第二章 免疫球蛋白Immunoglobulin, Ig

一、基本概念

抗体（ antibody, Ab ） B 细胞接受抗原刺激后演变为浆细胞，由浆细胞合成分泌的，并能与相应的抗原发生特异性结合的球蛋白。 免疫球蛋白（ Ig ） 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的 球蛋白。 抗体：能与抗原结合 免疫球蛋白包括 天然 Ig: 血型抗体 异常 Ig: 骨髓瘤蛋白抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。

二、免疫球蛋白的结构

（一） Ig 的基本结构（以单体为例） 1. 二条相同的 L 链和二条相同的 H 链借二硫键 连接呈“ Y” 字形。 L 链约 214 氨基酸 / 条， 2 个环肽， κ:λ ≈2:1 。 H 链约 450 ～ 550 氨基酸 / 条， 4-5 个环肽，根据重链抗原性的差异可将其分为 5 类： μ γ α δ ε

IgM IgG IgA IgD IgE

2. 有氨基端（ N 端）和羧基端（ C 端）

3. 有可变区（ V 区）和恒定区（ C 区）   L 链的 VL

V 区： H 链的 VH

L 链的 CL

C 区： H 链的 CH （ CH1 CH2 CH3 ）

4. 高变区（ HVR ）

位于可变区中（ VL 和 VH ）氨基酸组成和

排列顺序更易变化的区段。构成抗原结合腔是抗体与抗原决定族互补结合部位，又称为决定簇互补区（ CDR ）

5. 铰链区

位于 CH1 ～ CH2 之间，包括 H 链间二硫键，

富含脯氨酸，易发生伸展及转动

（二） J 链和分泌片

J 链 （ Joining chain ）借二硫键连接到 μ

链

或 α 链。

分泌片（ SP/SC ）由粘膜上皮细胞合成和分泌，结合到二聚体上。抗蛋白水解酶，保护SIgA 的铰链区。

（三）单体、双体、五聚体

（四）功能区及其功能 L 链 VL CL﹑

H 链 VH CH1 CH2 CH3 (CH4)﹑ ﹑ ﹑ ﹑

VL 和 VH 抗原结合部位

CL 和 CH1 具有部分同种异型的遗传标记

CH2 补体结合位点，通过胎盘

CH3 结合细胞（ IgG ），活化补体（ IgM ）

CH4 结合细胞（ IgE ）

铰链区 可自由转动和伸展

（五）酶解片段1. 木瓜蛋白酶水解 IgG

裂解部位： IgG H 链链间二硫键近 N 端木瓜 蛋白酶→ IgG→2Fab Fc ﹢

2. 胃蛋白酶水解 IgG

裂解部位： IgG H 链链间二硫键近 C 端胃

蛋白酶→ IgG→F(ab′)2 pFc′ ﹢

3. 意义① 用于研究 Ig 的结构和功能② 指导临床应用，避免过敏反应

三、抗体血清型（一）同种型：是指同一种属内所有个体的 Ig 共有的 抗原特异性标记。主要位于 CH 和 CL上。

1. Ig 的类和亚类 根据重链恒定区抗原性的差异，可将 Ig 分为五大类。

再根据铰链区氨基酸组成和二硫键的数目分为若干亚类。 IgM(μ 链 ) CH IgG(γ 链 ) → IgG1 IgG2 IgG3 IgG4

Ig 五类 IgA(α 链 ) → IgA1 IgA2 IgD(δ 链 ) IgE(ε 链 )

J 链

分泌链

IgA dimer

2. Ig 的型和亚型 根据轻链恒定区（ CL ）抗原性差异分为两型：κ 型﹑ λ 型（ κ:λ≈2:1 ）同种异型 同一种属不同个体间的 Ig 抗原性的不同。可作为一种遗传标记。分布在 γ 链上： G1m G2m G3m G4m 共 20 种 α 链上： Am1.2 两种 ε 链上： Em1 一种 ζ 链上： Km1.2.3 三种

3. 独特型

独特型是指存在于 Ig 分子 V 区上的抗原特异性。由高变区的氨基酸组成、排列和构型（独特型抗原决定簇）所决定的

四、抗体的生物学功能

（一）与抗原特异性结合

中和毒素作用

中和病毒作用

（二）激活补体

IgG1 ～ 3 和 IgM→ 活化补体→经典途径

凝集的 IgA 、 IgG4→ 激活→旁路途径

（三）结合细胞（结合 Fc 受体）

1. IgG 与吞噬细胞 Fc 受体结合，→介导调理

吞噬作用

2. IgG 端与 NK 细胞 Fc 受体结合，→介导

ADCC 效应

3. IgE 端与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面IgE

Fc 受体结合，→介导 I 型超敏反应

（四）通过胎盘和粘膜

1. IgG 是唯一可通过胎盘的抗体，是胎儿

和新生儿抗感染的主要抗体。

IgG （母体）→胎盘→胎儿

2. SIgA→ 初期→新生儿

五、各类免疫球蛋白的生物学特性与功能

（一） IgG

四链单体，有 4 个亚类，是再次应答的主要 Ig ，在血清中含量最高，约占血清总 Ig 的75% ，出生后 3 个月开始合成，分布于血液及组织液中，半衰期为 23 天。

1. 具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用，起主力

免疫作用。

2. 激活补体 IgG1 ～ 3→ 激活→经典途径 溶菌杀菌 IgG4 → 激活→旁路途径

3. 通过胎盘

4. 结合细胞，介导调理作用和 ADCC 效应

5. 某些自身抗体 IgG 可引起 II 、 III 型超敏反应

（二） IgM

五聚体， 90kD, 是分子量最大，巨球蛋白，

初

次应答的主要 Ig 约占血清总 Ig 的 5 ～ 10% ，胚

胎

晚期合成，半衰期短，约 5 天 。

1. 早期抗菌、抗病毒、抗毒素抗体，起先锋

免疫作用。

2. 活化补体 比 IgG强大。

3. 不能通过胎盘，若脐血中检出 IgM ，提示

宫内有感染。

4. 天然血型抗体属于 IgM 。

5. 在 B 细胞表面起抗原受体作用（ mIgM ）

6. 某些自身抗体 IgM ，可引起Ⅱ型、Ⅲ型超

敏反应

（三） IgA

血清型 IgA ：单体，出生后 4-6 个月开始合成，占血清总 Ig 的 10% ，半衰期约 5 ～ 6 天，可介导调理作用和 ADCC 效应。

分泌型 IgA （ SIgA ）： 二聚体，分布于初乳、唾液、泪液、胃肠液、气管分泌液等外分泌液中，在免疫防护中起局部免疫作用。

1. 粘膜局部抗菌、抗病毒、抗毒素作用

2. 阻止病原微生物吸附于粘膜和易感染细胞

3. 通过母乳转移给婴儿，执行自然被动免疫

4. 抗肠道寄生虫感染

（四） IgD

为单体，血清含量少（ 1% ），在 B 细

胞表面起抗原识别受体作用（ mIgD ）

（五） IgE

IgE 为单体，血清含量极少 , 为亲细胞

抗体，无酸链区，有 CH4 区，介导 I 型超敏

反应

六、单克隆抗体

（ monoclonal antibody, mAb ）

由单一 B 细胞克隆针对某一抗原决定簇所产生的完全均一的，只针对该抗原决定簇起反应的特异性抗体。通过杂交瘤技术获得。 特点：抗原无需纯化 高度均一性 高度特异性 大量生产 稳定性好