人人学懂免疫学:第十三期

  • 分类:学术研究
  • 作者:Kennsiy
  • 来源:药学速览
  • 发布时间:2021-03-22
  • 访问量:0

【概要描述】

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▉ 导读

上期为大家介绍了B细胞成熟阶段中的类别转换过程,我们知道在这个过程中,B细胞能改变它所产生的抗体类型。B细胞能够产生4种主要的抗体类型——IgM、IgG、IgA、IgE。由于每种类型的抗体都有各自独特的恒定区(Fc)结构,因此它们都有特定的职责,接下来我们将详细为大家介绍。

 

 

▉  IgM

当人体初始B细胞被激活时, IgM型抗体是最早形成的抗体类型。IgM是迄今为止发现的在人体循环系统中的最大抗体,一个IgM抗体就像是把5个IgG分子粘在一起

 

IgM抗体

 

IgM抗体对于激活补体级联反应非常有用。小览友们应该还记得补体激活的经典途径吧(可以回顾第4期推送)。C1q为六聚体,呈球形,其每一亚单位的头部都是与Ig结合的部位。C1r和C1s与C1q相连(看下面图片),当两个以上的C1q头部被免疫复合物的Fc段结合后,C1q的构象才能发生改变,进而才能启动补体级联反应。与C1q结合的抗体必须提供两个以上的结合位点才能使C1q活化——由于IgM分子为五聚体,含五个Fc段,故单个IgM分子即可结合C1q以启动补体级联反应

 

当然,接下来我们提到的IgG抗体也能够起“固定”补体的作用,但是一个IgG分子只有一个Fc区域,因此需要两个或以上的 IgG 分子凝聚后才能与C1q结合(这种情况只有在周围有许多IgG时才可能发生)。所以在感染的早期,当抗体刚开始产生时,IgM抗体具有比IgG抗体更大的优势,因为他们能更有效地固定补体分子,IgM是预防病毒或细菌感染最好的“第一抗体”

 

IgM(绿色),C1q(蓝色),C1r(紫色)和C1s(粉红色)

 

▉  IgG

IgG 的独特之处在于它们能通过胎盘屏障从母体血液进入胎儿血液(除了IgG外其他的抗体都不可以通过胎盘),从而能够为胎儿提供IgG抗体(直到胎儿出生3个月后能够自己合成IgG抗体)。此外,IgG是血液中含量最高的抗体

 

 

IgG抗体具有亲细胞性,能够协助发挥抗体依赖的细胞毒作用(ADCC):IgG抗体的Fab区能辨别与结合靶细胞,自然杀伤细胞表面有能与IgG抗体Fc区结合的受体,这样,IgG能在NK细胞及其结合的靶细胞之间搭桥,使NK细胞与靶细胞靠近,而且其Fc区受体与NK细胞结合后,可以更有效地刺激后者的杀伤活性。

 

 

▉  IgA

上面讲到IgG是在血液中含量最多,但最终我们体内合成的IgA比所有其他抗体加起来还多——因为IgA是机体保护其黏膜表面的主要抗体(一个人大约有400平方米的黏膜表面需要保护,这些黏膜表面包括消化道、呼吸道、生殖道黏膜)。

 

IgA抗体的“钳”型尾赋予了这型抗体重要特性,IgA 能通过血液穿过肠壁转运到肠腔,进入肠腔后IgA 抗体能“包裹”入侵的病原体,阻止它们吸附在肠细胞上。另外,二聚化的IgA分子有“四只手”结合抗原,所以 IgA 抗体能把病原体聚集成更大的簇,从而以粘液的形式排出体外。此外,IgA 抗体独特的尾部结构能抵抗消化道的酸和酶。总之,这些特性使得 IgA 能很好地保护黏膜表面

 

IgA抗体结构示意图

 

IgA不能通过胎盘,但婴儿可从母乳中获得分泌型IgA, 这些 IgA 抗体覆盖在婴儿的肠黏膜表面,防御婴儿摄入的病原体。这非常有意义,因为婴儿喜欢用口接触所有东西,所以他们会从口摄入大量的微生物。

 

 

▉  IgE

IgE型抗体与速发型超敏反应有关。免疫学家现在知道过敏性休克是由肥大细胞脱颗粒引起的,当某些人第一次接触过敏原(能引起变态反应的抗原称为过敏原)时会产生大量的针对这些过敏原的IgE抗体,肥大细胞表面具有能结合这些IgE抗体Fc区的受体。此时,肥大细胞就像手榴弹一样等待爆炸

 

 

再次接触过敏原时,已结合于肥大细胞表面的IgE抗体能结合抗原,而过敏原通常是具有重复序列的小蛋白质,因此过敏原就能交联许多肥大细胞的IgE,从而把Fc区受体拖到一起。与B细胞受体交联类似,这些受体的簇集导致了信号传递——脱颗粒(就包括一些组胺物质,图中蓝蓝的圆点),肥大细胞将颗粒释放到组织中。

 

肥大细胞释放的组胺等化学物质可增加毛细血管通透性,会导致液体会从血管进入组织,严重时导致血容量减少,心脏不能有效泵血而诱发心梗。另外,组胺能使气管平滑肌收缩而导致呼吸困难。所以说,当一些过敏原第二次侵犯机体后,lgE发挥的免疫功能并不会像对抗病原体那样有着记忆功能产生二次免疫清除的作用。恰恰相反,事情变得更糟,会让你过敏反应更加严重

 

 

当然,IgE并非是一无是处的。当肥大细胞遇到寄生虫时,IgE抗体可以使肥大细胞脱颗粒,从而杀死寄生虫。

 

▉  总结

 

 

在本期中,我们为大家介绍了4种主要类型的抗体——IgM、IgG、IgA、IgE,这四种抗体有其特异的结构与功能,使得获得性免疫系统能够对每种病原体产生特定的抗体应答,上图表是本期推送所介绍的抗体类型及其特性的小结。

 

参考资料:

参考书:《How the immune system works》

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