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抗体的定义及分类

发布时间:2018-03-15 13:28:03 来源:

  1. 抗体的定义

抗体(antibody),(免疫球蛋白不仅仅只是抗体)是一种由浆细胞(效应B细胞)分泌,被免疫系统用来鉴别与中和外来物质如细菌、病毒等的大型Y形蛋白质,仅被发现存在于脊椎动物的血液等体液中,及其B细胞的细胞膜表面。抗体能识别特定外来物的一个独特特征,该外来目标被称为抗原。

 

相关概念

抗原(antigen,缩写Ag):为任何可诱发免疫反应的物质。外来分子可经过B细胞上免疫球蛋白的辨识或经抗原呈现细胞的处理并与主要组织相容性复合体结合成复合物再活化T细胞,引发连续的免疫反应。

T细胞和B细胞:免疫细胞大致可分为二大类,T细胞与B细胞,二者都来自於骨髓,但T细胞形成於胸腺,它的主要功能是吞噬外来侵袭物。B细胞最主要的功能是生产各种各类的抗体,就像军队里面的武器,以便让我们抵御外来的入侵物。人类B细胞可生产超过十亿以上不同种类的抗体。T细胞不产生抗体,而是直接起作用。所以T细胞的免疫作用叫作“细胞免疫”。B细胞是通过产生抗体起作用。抗体存在于体液里,所以B细胞的免疫作用叫作“体液免疫”。


2. 抗体的结构

抗体是具有4条多肽链的对称结构,其中2条较长、相对分子量较大的相同的重链(H链);2条较短、相对分子量较小的相同的轻链(L链)。链间由二硫键和非共价键联结形成一个由4条多肽链构成的单体分子。轻链有κ和λ两种,重链有μ、δ、γ、ε和α五种。

 

整个抗体分子可分为恒定区和可变区两部分。在给定的物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。可变区位于"Y"的两臂末端。在可变区内有一小部分氨基酸残基变化特别强烈,这些氨基酸的残基组成和排列顺序更易发生变异区域称高变区。高变区位于分子表面,最多由17个氨基酸残基构成,少则只有2 ~ 3个。高变区氨基酸序列决定了该抗体结合抗原抗原的特异性。一个抗体分子上的两个抗原结合部位是相同的,位于两臂末端称抗原。

 

相关概念

Fab段和Fc段:Fab段为抗原结合片段(fragment of antigen binding,Fab),相当于抗体分子的两个臂,由一个完整的轻链和重链的VH和CH1结构域组成。Fc段为可结晶段(fragment crystallizable,Fc)相当于Ig的CH2和CH3结构域,是Ig与效应分子或者细胞相互作用的部位。Fab段包含完整的可变区,以及恒定区的CH1区域。Fc段仅指Ig恒定区CH2和CH3的区域,相当于Y字结构下面那一部分。


3. 抗体的分类

(1)按作用对象

按作用对象,可将其分为抗毒素、抗菌抗体、抗病毒抗体和亲细胞抗体(能与细胞结合的免疫球蛋白,如1型变态反应中的lgE反应素抗体,能吸附在靶细胞膜上)

(2)动物抗体功能

根据注入细菌或病毒的不同,以及注射到不同种类的动物体内,得到不同免疫性能的抗病毒血清抗体。市场上动物血清抗体大致分为以下几类抗体:

①猪抗体:猪瘟抗体,猪蓝耳抗体,猪圆环病毒抗体,猪伪狂犬抗体,猪细小病毒抗体,猪口蹄疫抗体,猪流感抗体等。

②禽抗体:小鹅瘟抗体,鸭肝抗体抗体,鸭浆膜炎抗体,禽流感抗体,新城疫抗体等

③牛抗体:牛口蹄疫抗体,奶牛乳房炎抗体,牛流行热抗体,牛病毒性腹泻抗体,牛出血性败血症抗体等

④羊抗体:羊痘抗体,羊口蹄疫抗体,羊小反刍兽疫抗体,羊快疫抗体,羊肠毒血症抗体,羊猝疽抗体,羊黑疫抗体等

⑤犬抗体:犬狂犬病抗体、犬瘟热抗体、犬副流感抗体、犬腺病毒抗体与犬细小病毒病抗体,狐貉水貂的伪狂犬抗体、细小病毒抗体、乙脑抗体等

(3)按理化性质

按理化性质和生物学功能,可将其分为IgM、IgG、IgA、IgE、IgD五类。

IgM抗体是免疫应答中首先分泌的抗体。它们在与抗原结合后启动补体的级联反应。它们还把入侵者相互连接起来,聚成一堆便于巨噬细胞的吞噬;

