免疫球蛋白抗体降低治疗方法

(一)抗体与免疫球蛋白的概念

1.抗体(antibody,Ab)　是指机体接受抗原的刺激后,由B细胞增殖分化成的浆细胞合成和分泌的能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白,称为抗体。

2.免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)　将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。

从概念中可以看出,所有的抗体都是免疫球蛋白,但免疫球蛋白不一定都是抗体,如多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症等病人血清中未证实有抗体活性的异常球蛋白。抗体是生物学功能的概念,免疫球蛋白是化学结构上的概念。

重点提示

Ab与Ig的关系:所有Ab都是Ig,但Ig不一定都具备Ab活性;Ab是生物学功能的概念,Ig是化学结构上的概念。

(二)免疫球蛋白的结构

1.免疫球蛋白的基本结构　是由4条(两对)多肽链通过二硫键连接起来的对称结构,呈“Y”字形,也称为单体(图3-2)。其中一对较长,由450～570个氨基酸残基组成,称为重链(H链),另一对较短,约有214氨基酸组成,称为轻链(L链)。

(1)分类:根据重链氨基酸组成及抗原特异性的不同可将重链分为5类,即μ、γ、α、δ和ε链,由它们组成的免疫球蛋白分别称为Ig M、IgG、Ig A、IgD和IgE。

(2)分区:每条重链和轻链分为氨基端(N端)和羧基端(C端)。在多肽链的N端,L链的1/2和H链的1/4区域内的氨基酸的组成和排列顺序,可随抗原特异性的不同发生较大的变化,称为可变区(V区);H链和L链的V区可分别用VH和VL表示,V区是Ig与抗原特异性结合的部位。多肽链的C端,L链的另1/2和重链的3/4区域内的氨基酸的种类和排列顺序则相对稳定,称为恒定区(C区);H链和L链的C区可分别用CH和CL表示,其中H链的C区从N端向C端分为CH1、CH2、CH3,分别具有不同的功能。

此外,位于CH1和CH2之间的肽链,含有大量的脯氨酸,富有弹性称铰链区,该区易于伸展或弯曲,能改变两个结合抗原部位的“Y”形臂之间的距离,有助于抗体与不同距离的抗原决定基结合,也有利于补体活化。

图3-2　免疫球蛋白基本结构

重点提示

Ig的基本结构是由“两重两轻”4条链和“一变一稳一铰链”3个区构成的。

2.免疫球蛋白的水解片段　用木瓜蛋白酶水解IgG,可在铰链区二硫键连接处近N端将IgG切断,得到3个片段(图3-3),其中2个片段完全相同,各含1条完整的轻链和部分重链(VH和CH1),因能与抗原特异性结合,称为抗原结合片段(Fab段),每个Fab段可与1个抗原决定基特异性结合。另一片段含2条重链C端的1/2及重链间二硫键,因在低温下可结晶,故称为可结晶片段(Fc段),Fc段具有活化补体、结合细胞等功能。

图3-3　木瓜蛋白酶水解IgG

用胃蛋白酶水解IgG,可在铰链区二硫键连接处近C端将IgG切断,得到1个大片段F(ab’)2和一些小片段p Fc’(图3-4)。F(ab’)2可同时结合2个抗原决定基。用胃蛋白酶水解IgG对免疫制剂的精制具有重要意义,如破伤风抗毒素、白喉抗毒素血清经胃蛋白酶处理后,去除了Fc段,保留Fab段,这样就减少了分子量,降低了超敏反应的发生率。

图3-4　胃蛋白酶水解IgG

(三)免疫球蛋白的生物学作用

1.特异性结合抗原　Ig通过Fab段与抗原特异性结合,由于抗原的性质不同,抗体与相应的抗原特异性结合后所发挥的作用不同,如抗毒素与外毒素结合后,即可中和外毒素的毒性;病毒的中和抗体与病毒结合后可阻止病毒进入易感细胞;黏膜表面的sIg A与细菌结合后能抑制细菌黏附宿主细胞。

