医学免疫学/各类免疫球蛋白的生物学活性 - 版本历史

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不同Ig其合成部位、合成时间、[[血清]]含量、分布、半衰期以及[[生物学]]活性有所差别。

== 一、IgG==

IgG主要由脾、[[淋巴结]]中的[[浆细胞]]合成和分泌，以单体形式存在。在[[个体发育]]过程中机体合成IgG的年龄要晚于 IgM，在出生后第3个月开始合成，3～5岁接近成年人水平。IgG是血清中主要的[[抗体]]成分，约占血清总Ig的75%。根据IgG[[分子]]中γ链[[抗原性]]差异，人IgG有4个[[亚类]]：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4（小鼠4个亚类是IgG1、IgG2a、IgG2b和IgG3）。其中IgG3γ3[[铰链区]]含有62个[[氨基酸残基]]，具有4个重复γ1铰链区（15个氨基酸残基）的串连结构，[[重链]]间[[二硫键]]数量多，约10～15个，因此易被[[蛋白酶]]裂解，半衰期也较短。不同IgG亚类的生物学活性有所差异（表2-3）。IgG的半衰期相对较长，约为20～30天。IgG可通过[[经典途径]][[活化]][[补体]]，其固定补体的能力依次是IgG3＞IgG1＞IgG2,在小鼠为IgG2b＞IgG2a＞IgG3，人的IgG4和小鼠的IgG1无固定补体的能力。IgG是唯一能通过[[胎盘]]的Ig，在[[自然被动免疫]]中起重要作用。此外IgG还具有调理吞噬、ADCC和结合SPA等作用。由于IgG上述特点，IgG在机体免疫防护中起着主要的作用，大多数[[抗菌]]、抗病毒、[[抗毒素抗]]体都属于IgG类抗体。应用对[[麻疹]]、[[甲型肝炎]]等有免疫力的产妇或正常人丙种或[[胎盘球蛋白]]可进行[[人工被动免疫]]，能有效地预防相应的[[传染性疾病]]。不少[[自身抗体]]如[[抗甲状腺球蛋白抗体]]、[[系统性红斑狼疮]]的LE因子（[[抗核抗体]]）以及引起Ⅲ型[[变态反应]][[免疫复合物]]中的抗体大都也属于IgG。

表2-3 人IgG不同亚类理化性质和生物学特性比较

{| class="wikitable"
|-
| | 性质
| | IgG1
| | IgG2
| | IgG3
| | IgG4
|-
| | 重链及其[[分子量]]（kD)
| | γ1（52）
| | γ2（52）
| | γ3（58）
| | γ4（52）
|-
| | 单体分子量（kD）
| | 146
| | 146
| | 170
| | 146
|-
| | 铰链区[[氨基酸]]数目
| | 15
| | 12
| | 62
| | 12
|-
| | [[血浆]]中半衰期（天）
| | 21～23
| | 21～23
| | 7～8
| | 21～23
|-
| | 血清浓度(mg/dl)
| | 800
| | 400
| | 80
| | 40
|-
| | 固定补体
| | ++
| | +
| | +++
| | －
|-
| | 结合FcR：FcγRⅠ<br /> FcγRⅡ<br /> FcγRⅢ
| | +++<br /> +++<br /> ++
| | －<br /> +<br /> －
| | +++<br /> +++<br /> ++
| | +<br /> +<br /> －
|-
| | 结合SPA
| | +
| | +
| | +
| | －
|-
| | 通过胎盘
| | ++
| | +
| | ++
| | ++
|}

