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抗体
抗体(英语: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[1-2] 。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。
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结合片段(antigen-binding fragment, Fab)。"Y"的柄部称结晶片段(crystalline fragment,FC),糖结合在FC 上。
分类
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)
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。根据河南顺鑫动物血液制品有限公司的市场调研,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
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。
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。
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。
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。
多样性
抗体的异质性。抗体的组成极为复杂,是由成千上万、多种多样的免疫球蛋白(Ig)分子所组成。这些Ig分子在形状、大小、结构以及氨基酸的组成和排列上,既相似,又有差别。由于有差别,它们的电泳活性就有很大的变化。
因为抗体具有与抗原决定簇相对应的结合部位(抗原结合簇),所以抗体与抗原的结合具有特异性。另一方面,抗体本身是一种蛋白质,具有本身的氨基酸组成、排列和立体结构,对异种动物来说,它又是抗原。各类Ig都具有可用血清学方法检出的抗原特异性,它们表现出不同的血清学类型。Ig抗原的特异性有3种:①同种型特异性:同一种属所有个体共同具有的抗原特异性。人的Ig可分为5大类(IgM、IgG、IgA、IgD、IgE)、两个型(λ型和κ型)、以及若干亚类、亚型、群和亚群等。但是,抗体和抗原结合的特异性与抗体的类、亚类、型别等无关;②同种异型特异性:同一种属(如人)的某些个体共有的抗原决定簇。这是由遗传基因决定的,某些重链和轻链(κ)的恒定区内,有个别氨基酸发生置换而形成Gm、Am、Km各型;③独特型特异性:由单一B细胞克隆产生的Ig分子独有的抗原性。此决定簇在重链和轻链的可变区,特别是在可变区的超变区中。由于每一个体抗体形成细胞是由多克隆组成,所以独特型特异性为数极多。
任何一个正常人血清中的抗体都是含有成千上万的、多种多样的、具有各种独特型抗原性的免疫球蛋白分子混合物。κ链和 λ链可以和各类、各亚类配合。重链、轻链本身又有各种异型,每一克隆产生的Ig又具有自身的独特型。
抗体的多样性受 B细胞系统的遗传基因控制。肽链是由两个不同基因分别编码可变区或恒定区,恒定区的基因(C基因)是有限的,它虽然可以决定Ig分子的类别和亚类,为造成Ig分子多样性的原因之一,但是,造成免疫球蛋白分子多样性的主要原因却在于可变区的异质性,可变区是由V基因编码的,而V基因的数目仍不清楚。
对抗体多样性的遗传控制曾提出3种学说:①种系学说(又称胚系学说):抗体形成细胞具有编码Ig分子的全部基因(即有限数量的C基因和未知数量的V基因,它是通过长期进化形成并通过生殖细胞从亲代传给子代。又称胚系学说;②体细胞突变学说:在生殖细胞内只继承了数量有限的V基因,Ig分子多样性的形成,是由于体细胞在发育过程中发生突变或基因重组,从而产生许多不同的 V基因。体细胞突变可能对Ig分子的多样性发生重要作用;③V区基因相互作用学说:Ig分子可变区是由V基因片段、J基因片段和D基因片段组成,V、D、J基因相互连接对Ig分子多样性的产生,是极为重要的。Ig的多样性不可能简单地归因于上述的某一学说,它可能与上述多种机制有关,也可能还与基因片段连接点上的连接多样性以及VL和VH链的不同配对有关。
功能
抗体的主要功能是与抗原(包括外来的和自身的)相结合,从而有效地清除侵入机体内的微生物、寄生虫等异物,抗体(antibody)是一种应答抗原产生的、可与抗原特异性结合的蛋白质。每种抗体与特定的抗原决定基结合。这种结合可以使抗原失活,也可能无效但有时也会对机体造成病理性损害,如抗核抗体、抗双链DNA抗体、抗甲状腺球蛋白抗体等一些自身抗体的产生,对人体可造成危害。