图3-5　抗体的调节作用

2.活化补体　当抗体(IgG、Ig M)与相应抗原特异性结合后,抗体重链C区可结合补体继而活化补体,发挥溶解细胞作用。

3.结合细胞　多种细胞表面具有Ig的Fc受体,不同类别的Ig与不同细胞表面的Fc受体结合,产生不同的生物学作用。

(1)调理作用:中性粒细胞、巨噬细胞等细胞表面具有IgGFc受体,当抗体IgG的Fab段与细菌等颗粒性抗原特异性结合后,其Fc段即可与吞噬细胞表面的IgGFc受体结合,促进吞噬细胞对细菌的吞噬作用(图3-5),称为抗体的调节作用。

(2)ADCC作用:NK细胞表面具有IgGFc受体,当IgG的Fab段与靶细胞(如肿瘤细胞)表面抗原特异性结合后,Fc段与NK细胞上的Fc受体结合,从而促进NK细胞对靶细胞的杀伤作用,称为抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC作用)。

(3)介导Ⅰ型超敏反应:肥大细胞/嗜碱粒细胞表面具有Ig E的Fc受体,Ig E的Fc段与肥大细胞/嗜碱粒细胞表面的Fc受体结合,可引起Ⅰ型超敏反应。

4.通过胎盘和黏膜　母体的IgG能通过胎盘进入胎儿体内,对胎儿抗感染起到非常重要的作用。分泌型Ig A可穿过黏膜到达外分泌液,在黏膜局部发挥免疫作用。

(四)5类免疫球蛋白的特性与功能

1.IgG　多为单体,于出生后的第3个月开始合成,3-5岁接近成人水平;IgG是血清中含量最高的Ig,占血清Ig总量的75%;广泛分布于全身各个组织和体液中;IgG的半衰期最长,为20～23d;大多数的抗菌、抗毒素和抗病毒的抗体属于IgG,是机体抗感染的主要抗体;IgG也是体内唯一可通过胎盘的Ig,在防止新生儿感染方面起重要作用。

2.Ig A　分为血清型和分泌型两种类型,血清型Ig A主要以单体形式存在于血清中,占血清Ig总量的10%～20%。分泌型Ig A(sIg A)为双聚体,双体间由J链和分泌片连接,主要存在于呼吸道、消化道、泌尿生殖道等黏膜表面以及唾液、泪液、初乳等外分泌液中,可阻止病原微生物黏附到黏膜细胞表面,在局部黏膜抗感染中发挥重要作用。

3.Ig M　是由J链连接5个单体构成的五聚体,分子量最大,主要存在于血液中,占血清Ig总量的10%,其凝集作用和激活补体的能力都很强,在防止菌血症方面起重要作用;Ig M是个体发育中最早合成的抗体,胚胎发育晚期即能合成,但不能通过胎盘,故脐带血中Ig M含量升高,提示胎儿发生宫内感染;免疫应答中产生最早,半衰期较短约5d,故血清中Ig M含量增高,提示机体近期有感染;天然的ABO血型抗体为Ig M。

4.IgD　仅占血清Ig总量的0.2%,常以抗原受体的形式表达于成熟B细胞表面,血清中IgD的免疫功能尚不清楚。

5.IgE　个体发育中合成较晚,正常人血清中含量最低,仅占血清Ig总量的0.002%。是亲细胞抗体,IgE通过其Fc段与肥大细胞或嗜碱粒细胞膜上的IgEFc受体结合,可介导Ⅰ型超敏反应。

重点提示

抗感染中,Ig M早期抗感染;sIg A在局部黏膜抗感染中发挥重要作用;IgG是机体抗感染的主要抗体,并分别和Ig M、sIg A在防止菌血症方面和防止新生儿感染方面起重要作用。IgD的免疫功能尚不清楚,IgE参与Ⅰ型超敏反应。