第五单元免疫球蛋白

一、基本概念

（一）免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig) 免疫球蛋白是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，主要存在于血液和体液中，也可作为抗原受体表达于B细胞表面，称为膜表面免疫球蛋白(Smlg)。（二）抗体(antibody，Ab) 抗体是由浆细胞合成分泌的能与相应抗原结合，即具有免疫功能的球蛋白。抗体是重要的免疫分子，存在于血液和体液中，因此将抗体介导的免疫称为体液免疫。

【历年真题解析】

1．有关免疫球蛋白和抗体的说法，哪种是正确的

A.免疫球蛋白就是抗体，二者具有相同的含义

B.免疫球蛋白均为抗体，抗体不一定都是免疫球蛋白

C.免疫球蛋白与抗体不同，二者也不相关

D.抗体均为免疫球蛋白，而免疫球蛋白并不一定都是抗体

E.抗体和免疫球蛋白只存在于血液和体液中，二者均具有免疫功能

答案：D

解析：抗体是由浆细胞合成并分泌的一类能与相应抗原特异性结合的含有糖基的免疫球蛋白。抗体分布于体液（血液、淋巴液、组织液及粘膜的外分泌液）中，主要存在于血清内。而具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。免疫球蛋白除分布于体液中（分泌型）之外，还可存在于B细胞膜（膜型）上。

2. 分泌抗体（2003）

A NK细胞

B B细胞

C 肥大细胞

D 细胞毒性T淋巴细胞

E 浆细胞

答案：E

解析：抗体是由浆细胞合成分泌的，能与相应抗原结合，即具有免疫功能的球蛋白。抗体是重要的免疫分子，存在于血液和体液中，因此将抗体介导的免疫称为体液免疫。

二、免疫球蛋白的结构

（一）免疫球蛋白的基本结构

Ig单体由两条相同的重链和两条相同的轻链借链间二硫键连接组成。重链(H)近氨基端l／4或1／5区域内的氨基酸、轻链(L)近氨基端l／2区域内氨基酸多变，称为可变区(V区)，该区内某些区段的氨基酸具有更大的变异性，称为超变区(HV区)。重链和轻链剩余部分的氨基酸组成和排列顺序相对稳定，称为恒定区(C区)。

（二）免疫球蛋白的功能区

多肽链分子通过反复折叠可行成若干球形结构，这些球形结构具有不同的生物学作用，称为Ig的功能区。轻链有VL和CL两个功能区；IgA、IgG、IgD重链有VH、CHl、CH2和CH3四个功能区；IgM和IgE重链恒定区有四个功能区，即多一个CH4功能区。各区主要功能如下：VH和VL是与抗原决定簇特异性结合的部位；CHl—3和CL为Ig遗传标志所在处；IgG的CH2和IgM的CH3是补体(C1q)的结合部位，参与补体激活；IgG的CH2／CH3和IgE的CH4有亲细胞活性，能与具有相应受体的组织细胞结合，产生调理作用、ADCC作用或引发I型超敏反应。

【历年真题解析】

1.介导ADCC的是（2006opda）

A CD3

B IgG

C IFN-λ

D IL-4

E CD4

答案：B

（三）免疫球蛋白的酶解片段用木瓜蛋白酶水解IgG分子，可将其裂解为三个片段，即两个完全相同的抗原结合片段(Fab)和一个可结晶片段(Fc)。用胃蛋白酶水解IgG分子，可将其裂解为一个大分子F(ab,)2片段和若干无活性小分子多肽片段，称pFc’。

（四）免疫球蛋白的其他成分 Ig除轻链和重链外，某些类型的Ig还含有其他辅助成分，分别是J链(joining chain)和分泌片(secretory piece，SP)。J链是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是连接单体Ig使其成为多聚体。IgA的二聚体和IgM的五聚体均含J链；IgG、IgD和IgE常为单体，不含J链。SP又称分泌成分(secretory tomponent，SC)，为一含糖肽链，由粘膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA(SIgA)。SP的作用是使IgA分泌到粘膜表面，行使粘膜免疫作用，同时SP还可保护SIgA的绞链区，使其免受蛋白水解酶的降解。

三、免疫球蛋白的类型

（一）免疫球蛋白的同种型（类、亚类、型和亚型）

同种型(isotype)是指同一种属所有正常个体免疫球蛋白分子共同的抗原特异性标志。Ig同种型抗原特异性因种而异，如用人某类Ig免疫动物获得抗人Ig抗体，能与任何一个人的该类Ig特异性结合，而不能与其他物种的Ig发生反应。同种型抗原决定簇存在于Ig恒定区，根据Ig重链或轻链恒定区同种型抗原决定簇的不同，可将Ig分为若干类、亚类、型和亚型。