== 二、IgA==

IgA主要由粘膜相关[[淋巴样组织]]产生，其中大部分是由胃肠淋巴样组织所合成，少部分由[[呼吸道]]、[[唾液腺]]和[[生殖]]道[[粘膜组织]]合成。[[哺乳期]]产妇[[腺组织]]含有大量IgA产生[[细胞]]，这些细胞主要来自胃肠。在人类，还有少量的IgA来自[[骨髓]]。人出生后4～6月开始合成IgA，4～12岁血清中含量达成人水平，[[血清型]]IgA总Ig的10%左右，半衰期约5～6天。IgA有IgA1和IgA2两个亚类。IgA1主要存在于血清中，约占血清中IgA的85%，α1链分子量为56kD；IgA2主要存在于外分泌液中，少部分以血清型IgA存在，约占血清中IgA的15%，α2链缺乏铰链区，分子量为52kD。血清中的IgA除单体形式外还有由J链共价相连的[[二聚体]]或[[三聚体]]等形式。分泌型IgA是由J连接的双体和[[分泌成分]]所组成，主要存在于初乳、[[唾液]]、泪液、胃肠液、[[支气管]]分泌等外分泌液中，是粘膜[[局部免疫]]的最重要因素，分泌型IgA通过与相应的[[病原微生物]]（如[[脊髓灰质炎病毒]]）结合，阻抑其吸附到易感细胞上，分泌型IgA还可中和[[毒素]]如[[霍乱弧菌]]毒素和[[大肠]]杆毒素等。[[新生儿]]易患呼吸道、[[胃肠道]][[感染]]可能与IgA合成不足有关。[[慢性支气管炎]]发作与分泌型IgA的减少也有一定关系。产妇可通过初乳将分泌型IgA传递给[[婴儿]]，这也是一种重要的自然被动免疫。[[嗜酸性粒细胞]]、[[中性粒细胞]]和[[巨噬细胞]]表达FcαR,血清型单体IgA可介导调理吞噬和ADCC作用。此外，分泌型IgA具有[[免疫]]排除（immune exclusion）功能，即分泌型IgA结合饮食中大量的[[可溶性抗原]]以及[[肠道]][[正常菌群]]或病原微生物所释放的热原物质，防止它们进入[[血液]]。

== 三、IgM==

血清中IgM是由5个单体通过一个J链和二硫键连接成五聚体，分子量最大，为970kD，[[沉降系数]]为19S，称为[[巨球蛋白]]（macroglobulin）。在分子结构上IgM无铰链区，Cμ2可能替代了铰链区的功能。在[[生物]]进化过程中IgM是最早出现的[[免疫球蛋白]]，如[[八目鳗]]可产生IgM。在个体发育过程中，无论是B[[细胞膜]]表面Ig（SmIg），还是合成分泌到血清中的Ig，IgM都是最早出现的Ig，在[[胚胎发育]]晚期的[[胎儿]]即有能力产生IgM。在[[抗原刺激]]诱导[[体液免疫]]应答过程中，一般IgM也最先产生。IgM占血清总Ig的5%～10%。由于IgM在[[免疫应答]]早期产生，并在补体参与下的[[溶血作用]]比IgG强500倍以上，而且活化补体后通过C3B、C4b等片段发挥调理作用，因此IgM在机体的早期免疫防护中占有重要地位。天然的[[血型]]抗体（[[凝集素]]）为IgM，血型不符的[[输血]]，易发生严重的[[溶血]]反应。IgM不能过胎盘，[[脐血]]中如出现针对某种病原微生物的IgM，表示[[胚胎]]期有相应病原微生物如[[梅毒螺旋体]]、[[风疹]]或[[巨细胞]]毒等感染，称为胚胎感染或[[垂直感染]]。正常人血清中也含有产量单体IgM。

膜表面IgM是B[[细胞识别]][[抗原受体]]中一种主要的SmIg。成熟B细胞有SmIgD，在正常人B[[细胞库]]（Bcell repretorire）中SmIgM+B细胞约占80%。在记忆B细胞中SmIgM逐渐消失，被SmIgG、SmIgA或SmIgE所替代。