IgG抗体激活补体,中和多种毒素。IgG持续的时间长,是唯一能在母亲妊娠期穿过胎盘保护胎儿的抗体。他们还从乳腺分泌进入初乳,使新生儿得到保护;

IgA抗体进入身体的黏膜表面,包括呼吸、消化、生殖等管道的黏膜,中和感染因子。还可以通过母乳的初乳把这种抗体输送到新生儿的消化道黏膜中,是在母乳中含量最多,最为重要的一类抗体;

IgE抗体的尾部与嗜碱细胞、肥大细胞的细胞膜结合。当抗体与抗原结合后,嗜碱细胞与肥大细胞释放组织胺一类物质促进炎症的发展。这也是引发速发型过敏反应的抗体;

IgD抗体的作用还不太清楚。它们主要出现在成熟的B淋巴细胞表面上,可能与B细胞的分化有关。(IgD于1995年从人骨髓瘤蛋白中发现,分子量为175kD,主要由扁桃体、脾等处浆细胞产生,人血清中IgD浓度为3~40μg/ml,不到血清总Ig的1%,在个体发育中合成较晚。IgD铰链区很长,且对蛋白酶水解敏感,因此IgD半衰期很短,仅2.8天。血清中IgD确切的免疫功能尚不清楚。在B细胞分化到成熟B细胞阶段,除了表达SmIgD,抗原刺激后表现为免疫耐受。成熟B细胞活化后或者活化后或者变成记忆B细胞时,SmIgD逐渐消失。

(4)按可见反应

按与抗原结合后是否出现可见反应,可将其分为:在介质参与下出现可见结合反应的完全抗体,即通常所说的抗体,以及不出现可见反应,但能阻抑抗原与其相应的完全抗体结合的不完全抗体。

(5)按抗体来源

按抗体的来源,可将其分为天然抗体和免疫抗体。

抗体就是免疫球蛋白,是改变了的球蛋白分子。由特异性抗原刺激产生,抗体的产生是由于抗原侵入人体后引起各种免疫细胞相互作用,使淋巴细胞中的B细胞分化增殖而形成浆细胞,浆细胞可产生分泌抗体。

(6)按抗体发展

单克隆抗体的发展经历了四个阶段,分别为:鼠源性单克隆抗体、嵌合性单克隆抗体、人源化单克隆抗体和全人源单克隆抗体。

鼠源性单克隆抗体:鼠杂交瘤单克隆抗体主要是将来源于免疫接种过的小鼠的B 细胞与骨髓瘤细胞融合,继而筛选出既能无限增殖又能分泌抗体的鼠杂交融合细胞,进而进行筛选、抗体制备和抗体纯化。

嵌合性单克隆抗体:指用人的恒定区取代小鼠的恒定区,保留鼠单抗的可变区序列,形成一个人-鼠杂合的抗体。其研制程序快,可大幅度降低异源抗体的免疫原性,却几乎保持亲本鼠单抗全部的特异性和亲和力。另外,它还具有人抗体的效应功能,如补体固定、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC)等。

人源化单克隆抗体:利用现有的无数已详细分析过的小鼠抗体,取其与抗原直接接触的那段抗体片段(互补决定区,CDR)与人的抗体框架嫁接,经亲和力重塑,可维持其特异性和大部分的亲和力,同时几乎去除免疫原性和毒副作用。

全人源单克隆抗体:其抗体的可变区和恒定区都是人源的,去除免疫原性和毒副作用。全人源抗体制备的相关技术主要有:人杂交瘤技术、EBV 转化 B 淋巴细胞技术、噬菌体显示技术(phage display)、转基因小鼠抗体制备技术(transgenic mouse)和单个B细胞抗体制备技术等。

由人源化和全人源抗体制备的人源化和全人源抗体药物因其具有高亲和力、高特异性、毒副作用小的特点,克服了动物源抗体及嵌合抗体的各种缺点,已经成为了治疗性抗体药物发展的必然趋势。