五類免疫球蛋白都有結(jié)合抗原的共性,但它們?cè)诜肿咏Y(jié)構(gòu)、體內(nèi)分布、血清水平及生物活性等方面又各具特點(diǎn)(表2-2)。
表2-2五類Ig的代謝、分布及生物活性
性狀 | IgG | IgA | IgM | IgD | IgE |
血清含量(mg/dL) | 1200 | 200 | 120 | 3 | 0.04 |
相對(duì)含量(%) | 75~85 | 10~15 | 5~10 | 0.05 | 0.03 |
合成率(mg/kg·d) | 33 | 24 | 7 | 0.4 | 0.02 |
分解率(%/d) | 7 | 25 | 8 | 37 | 71 |
半衰期(d) | 23 | 6 | 5 | 3 | 2 |
血管內(nèi)分布(%) | 50 | 50 | 80 | 75 | 50 |
外分泌液中 | - | + | ± | - | + |
結(jié)合補(bǔ)體 | + | - | + | - | - |
透過(guò)胎盤 | + | - | - | - | - |
與肥大細(xì)胞結(jié)合 | (IgG4) | - | - | - | + |
與Mφ和B-C結(jié)合 | + | - | - | - | + |
(一)IgG
IgG為標(biāo)準(zhǔn)的單體Ig分子,含1個(gè)或更多的低聚糖基團(tuán),電泳速度在所有血清蛋白中最慢。IgG是再次免疫應(yīng)答的主要抗體,具有吞噬調(diào)理作用、中和毒素作用、中和病毒作用、介導(dǎo)ADCC、激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑、并可透過(guò)胎盤傳輸給胎兒;IgGFc片段可結(jié)合類風(fēng)濕因子及其他抗γ球蛋白抗體,致敏異種(豚鼠)皮膚;還有抗核抗體、抗Rh抗體、腫瘤封閉抗體等均屬IgG;因而IgG有多能免疫球蛋白之稱。
IgG合成速度快、分解慢、半衰期長(zhǎng),在血內(nèi)含量最高,約占整個(gè)Ig的75%;各亞類所占比例大約為:IgG160%~70%,IgG215%~20%,IgG35%~10%,IgG41%~7%,各亞類的比例隨年齡及遺傳背景而有變化;同時(shí)各亞類的生物學(xué)和免疫學(xué)性質(zhì)也不盡相同(表2-3)。
表2-3IgG各亞類的生物活性
性狀 | IgG1 | IgG2 | IgG3 | IgG4 |
激活補(bǔ)體 | ++ | + | +++ | - |
透過(guò)胎盤 | +++ | +++ | +++ | +++ |
結(jié)合FcγRⅠ | +++ | - | +++ | ++ |
結(jié)合FcγRⅡ | +++ | + | +++ | - |
結(jié)合FcγRⅢ | +++ | - | +++ | - |
結(jié)合A蛋白 | +++ | +++ | ± | +++ |
結(jié)合G蛋白 | +++ | +++ | +++ | +++ |
結(jié)合類風(fēng)濕因子 | ++ | ++ | ++ | ++ |
致敏異種皮膚 | ++ | - | ++ | ++ |
中和毒素 | +++ | + | + | ++ |
抗Rh抗體 | +++ | - | +++ | - |
(二)IgM
IgM為五聚體,是Ig中分子最大者。分子結(jié)構(gòu)呈環(huán)形,含一個(gè)J鏈,各單位通過(guò)μ鏈倒數(shù)第二位的二硫鍵與J鏈互相連接。結(jié)構(gòu)模式見(jiàn)圖2-4。μ鏈含有5個(gè)同源區(qū),其CH3和CH4相當(dāng)于IgG的CH2和CH3,無(wú)鉸鏈區(qū)。
圖2-4免疫球蛋白多聚體結(jié)構(gòu)
從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看,IgM結(jié)合抗原的能力可達(dá)10價(jià),但實(shí)際上常為5價(jià),這可能是因立體空間位阻效應(yīng)所致。當(dāng)IgM分子與大顆?乖磻(yīng)時(shí),5個(gè)單體協(xié)同作用,效應(yīng)明顯增大。IgM凝集抗原的能力比IgM大得多,激活補(bǔ)體的能力超過(guò)IgG1000倍;由于吞噬細(xì)胞缺乏IgM的特異受體,因而IgM沒(méi)有獨(dú)立的吞噬調(diào)理作用;但當(dāng)補(bǔ)體存在時(shí),它能通過(guò)C3b與巨噬細(xì)胞結(jié)合以促進(jìn)吞噬。雖然IgM單個(gè)分子的殺菌和調(diào)理作用均明顯高于IgG抗體,但因其血內(nèi)含量低、www.med126.com半衰期短、出現(xiàn)早、消失快、組織穿透力弱,故其保護(hù)作用實(shí)際上常不如IgG。
