冬天来啦，经历了前几天的断崖式降温大家有没有感冒呢？其实大家体内都有各种抗体为大家的健康保驾护航。而且抗体药物如雨后春笋般出现，甚至能够将身患黑色素瘤的美国前总统卡特挽救于危重之间。于是大家难免疑问：抗体是什么呢，抗体有哪些亚型和分类，他们的作用分别是什么，他们与抗体药物之间又有什么关系？今天我们就为大家科普一下。

 

抗体的本质是免疫球蛋白（immunoglobulins），指具有抗体（Ab）活性或化学结构，与抗体分子相似的球蛋白。而抗体药物则是将特异性地针对某种疾病的抗体人源化改造后得到的靶向药物。免疫球蛋白一般是由两条相同的轻链和两条相同的重链通过链间二硫键连接而成的肽链结构，它分为五类，即免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白D（IgD）和免疫球蛋白E（IgE）。详情见表1。

 

表1. 五种Ig的功能、分布^[1]

 

免疫球蛋白G(IgG)

 

这些免疫球蛋白的功能和分布各不相同，比如说IgG分布于血清和组织，是我们最主要的抵御病原体的抗体类型，起到了重要的二次防御的功能；而IgA则负担黏膜免疫的重要作用；最神秘的当然是IgD啦，到现在功能还没有完全阐释清楚，有兴趣的小伙伴可以研究一下哦。

 

而在形形色色的抗体种类中又有各种亚型，例如IgG在人体内有4种亚型，在我们人体中以浓度高低分为IgG1、 IgG2、 IgG3、 IgG4，在小鼠中则是IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3。而IgA则有IgA1和IgA2两种亚型，见表2。

 

表2. 各种免疫球蛋白的亚型^[2]

 

 

 

那么抗体亚型是怎么区别的呢？就拿IgG来说吧。原来，不同种类的IgG亚型之间，他们的二硫键数量和位置各不相同，如下图1。二硫键一般分布在铰链和上部CH2结构域中参与与IgG-Fc受体（FcγR）和血清补体Clq的结合。继而由FcγR与下游的白蛋白结合起始抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）。

 

图1. 人IgG4中亚型结构示意^[3]

 

4种不同的结构为IgG亚型带来了不同的FcγR受体结合能力，受体结合能力越强，引起的免疫反应程度也就越强。上图中我们能够看到IgG3的铰链区与其他相比显得格外“引人注目”，可是它与FcγR受体之间的结合能力却是最弱的，所以在抗体药物开发中大家往往避免使用IgG3这种亚型而更偏性于IgG1、IgG4的亚型结构。这里跟大家透露一下，当时治疗卡特总统的Keytruda其实就是一种IgG4的改造抗体。那么抗体药物应该如何选择抗体亚型呢？请各位看官稍安勿躁，咱们下回分解。

 

免疫球蛋白A(IgA)

 

除了IgG的四种亚型，还有IgA的两种亚型：IgA1和IgA2。IgA可以存在于血清中也可以作为一种分泌蛋白分泌到黏膜及部分体液中。其中IgA1 在血清中含量较高，在大多数淋巴细胞中占优势；而IgA2则在分泌型淋巴细胞中占比较高，如肠淋巴组织；IgA2的重链与轻链并不通过二硫键链接而是通过非共价键链接。在分泌物的成分各有不同，在有些分泌物中IgA1较多，有些则IgA2占优势。

 

在血清中，IgA以单体状态存在，如下图A、B。除单体外，IgA还可以二聚体（如下图C、D）甚至四聚体的形式存在。二聚体形式下，2个单体一条重链的C端各伸出一段18氨基酸的尾巴（tailpiece）通过二硫键形成J链（图2C中黄色部分），有时一段分泌成分（短肽）也参与其中，固定二聚体结构（图2D中深蓝色部分）。

 

图2. 人IgA1和IgA2的三维结构^[4]

 

IgA1的单体结构如上图A，IgA2的单体结构如上图B。粉红色部分是重链，浅蓝色部分是轻链，C图显示IgA1的二聚体形式；D图显示IgA1的分泌型结构，增加了分泌成分。红色柱状结构表示N端寡糖，绿色柱状结构表示O端寡糖，寡糖对于维持抗体结构有重要作用，这里不再赘述。

 

其他的免疫球蛋白就没有这么多兄弟姐妹啦，像IgD、IgE、IgM只有一种亚型，他们的结构如图3。

 

图3. IgD、IgE、IgM的结构^[5]

 

 

免疫球蛋白D(IgD)

 

免疫球蛋白D一般在未成熟的B淋巴细胞膜上与IgM共表达。IgD与IgA相似，是分泌型的免疫球蛋白。其功能为激活B细胞，在过敏反应中也可能具有重要作用。

 

免疫球蛋白E(IgE)

 

免疫球蛋白E(IgE)仅在哺乳动物中存在，IgE由两条重链和两条轻链组成，IgE的主要功能是免疫寄生虫，如旋毛虫、肝吸虫等，另外IgE在超敏反应过程中也有重要作用。IgE一般是含量最少的免疫球蛋白种类。

 

免疫球蛋白M(IgM)

 

免疫球蛋白M（IgM）是脊椎动物产生的最大的抗体，也是第一个出现在抗原初始暴露反应中的抗体。IgM在补体参与的途径中扮演着重要作用。

 

好啦，今天的介绍就到此为止啦，对抗体药物感兴趣的小伙伴别忘了锁定百奥赛图，收看下集——关于抗体亚型分类与抗体药物筛选哦！对于更多拓展知识请移步百奥赛图官方网站和维基百科了解。对于抗体药物的开发，百奥赛图搭建了肿瘤抗体药物开发平台和药物药理药效检测平台。致力于更好的肿瘤抗体药物研发，百奥赛图一直在努力！

 

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参考文献及图片来源

 

[1] Robert Hnasko (ed.), ELISA: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, vol. 1318,

[2] http://www.detaibio.com/topics/antibody-isotypes-and-subtypes.html

[3] Vidarsson G, Dekkers G, Rispens T. IgG subclasses and allotypes: from structure to effector functions[J]. Frontiers in immunology, 2014, 5: 520.

[4] Woof J M, Russell M W. Structure and function relationships in IgA[J]. Mucosal immunology, 2011, 4(6): 590.

[5] http://www.mamicode.com/info-detail-373560.html

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