1．类和亚类根据Ig重链恒定区肽链抗原特异性的不同，可将Ig分为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五类。考题高发区，考察指数 ★这五类Ig的重链分别以希腊字母γ、α、μ、δ和ε表示。同一类Ig因其重链恒定区内肽链抗原特异性仍有某些差异，又可将其分为若干亚类。目前发现，IgG有四个亚类，即IgGl、IgG2、IgG3和IgG4；IgA有IgAl和IgA2两个亚类。

【历年真题解析】

1.免疫球蛋白分类的主要依据是 (2001)

A.L链

B.H链

基尔霍夫定律

C.二硫键数目

D.单体数

E.分子量大小

答案： B

2．型和亚型根据轻链恒定区肽链抗原特异性的不同，各类Ig可分为κ和λ两型。由于λ型轻链恒定区内氨基酸组成仍有微小差异，因此又可将其分为四个亚型。

（二）免疫球蛋白的同种异型同种异型(allotype)是指同一种属不同个体所产生的同一类型Ig，由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸(即遗传标志)不同，而表现的抗原性差异。目前已在IgG和IgA重链(γ和α)及κ型轻链恒定区也发现有决定同种异型抗原特异性的遗传标志，又称同种异型标志。γ链的同种异型标志称为Gm因子，分别存在于IgG1、IgG2和IgG3重链恒定区内。α链的同种异型标志称为Am因子，存在于IgA2重链恒定区内，包括两种，称为A2ml、和A2m2。κm因子是κ型轻链的同种异型标志，共有三种，称为κml、κm2和κm3。

（三）免疫球蛋白的独特型独特型（idiotype)是指不同B细胞克隆所产生的IgV区和T、B细胞表面抗原受体V区所具有的抗原特异性标志。独特型决定簇主要由Ig超变区的氨基酸序列的构型所决定，其数量极为庞大。在一定条件下，Ig独特型决定簇可刺激机体自身产生抗独特型抗体。独特型-抗独特型网络对免疫调节具有重要作用。

四、免疫球蛋白的功能

（一）免疫球蛋白v区的功能

主要是特异性识别、结合抗原。由于Ig有单体、二聚体和五聚体，因此结合抗原表位的数目也不同。Ig结合抗原表位的个数称为抗原结合价。

（二）免疫球蛋白C区的功能

1．激活补体 IgGl～3和IgM与相应抗原结合后，可因构型改变而使其CH2／CH3功能区内的补体结合点暴露，从而导致补体传统途径激活。IgG4、IgA和IgE与抗原结合后不能激活补体传统途径，但其凝聚物可激活补体旁路途径。

2．细胞亲嗜性 IgG与IgE抗体具有亲细胞特性，可通过其Fc段与表面具有相应受体的细胞结合。产生不同的生物学作用。

3．调理作用 IgG与细菌等颗粒性抗原结合后，可通过其Fc段与巨噬细胞和中性粒细胞表面相应IgGFc受体的结合而促进吞噬细胞对细菌等颗粒抗原的吞噬，此即抗体的调理吞噬作用。

4．抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC) IgG与肿瘤或病毒感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与NK细胞、吞噬细胞和中性粒细胞表面楣应IgGFc受体的结合，增强NK细胞和触发吞噬细胞对靶细胞的杀伤破坏作用，即产生ADCC效应。

5．介导I型超敏反应 IgE为亲细胞抗体，可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面相应IgEFc受体结合，而使上述免疫细胞处于致敏状态。当相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面特异性lgE结合时，即可使之脱颗粒，释放组胺等生物活性介质引起I型超

敏反应。

五、各类免疫球蛋白的特性和功能

（一）lgG的特性和功能

1．IgG是血清中含量最高的Ig，多以单体形式存在。

2．IgG主要由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生，血清半衰期较长，约23天，故临床使用丙种球蛋白进行免疫时，应以每2—3周注射一次为宜。

3．IgG是惟一能够通过胎盘进入胎儿体内的Ig，这对防止新生儿感染具有重要意义。通常婴儿出生后3个月开始合成IgG，3—5岁时达成人水平，40岁后逐渐下降。

4．IgG包括四个亚类，其中IgGl-3与相应抗原结合后，可激活补体传统途径。IgG与细菌等颗粒性抗原或肿瘤和病毒感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与吞噬细胞和NK细胞表面相应受体结合，介导调理吞噬和ADCC效应。

（二）lgM的特性和功能

1．IgM主要由脾脏中浆细胞合成，为五聚体，有较高抗原结合价，也是分子量最大的Ig。

2．IgM能通过血管壁，主要存在于血液中，在补体和吞噬细胞参与下，其杀菌、溶菌、激活补体促进吞噬等作用均显著高于其他Ig，对防止菌血症发生具有重要作用。

3．IgM是种属进化过程中最早出现的Ig，也是个体发育过程中最早产生的Ig，通常在胚胎晚期即可生成，因此若脐带血或新生儿血清中IgM水平升高，表明胎儿曾有宫内感染。