== 四、IgD==

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。

== 五、IgE==

IgE是1966年发现的一类Ig，分子量为188kD，血清中含量极低，仅占血清总Ig的0.002%，在个体发育中合成较晚。ε链有4个CH（Cε1～Cε4），无铰链区，含有较多的[[半胱氨酸]]和[[甲硫氨酸]]。对热敏感，56℃、30分钟可使IgE丧失生物学活性。IgE主要由[[鼻咽]]部、扁桃体、支气管、胃肠等粘膜[[固有层]]的浆细胞产生，这些部位常是[[变应原]]入侵和I型变态反应发生的场所。IgE为[[亲细胞抗体]]，Cε2和Cε3功能区可与[[嗜碱性粒细胞]]、[[肥大细胞]]膜上高亲和力FcεRⅠ结合。变应原再次进入机体与已固定在嗜碱性粒细胞、肥大细胞上IgE结合，可引起Ⅰ型变态反应。[[寄生虫感染]]或[[过敏反应]]发作时，局部的[[外分泌]]液和血清中IgE水平都明显升高。

表2-4 人各类免疫球蛋白主要的理化特性和生物学特性比较

{| class="wikitable"
|-
| |
| | IgG
| | IgA
| | IgM
| | IgD
| | IgE
|-
| | 重链名称
| | γ
| | α
| | μ
| | δ
| | ε
|-
| | 重链功能区数目
| | 4<br /> (Vγ、Cγ1、Cγ2、Cγ3)
| | 4<br /> （Vα 、Cα1、<br /> Cα2、Cα3）
| | 5<br /> （Cμ、Cμ1、Cμ2、Cμ3、Cμ4）
| | 4<br /> （Vδ、Cδ1、Cδ2、Cδ3）
| | 5<br /> （Vε、Cε1、Cε2、Cε3、Cε4）
|-
| | 主要存在形式
| | 单体
| | 单体、双体
| | 五聚体
| | 单体
| | 单体
|-
| | MW（Kd）
| | 146～170
| | 160，400
| | 970
| | 175
| | 188
|-
| | 平均含碳水化合物（%）
| | 4
| | 10
| | 12
| | 18
| | 12
|-
| | 成人血清浓度（mg/dl±SD）
| | 1150±300
| | 210±50
| | 150
| | 0.3～4
| | 0.002
|-
| | 占血清总Ig%
| | 75
| | 10
| | 5～10
| | ＜1
| | ＜0.001
|-
| | 存在于外分泌液中
| | －
| | ＋＋＋
| | ＋
| | －
| | －
|-
| | 经典途径活化补体
| | ++（IgG＞<br /> IgG＞IgG2）
| | －
| | ＋＋＋
| | －
| | －
|-
| | 替代途径活化补体*
| | +
| | +
| | ？
| | +
| | +
|-
| | 结合[[吞噬细胞]]
| | ++（IgG3＞IgG1）
| | +
| | －
| | －
| | +（嗜酸性粒细胞）
|-
| | 结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞
| | －
| | －
| | －
| | －
| | +++
|-
| | 结合SPA
| | +
| | ±
| | ±
| | －
| | －
|-
| | 半衰期（天）
| | 20～23（IgG3）为7～8
| | 5.8
| | 5.1
| | 2.8
| | 2.5
|-
| | 合成部位
| | 脾、淋观点结浆细胞
| | 粘膜相关<br /> 淋巴样组织
| | 脾、淋巴结、浆细胞
| | 扁桃体、脾浆细胞
| | 粘膜固有层浆细胞
|-
| | 开始合成时间
| | 生后3月
| | 4～6月
| | 胚胎后期
| | 较晚
| | 较晚
|-
| | 达成人水平时间
| | 3～5岁
| | 4～12岁
| | 6月～1岁
| | 较晚
| | 较晚
|-
| | 通过胎盘
| | +
| | －
| | －
| | －
| | －
|-
| | 免疫作用
| | 抗菌、抗病毒、[[抗毒素]]，自身抗体
| | 粘膜局部免疫作用，抗菌、抗病毒，免疫排除功能
| | 早期防御作用，[[溶菌]]，溶血，SmIgM，天然血型抗体，[[类风湿因子]]
| | SmIgM+<br /> SmIgD+<br /> 正应答
| | 抗寄生虫感染I型[[超敏反应]]
|}
*聚合的Ig
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