前言:近期,在全國人民的一緻努力下,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,都期盼着疫苗早期投入臨床使用,以期大家能對這個病毒産生免疫。通常所說的免疫,指人體對某些疾病的不感染性,其原因是人體存在着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,并無特異性,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,淋巴細胞就會産生一種抵抗該病原體的特殊蛋白質,叫抗體。一種抗體隻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并産生特異性抗體。其中特異性IgM 抗體是機體感染後早期産生的抗體,可提示現行感染或新近感染。IgG抗體是再次免疫應答産生的主要抗體,提示病情進入恢複期或存在既往感染。
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,而且有助于對機體感染階段的評估。
對我們免疫病患者來說,體内産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,風濕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,有些抗體是不具有确診疾病的價值的。
近期,我就和大家一起來了解一下什麼是抗體?抗體是如何産生的?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,是在易感染動物體内引發抗體産生的物質。在體内,抗體通常是由于外源性分子的侵襲而産生的,在自身免疫病患者中,抗體是由于免疫細胞錯誤地識别細胞表面的抗原後産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 條多肽鍊組成,包含兩條相同的重鍊和兩條相同的輕鍊。輕鍊和重鍊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。
任何一個抗體的輕鍊都可以分為κ或λ型(基于小分子多肽結構上的差異),每一個抗體的重鍊則決定了它的類或型。
重鍊
哺乳動物 Ig 的重鍊一共有五種,分别用希臘字母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。不同的重鍊在大小和組成上有所區别,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。
每個重鍊有兩個區:恒定區和可變區。所有同一型的抗體其恒定區都是相同的,不同型的抗體之間則存在差異。重鍊γ、α和δ的恒定區的組成為 3 個前後串聯的 Ig 結構域,并有一個鉸鍊區增加它的靈活性;重鍊μ和ε的恒定區則由 4 個 Ig 結構域組成。不同 B 細胞産生的抗體其重鍊的可變區不同,但同一種 B 細胞或細胞克隆産生的抗體其可變區則是相同的,每一個重鍊的可變區都是大約 110 個氨基酸長度,并組成一個單獨的 Ig 結構域。
輕鍊
哺乳動物隻有兩種輕鍊:λ型和κ型,每條輕鍊有兩個前後相連的結構域:一個恒定區和一個可變區。輕鍊的長度大約為 211~217 個氨基酸,每個抗體包含的兩條輕鍊總是相同的,對哺乳動物來說每一個抗體中的輕鍊隻有一個型:κ或λ型。在一些低等的脊椎動物中,像軟骨魚類 (軟骨魚)和硬骨魚類體内也會發現其他型的輕鍊如ι(iota) 型。
Fab和Fc段
Fc 段可以直接結合酶或熒光染料來标記抗體,可以識别并結合二抗。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鍊區斷開,水解成一個 F(ab)2 段和一個 Fc 段。IgG 抗體片段由于缺少 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。由于分子片段較小,且缺乏交聯功能(由于 Fc 段的缺失),Fab 段通常用于功能性研究中的放射性标記,Fc 段則主要用做組化染色中的阻斷劑。
κ鍊和λ鍊可以和各類、各亞類配合,重鍊、輕鍊本身又有各種異型,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 可以刺激機體産生不同的抗體,由于抗原決定簇 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産生的?
參考資料:免疫學
相關鍊接:見公衆号(趙桂憲大夫:cactus20150101)
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作者,臨床醫學博士,2000年本科畢業于西安交通大學臨床醫學院。2008年博士畢業于福建醫科大學,2008年至今在複旦大學附屬華山醫院神經内科工作,長期工作于臨床一線,擅長“中樞神經系統多發病變的診斷和鑒别診斷”,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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