血型同種凝集素和冷凝集素的抗體類型是IgM,不能通過(guò)胎盤,新生兒臍血中若IgM增高,提示有宮內(nèi)感染存在。在感染或疫苗接種以后,最先出現(xiàn)的抗體是IgM;在抗原的反復(fù)刺激下,可通過(guò)Ig基因的類轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)向IgG合成。當(dāng)分泌物中IgA缺陷時(shí),IgM也和IgA一樣可結(jié)合分泌片而替代IgA。IgM也是B細(xì)胞中的主要表面膜Ig,作為抗原受體而引發(fā)抗體應(yīng)答。
(三)IgA
IgA分為血清型和分泌型兩種類型。
大部分血清IgA為單體,大約10%~15%為雙聚體,也發(fā)現(xiàn)少量多聚體。IgA功能區(qū)的分布與IgG十分相似,兩個(gè)亞類(IgA1和IgA2)的最大差異在鉸鏈區(qū)。IgA2缺少H-L鏈間二硫鍵區(qū)域,容易被解離分開(kāi)。從含量、穩(wěn)定性和半衰期看,血清型IgA雖不如IgG,但高于其他類Ig。IgA可以結(jié)合抗原,但不能激活補(bǔ)體的經(jīng)典途徑,因此不能象IgG那樣發(fā)揮許多的生物效應(yīng),所以過(guò)去曾誤以為血清型IgA的意義不大;近年的研究發(fā)現(xiàn),循環(huán)免疫復(fù)合的抗體中有相當(dāng)比例的IgA,因而認(rèn)為:血清型IgA以無(wú)炎癥形式清除大量的抗原,這是對(duì)維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的非常有益的免疫效應(yīng)。
分泌型IgA(SigA)為雙聚體,沉降系數(shù)11S,分子量400kD。每一SigA分子含一個(gè)J鏈和一個(gè)分泌片(圖2-4)。α鏈、L鏈和J鏈均由漿細(xì)胞產(chǎn)生,而分泌片由上皮細(xì)胞合成。J鏈通過(guò)倒數(shù)第二位二硫鍵將2個(gè)IgA單體互相連接;結(jié)合分泌片后SIgA的結(jié)構(gòu)更為緊密而不被酶解,有助于SIgA在粘在粘膜表面及外分泌液中保持抗體活性。外分泌液中的高濃度IgA主要為局部合成,特別是在腸相關(guān)淋巴樣組織(GALT)內(nèi)。
分泌型IgA性能穩(wěn)定,在局部濃度大,能抑制病原體和有害抗原粘附在粘膜上,阻擋其進(jìn)入體內(nèi);同時(shí)也因其調(diào)理吞噬和溶解作用,構(gòu)成了粘膜第一線防御機(jī)制;母乳中的分泌型IgA提供了嬰兒出生后4~6月內(nèi)的局部免疫屏障;因此常稱分泌型IgA為局部抗體。有關(guān)SIgA的免疫作用參見(jiàn)第七章。
(四)IgD
IgD的分子結(jié)構(gòu)與IgG非常相似,有明顯的鉸鏈區(qū),其蛋白質(zhì)高度糖基化。IgD性能不穩(wěn)定,在分離過(guò)程中易于聚合,又極易被酶裂解。雖然有些免疫應(yīng)答payment-defi.com/yaoshi/可能與特異性IgD抗體有關(guān),但它并不能激活任何效應(yīng)系統(tǒng)。某些自身免疫病及過(guò)敏反應(yīng)病患者血中存在IgD類抗核抗體或抗青霉素IgD抗體。正常人血清內(nèi)IgD濃度很低,但在血循環(huán)內(nèi)B細(xì)胞膜表層可檢出IgD,其功能主要是作為B細(xì)胞表面的抗原受體。在B細(xì)胞發(fā)育的某些階段,膜IgD的合成增強(qiáng)。大部分慢性淋巴細(xì)胞白血病病人B細(xì)胞表面帶膜IgD,并常同時(shí)有膜IgM。
(五)IgE
IgE為單體結(jié)構(gòu),分子量大于IgG和單體IgA,含糖量較高,ε鏈有6個(gè)低聚糖側(cè)鏈。象IgM一樣,IgE也有5個(gè)同源區(qū),CH2功能區(qū)置換了其他類重鏈的鉸鏈區(qū)。正常人血清中IgE水平在5類Ig中最低,分布于呼吸道和腸道粘膜上的IgE稍多,可能與IgE在粘膜下淋巴組織內(nèi)局部合成有關(guān)。IgE水平與個(gè)體遺傳性和抗原質(zhì)量密切相關(guān),因而其血清含量在人群中波動(dòng)很大,在特應(yīng)性過(guò)敏癥和寄生蟲(chóng)感染者血清中IgE水平可升高。IgE不能激活補(bǔ)體及穿過(guò)胎盤,但它的Fc段能與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的受體結(jié)合,介導(dǎo)Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生,因此又稱親細(xì)胞抗體。