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抗体异质性

时间:2022-03-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:含多种不同抗原表位的抗原刺激机体免疫系统,导致免疫细胞的活化,产生多种不同特异性的抗体。多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性的外源因素,是免疫球蛋白异质性的物质基础。抗体的这种异质性,反映出机体对抗原精细结构的识别和应答。

尽管所有的免疫球蛋白分子在结构上均由V区和C区组成,但不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白,在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同,呈现出明显的异质性(heterogenecity)。抗体的异质性可表现为:不同抗原表位刺激机体所产生的不同类型的免疫球蛋白分子,其识别抗原的特异性不同,其重链类别和轻链型别也有差异;不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白(如IgG),其识别抗原的特异性不同。

(一)抗体可变区异质性

自然界存在的外源性抗原数目繁多,包括蛋白质、多糖、脂类等。每一种抗原分子的结构又十分复杂,含有多种不同的抗原表位。含多种不同抗原表位的抗原刺激机体免疫系统,导致免疫细胞的活化,产生多种不同特异性的抗体。理论上,每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体。因此,这些抗原可刺激机体产生的抗体的总数是巨大的,包含针对各种抗原表位的许多不同抗原特异性的抗体,以及针对同一抗原表位的不同类型的抗体。多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性(即特异性)的外源因素,是免疫球蛋白异质性的物质基础。抗体的这种异质性,反映出机体对抗原精细结构的识别和应答。

(二)抗体恒定区异质性

1.类(class) 在同一种属的所有个体内,Ig重链C区所含抗原表位不同,据此可将重链分为γ、α、μ、δ、ε链五种,与此对应的Ig分为五类,即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。

2.亚类(suBclass) 同一类免疫球蛋白其重链的抗原性及二硫键数目和位置不同,据此可将Ig又可分为亚类。人IgG有IgG1~IgG4四个亚类;IgA有IgA1和IgA2两个亚类;IgM有IgM1和IgM2两个亚类;IgD和IgE尚未发现亚类。

3.型(type) 在同一种属所有个体内,根据Ig轻链C区所含抗原表位的不同,可将Ig轻链分为两种:λ和κ,与此对应的免疫球蛋白分为λ型和κ型。

4.亚型(subtype) 同一型免疫球蛋白中,根据其轻链C区N端氨基酸排列的差异,又可分为亚型。例如:λ链190氨基酸为亮氨酸时,称OZ(+);为精氨酸时,称OZ(-)。

上述Ig的类、亚类、型、亚型的免疫原性差异,均由Ig恒定区具有的抗原表位所决定。同一种属内所有个体共有Ig抗原、特异性的标记,称为同种型(isotype)。同一种属不同个体间Ig恒定区所具有的不同抗原特异性标志,称为,同种异型(allotype)。

(三)免疫球蛋白的类型

即使是同一种属、同一个体来源的抗体分子,其免疫原性亦不尽相同,称为独特型,是每个免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志,其表位又称为独特位(idiotope)。抗体分子每一Fab段有5~6个独特位,它们存在于V区(图2-4)。独特型在异种、同种异体甚至同一个体内均可刺激产生相应抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotype antibody,AId或Ab2)。

图2-4 免疫球蛋白的同种型、同种异型和独特型

针对独特型的抗体(Ab2)称为抗独特型抗体(anti-idiotype antibody,AId)。独特型主要分布于Fab段CDR区和FR区。针对FR区独特型的AId称为α型(Ab2α),而针对CDR区独特型的AId称为β型(Ab2β)。Ab2β的结构与抗原表位相似,能与抗原竞争性结合Ab1,故Ab2β又被称为体内的抗原内影像(internal image)。

(四)独特型及独特型网络

Jenne于1974年提出了独特型网络学说,认为体内T、B细胞通过独特型和抗独特型相互识别,形成潜在的网络。在抗原进入机体前,尽管存在Ab2、Ab3,但其数量未能达到引起连锁反应的阈值,因此独特型网络保持相对平衡。如图2-5所示,抗原进入机体后,针对该抗原的表达特定独特型BCR的淋巴细胞克隆增殖,并产生大量针对该抗原的抗体(Ab1),Ab1(包括特异识别该抗原的BCR独特型)作为抗原可诱导针对Ab1CDR区和FR区特定独特型抗原受体的淋巴细胞克隆活化增殖,产生Ab2α和Ab2β。作为负反馈因素,AId中的Ab2α可抑制Ab1的分泌,并调节抗原特异性淋巴细胞克隆的应答;而Ab2β作为抗原内影像,可模拟抗原,增强、放大抗原的免疫效应。

图2-5 独特型网络的免疫调节

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