免疫球蛋白的生物学特性

第三节　免疫球蛋白的生物学特性

一、免疫球蛋白的生物学功能

（一）特异性结合抗原

抗体最重要的生物学功能是能够与相应抗原特异性结合。在体内可起到直接中和毒素、激活补体、促进吞噬等生物学作用以清除抗原性异物，或导致免疫病理损伤，在体外可发生抗原抗体反应。抗体与抗原结合的特异性是由Ig　V区（尤其是V区的超变区）的空间构型所决定的，其V区与相应抗原表位的空间构型必须吻合，同时借助氢键、范德华力等相结合。这种结合是可逆的，并受到pH值、温度和电解质浓度的影响。

（二）激活补体

IgG1、IgG2、IgG3以及IgM结合抗原后，抗体发生变构，C_H2或C_H3功能区暴露，而与补体C1q结合，通过经典途径激活补体。聚合的IgG4和IgA可通过旁路途径激活补体。

（三）结合细胞表面Fc受体

体内多种细胞表面具有Ig的Fc受体，当Ig与相应抗原结合后，其Fc段可与具有相应受体的细胞结合，从而发挥不同的生物学效应。

1．调理作用（opsonization）　是指抗体、补体能促进吞噬细胞吞噬的作用。IgG与抗原结合后，其的Fc段中性粒细胞、巨噬细胞等吞噬细胞的Fc受体结合，增强了吞噬细胞对抗原的吞噬作用（图3－5）。

2．抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（antibldy－dependent　cell－mediated cytoxici－ty，ADCC）　指IgG与带有相应抗原的靶细胞结合后，通过其Fc段与带有IgG　Fc受体（FcγR）的NK细胞、中性粒细胞等具有杀伤活性的细胞结合，促使这些细胞释放细胞毒性物质，从而杀伤靶细胞的作用（图3－6）。

图3－5　调理作用示意图

图3－6　ADCC示意图

3．介导Ⅰ型超敏反应　IgE可在游离情况下，通过Fc段与肥大细胞及嗜碱性粒细胞膜上的相应结合，当变应原与其V区结合，导致肥大细胞或嗜碱性粒细胞释放生物活性介质从而引起Ⅰ型超敏反应。

（四）通过胎盘和黏膜

IgG是唯一可通过胎盘由母体进入胎儿体内的免疫球蛋白，这种自然被动免疫对新生儿抗感染具有重要的作用。SIgA可经黏膜上皮细胞进入消化道、呼吸道等黏膜局部，在黏膜局部发挥重要的抗感染作用。

二、各类免疫球蛋白的特性

5类免疫球蛋白都有结合抗原的共性，在体液免疫中起重要作用，其结构、体内分布、功能却各有特点。

1．IgG　在血清中含量最高，约占血清Ig总量的75%。IgG多以单体形式存在，有4个亚类，即IgG1、IgG2、IgG3、和IgG4，IgG1含量最多。由于分子中铰链区的不同，各亚类的生物学和免疫学性质有一定差异。IgG主要由脾、淋巴结中浆细胞合成和分泌，在出生后第3个月开始合成，3～5岁开始接近成人水平。IgG半衰期最长，为16～24d。IgG是唯一能通过胎盘的Ig，在自然被动免疫中起重要作用。

IgG分布广泛，主要存在于血清和细胞外液中，是机体再次免疫产生的主要抗体，在在抗感染中起着重要的作用，大多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体都属于IgG抗体。IgG（IgG4无此活性）可通过经典途径激活补体。IgG还通过其Fc段与细胞上相应受体结合而发挥吞噬调理作用、ADCC和结合葡萄球菌蛋白A（staphy lococcal protein　A，SPA）等作用。此外，IgG还参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。

2．IgM　占血清Ig总量的6%～10%。IgM为五聚体（图3－3），是分子量最大的免疫球蛋白，故又称为巨球蛋白。因分子结构巨大，一般不易透出血管，主要存在于血液中，对于防止菌血症和败血症的发生起重要作用。理论上IgM的抗原结合价应为10价，但由于立体空间位阻效应作用，实际上常表现为5价。其凝聚作用及结合补体的能力强于IgG，具有重要的抗感染作用，但中和毒素及中和病毒的能力比IgG差。

IgM是个体发育中最早合成的Ig，在胎儿晚期已能合成。脐血或新生儿血液中如出现针对某种病原微生物的IgM，表示胎儿期有相应病原微生物（如风疹病毒或巨细胞病毒等）引起的宫内感染。在抗感染中IgM也是最早出现的抗体，其半衰期短只有5d，所以血中出现IgM型特异性抗体，表示有近期感染，可用于疾病的早期诊断。天然的血型抗体为IgM，类风湿因子也为IgM，还与某些自身免疫病和Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。存在于B细胞表面的IgM称为膜型IgM（mIgM）。

3．IgA　有单体型和双体型2种，在血清中IgA绝大多数是单体，称血清型IgA，占血清Ig总量的10%～20%，其免疫作用较弱。在外分泌液中的IgA主要为双体，称为分泌型IgA（SIgA），由2个单体IgA和一个J链及分泌片共同组成（图3－3）。主要由胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道等处黏膜固有层中的浆细胞合成。

SIgA主要存在于唾液、初乳、呼吸道分泌物、胃肠液、泌尿生殖道分泌液中，起到阻止病原微生物黏附、中和毒素、溶解细菌和免疫排除的作用，是黏膜局部抗感染的重要因素。母乳中的SIgA提供了婴儿出生后4～6个月内的局部免疫屏障。

4．IgD　在人血清中含量很低，约占血清总Ig含量的1%。IgD在个体发育中合成较晚，其性能不稳定，极易被酶降解，故半衰期较短，约为2．5d。IgD为单体，确切的免疫功能尚不清楚。B细胞表面的IgD称为膜型IgD（mIgD），是B细胞的成熟标志。

5．IgE　IgE为单体结构，在正常人血清中IgE水平极低，仅占血清总Ig的0．002%。IgE可通过Fc段与组织中肥大细胞及血液中嗜碱性粒细胞膜上Fc受体结合，引起Ⅰ型超敏反应，称为亲细胞型抗体。IgE主要由呼吸道和消化道黏膜固有层的浆细胞合成。这些部位也是变应原入侵和I型超敏反应好发的部位。寄生虫感染或过敏反应发作时，局部的外分泌液和血清中IgE水平都明显升高。