有多樣性,同時,在細胞表面有很多的抗原決定簇 ,不同的抗原決定簇 可以刺激機體產生不同的抗體,由於抗原決定簇 具有多樣性,所以抗體也具有多樣性。因此,抗體的結構、抗體的分類以及抗原的多樣性共同決定了抗體的多樣性。

今天,就到這兒,我們下次來了解抗體是如何如產生的?

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身體抵抗病原體的第三道防線——抗體,到底是什麼樣的?

作者,臨床醫學博士,2000年本科畢業於西安交通大學臨床醫學院。2008年博士畢業於福建醫科大學,2008年至今在復旦大學附屬華山醫院神經內科工作,長期工作於臨床一線,擅長“中樞神經系統多發病變的診斷和鑑別診斷”,專長多發性硬化、視神經脊髓炎、中樞神經系統脫髓鞘病變的等中樞神經系統免疫性疾病,同時進行多發性硬化(MS)的臨床及科學研究,對周圍神經病和神經遺傳變性病也有一些自己的體會。


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