4．感染后血液中最早出现的抗体也是IgM，鉴于IgM血清半衰期较短(约李健吾5天)，所以血清中特异性IgM含量升高，提示有近期感染。

【历年真题解析】

1 天然血型抗体是（2006）

A IgA

B IgM

C IgG

D IgE

E IgD

答案： B

解析：IgM在体液免疫中是最早产生的Ig 天文学报并且主要分布于血液中。

（三）lgA的特性和功能 IgA仅占血清免疫球蛋白总量的l0％～l5％，但却是外分泌液中主要的抗体。IgA分两型：血清型IgA和分泌型IgA。血清型IgA为单体，主要存在于血清中；分泌型IgA(Secretory IgA。SIgA)广泛分布于粘膜表面及相应部位的分泌液如唾液、泪液、初乳和肠道等外分泌液中，是粘膜局部抗感染免疫的重要物质，由两个单体、一条J链和一个分泌片(IgAFcR)连接而成。单体IgA和J链由粘膜固有层中的浆细胞合成。分泌片由粘膜上皮细胞生成，它能保护SIgA不被分泌液中存在的各种蛋白酶裂解破坏。婴儿出生后4-6个月开始合成IgA，12岁达成人水平。IgA不能通过胎盘，婴儿可从母乳中获得SIgA，这对婴儿抵抗呼吸道、消化道病原微生物感染具有重要意义。

（四）lgE的特性和功能

1、IgE主要由粘膜固有层中的浆细胞产生，是种系进化过程中最晚出现的Ig，也是含量最低的一种Ig。但华都饭店在过敏性疾病和某些寄生虫感染病人向清中，特异性IgE含量显著增高。

2．IgE为亲细胞抗体，可通过Fc段与具有相应受体(FcεR)的肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合而使之致敏，当再次接触相应变应原时可引发I型超敏反应。考题高发区，考察指数 ★

【历年真题解析】

1.具有亲细胞作用的抗体是 (2004)

A.IgM

B.IgD

C.IgE

D.IgG

秦卫刚个人简历E.IgA

答案：C

解析：IgE为亲细胞抗体，可通过Fc段与具有相应受体(FcsRⅠ)的肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合而使之致敏，当再次接触相应变应原时可引发I型超敏反应。

（五）lgD的特性和功能 IgD仅占血清免疫球蛋白总量的0．2％，血清浓度约30 ug／ml。在五类免疫球蛋白中，IgD的绞链区较长，易被蛋白酶水解，故其半衰期较短，仅3天。IgD分为两型：血清IgD的生物学功能尚不清楚；膜结合型IgD(mlgD)是BCR的重要组成成分，为B细胞分化发育成熟的标志。未成熟B细胞仅表达mIgM，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD，被称为初始B细胞(naive B cell)，活化的B细胞或记忆B细胞的mIgD逐渐消失。

六、抗体的制备

（一）多克隆抗体（polyclonal antibody,PcAb）通常用抗原免疫动物后获得的抗血清即为多克隆抗体。天然抗原性物质具有多种抗原决定簇，免疫动物后可刺激多种具有相应抗原受体的B细胞发生免疫应答，产生多种特异性抗体，这些由不同B细胞克隆产生的抗体称为多克隆抗体。

（二）单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb）是由B细胞杂交瘤产生的只识别某一特定抗原决定簇的高度均质、高度专一性的抗体。因为该种抗体是由一个B细胞克隆产生的，故称单克隆抗体。

（三）基因工程抗体（engineering antibody）利用DNA重组技术和基因工程手段生产的抗体称为基因工程抗体。基因工程抗体包括人一鼠嵌合抗体、改型抗体、双特异性抗体、小分子抗体等。

【历年真题解析】

1．关于Ig的描述，正确的是 (2002)

A.具有抗原性

B.IgD构成的免疫复合物可通过Clq激活补体

C.IgM中含分泌片

D.Ig有κ和λ两类重链

E.可被胃蛋白酶水解成Fab和Fc段

答案：A

解析：Ig 在异种间免疫具有抗原性。IgG、IgM 能通过经典途径激活补体，IgA分为血清型IgA和分泌型IgA，分泌型IgA由J链连接的二聚体和分泌片组成。Ig的重链由450-550个氨基酸残基组成，分子量55-75KD，含糖数量不同，4-5 个链内二硫键，可分为 5 类，μ、γ、α、δ、ε链，不同的 H 链与 L 链（κ或λ）组成完整的Ig分子。分别称为：IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。轻链（L 链）由 214 个氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量为 24KD ，可分为：κ与λ2 个亚型。Ig可被胃蛋白酶水解成F（ab`）2和Fc`段

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