抗击新冠病毒的抗体长什么样？一文带你了解抗体

抗击新冠病毒的抗体长什么样？一文带你了解抗体抗体的结构

基本结构

抗体的基本结构是由两条完全相同的重链和两条完全相同的轻链组成的Y形结构。

这两条链都由可变区和恒定区组成。

可变区

可变区在两条链中的位置靠近N端，大约有110个氨基酸。此结构域的氨基酸序列变化较大，因此称为可变区（V区）。

此区域中，两条链各有3个高度变化的区域，叫做高变区（HVR），由于它与抗原形成表位互补的空间构象，因此又被称为互补决定区（CDR)，如上图。其中CDR3的变化性最高。

两条链各3个，共6个CDR共同组成了抗体的抗原结合部位，决定了抗体的特异性。

V区中，除了这几个高变区之外，剩下的区域变化不大，作为稳定高变区的结构而存在，被称为骨架区（FR），一共四个（三个CDR节点将V区分成四个区），用FR1，2，3，4表示。

恒定区

恒定区的位置靠近C端，称为C区。

重链根据此区域的不同可以分为五类，对应着Ig M,G,A,D,E五种不同的抗体。不同类的重链恒定区的长度不一。

轻链分为两型，两型的轻链恒定区的长度基本一致，功能也无大的差异。

同一种属的个体，所产生的针对同一抗原的抗体，V区各异，但C区相同，具有相同的免疫原性。

铰链区

铰链位于重链的第一和第二个恒定区之间，含有丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，能够改变Y形两个臂之间的距离，有利于两个臂同时结合两个相同的抗原表位。

辅助成分

J链

由浆细胞合成，可将单体抗体分子连接成二聚体或者五聚体。

2个Ig A由J链连成二聚体，5个Ig M由J链连成五聚体。Ig G,D,E常为单体，无J链。

分泌片（SP）

含糖的肽链，由粘膜上皮细胞合成和分泌，结合到Ig A的二聚体之上，使其形成分泌型Ig A（SIg A）。

水解片段

在一定条件下，抗体肽链的某些部分容易被蛋白酶水解为各种片段，借此可以研究抗体的结构和功能，分离和纯化特定的抗体多肽片段。

木瓜蛋白酶水解片段

木瓜蛋白酶从铰链区的近N端水解抗体。

形成两个完全相同的抗原结合片段Fab（上面两个），一个可结晶片段Fc（下面部分）。

Fab只与单个抗原表位结合（单价），Fc无抗原活性，是抗体与效应分子或者细胞表面Fc受体相互作用的部位。

胃蛋白酶水解片段

胃蛋白酶在铰链区的近C端将抗体水解为两部分：

上片段由两个Fab和铰链区组成，因此为双价，可以同时结合两个抗原表位。此片段保留了结合相应抗原的生物学特性，同时又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用和超敏反应，因此被广泛用于生物制品。

免疫球蛋白超家族

抗体分子中除了CDR区氨基酸高度变化外，其他区域的氨基酸序列相对保守，折叠成特定的球形结构，称为免疫球蛋白折叠，说明这些分子有可能是由共同的祖先进化而来，称为免疫球蛋白超家族。

抗体的多样性和免疫原性

不同抗原刺激B细胞产生的抗体在特异性和类型方面呈现出多样性，根据分子中包含的抗原表位的不同分为三种类型：

表位在C区的

· 同种型：同一种属的抗体分子具有共同的抗原特异性标志。

· 同种异型：同一种属的不同个体的抗体存在不同的抗原特异性标志。

表位在V区的

· 独特型：每个抗体具有其特有的特异性标志。

抗体的功能

V区的功能

V区的CDR在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。在体内可以结合病原微生物及其产物，具有中和毒素、阻断病原体入侵的作用。

单体抗体为双价，二聚体为四价，五聚体由于空间位阻，只有五价。

C区的功能

激活补体

补体是一种血清蛋白质，在免疫应答中发挥着重要的作用。重链第二个和第三个恒定区在抗原与抗体结合的时候，因为构型改变而暴露，从而通过经典途径激活补体系统，产生补体效应功能。

Ig M和Ig G1,Ig G3的激活能力较强，Ig G2能力较弱。

Ig A、Ig E、Ig G4本身难以激活补体，但是形成聚合物之后可以通过旁路途径激活补体。

结合Fc受体

Ig A,E,G可以与表面有FcR（Fc受体）的细胞结合。主要产生三个作用：

· 调理作用：

Ig G抗体Fab段与细菌的抗原表位结合，Fc段与吞噬细胞的Fc受体结合，通过这种桥梁方式促进吞噬细胞对细菌的吞噬。

· 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）：

类似于调理作用，抗体一端与被感染的细胞或者肿瘤细胞结合，另一端与杀伤细胞结合，从而实现杀伤靶细胞的作用。

杀伤细胞主要是NK细胞。NK细胞本身的杀伤作用是非特异性的。

· 介导Ⅰ型超敏反应：

Ig E与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面受体结合，可促使细胞释放活性物质从而致敏。

穿过胎盘和粘膜

· 穿过胎盘：

Ig G是人类唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白。母体在一侧的滋养层细胞表达Ig G输送蛋白，即新生Fc受体。Ig G可以选择性的和此受体结合，从而转移到滋养层细胞，主动进入胎儿的血液循环。这是一种自然被动免疫机制，对新生儿抗感染具有重要的作用。

（Ig G是血清免疫球蛋白中含量最高的一种，约占75%，在免疫效应中具有重要作用。）

· 穿过粘膜：

MALT产生的Ig A是血清中含量仅次于Ig G的一种免疫球蛋白，在粘膜局部免疫应答中起到重要作用。在其分泌过程中，Ig A二聚体与上皮表达的多聚免疫球蛋白受体（即Ig A 的分泌片）结合，形成复合体（SIg A）。复合体可以被内吞进肠上皮细胞最终进入肠腔。

各类抗体的特性和功能

Ig M

单体Ig M以膜结合型（mIgM)表达于B细胞表面，构成B细胞的抗原受体。只表达膜结合型是B细胞未成熟的标志。

分泌型Ig M是五聚体，称为巨球蛋白，一般不能通过血管壁，主要存在于血液之中。

Ig M为五价，抗原结合能力很强，有5个Fc段，最易激活补体。

Ig M是个体发育中最早合成和分泌的抗体，胚胎发育晚期的胎儿就可以合成。它也是体液免疫应答中最早出现的抗体。这些特性使其经常用于感染的早期诊断。

Ig D

膜结合型Ig D是B细胞分化发育成熟的标志。

未成熟的B细胞仅表达膜结合型Ig M，成熟后同时表达膜结合型Ig M和Ig D，称为初始B细胞。B细胞活化后，膜结合型Ig D逐渐消失。

Ig E

血清中含量最少。主要有粘膜下淋巴组织的浆细胞分泌。

它在介导Ⅰ型超敏反应中起重要作用。

人工制备抗体

多克隆抗体

天然抗原通常含有多种特异性的抗原表位，刺激机体时多个B细胞被激活，产生的抗体是针对这些多种不同抗原表位的抗体总和，也就是多克隆抗体（pAb）。它作用全面但特异性差，易发生交叉反应。

制备方法：血清提取。

单克隆抗体

通过杂交瘤细胞制备单一抗原表位的特异性抗体，称为单克隆抗体（mAb）。其纯度高，特异性强。

基因工程抗体

保持单克隆抗体的优点，同时克服其鼠源性的弊端。