三、抗体
抗体是由抗原进入机体刺激B细胞分化增殖为浆细胞而合成并分泌的一类能与相应抗原发生特异性结合并产生免疫效应的糖基化球蛋白。抗体主要分布于体液（血液、淋巴液、组织液及黏膜的外分泌液）中。
（一）抗体的基本结构
抗体的基本结构是“Y”形四肽链结构，由2条相同的重链和2条相同的轻链以二硫键连接而成。轻链与重链都含有一系列重复的、同源性的结构单元，每一单元大约含110个氨基酸残基，独立折叠成球状，称为免疫球蛋白样结构域。所有结构域都含有两层带有3～5股反平行的多肽链的β折叠结构（图7-2）。
图7-2 抗体分子二级结构
1．重链和轻链
（1）轻链 轻链（light chain，L）大约由214个氨基酸残基组成，分子量约为25 kD，含有2个结构域。轻链可分为κ链与λ链2种，可将Ig分为κ与λ两个型（type）。一个天然抗体分子上轻链类型总是相同的，但在同一个体内可存在分别带有κ或λ链的抗体分子。根据λ链恒定区个别氨基酸的差异，λ型可分为λ1～λ4四个亚型（subtype）。
（2）重链 重链（heavy chain，H）含450～550个氨基酸残基，分子量为55～75 kD，含有4～5个结构域。根据重链抗原性的差异可将其分为5类：μ链、γ链、α链、δ链和ε链，并以此将Ig相应地分为IgM、IgG、Ig A、IgD和IgE五类（class）。五类Ig的氨基酸序列、二硫键位置和数目等不同，其抗原性也不相同。人IgG 也可分为IgG1～IgG4 四个亚类（subclass），Ig A分为Ig A1和Ig A两个亚类。
2．可变区和恒定区 通过对重链和轻链的氨基酸序列比较分析，发现：重链和轻链靠近N末端序列变化很大，称此区为可变区（variable region，V 区）；靠近C末端氨基酸序列则相对稳定，变化很小，称此区为恒定区（constant region，C区）（图7-3）。
图7-3 抗体分子V区、C区结构示意
CDR为互补决定区，FR为骨架区
（1）可变区 位于重链靠近N端的1／4和轻链靠近N端的1／2区域。每个V区含有1个结构域，重链和轻链的V区分别称为VH 和VL。V区氨基酸序列和结构存在较大差异，具有对不同抗原的识别和结合特性。在VH 和VL中各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序具有很高的变化程度，这些区域称为高变区（hypervariable region，HVR）或互补决定区（complementarity determining region，CDR），分别用HVR1（CDR1）、HVR2（CDR2）和HVR3（CDR3）表示。VH 和VL上的6个HVR共同构成了一个抗原表位的结合位点，决定了Ig识别抗原的特异性。因为组成抗体的两条重链和两条轻链完全相同，因此一个抗体分子的单体含有两个完全相同的抗原结合位点。
（2）恒定区 位于重链靠近C端的3／4和轻链靠近C端的1／2区域。重链和轻链的C区分别称为CH 和CL。不同类抗体的CH 长度不同。C区氨基酸组成和排列顺序在同一种属动物中是比较恒定的，如人抗白喉外毒素的抗毒素IgG 与人抗破伤风外毒素的抗毒素IgG，虽然V 区不相同（抗原识别的特异性不同），但其C区的结构是相同的，即具有相同的免疫原性，应用马抗人IgG第二抗体均能与这两种抗不同外毒素的IgG发生结合，这是制备荧光素、同位素、酶等标记第二抗体的重要基础。
3．铰链区 在重链的链间二硫键连接处附近，CH1与CH2之间，有一个富含脯氨酸，不形成α螺旋，易发生伸展及一定程度的转动的铰链区（hinge region）。当抗原抗体发生结合时，铰链区变化，改变Y形两个臂间的距离，达到能同时结合两个相同的抗原表位。IgG、Ig A、IgD含有铰链区而Ig M 和IgE无铰链区。(https://www.daowen.com)
除了基本结构，分泌型Ig A（SIg A）二聚体和Ig M 五聚体还含有其他辅助成分，如J链和分泌片。J链（joining chain）可连接单体抗体分子成二聚体或多聚体。分泌片（secretory piece）是Ig A二聚体在穿越黏膜上皮细胞过程中从黏膜上皮细胞获得的糖肽，与二聚体连接，介导Ig A二聚体的跨黏膜转运，并能够保护SIg A，使之不被蛋白水解酶降解。
（二）抗体的多样性与免疫原性
抗体具有多样性，B淋巴细胞可产生的抗体种类在108种以上，可识别不同的抗原。抗体多样性是在B细胞的分化发育过程中，Ig胚系基因片段发生重排和组合的结果，从而产生数量巨大的抗体，以特异性识别环境中种类繁多的抗原。
抗体本身具有免疫原性，可作为免疫原诱导异种个体、同种异体个体及自身发生免疫应答，其结构基础在于抗体分子中包含抗原表位。这些抗原表位呈现3种不同血清型。
1．同种型（isotype） 不同种属来源的抗体分子对于以异种动物来说具有免疫原性，可刺激异种动物（或人）产生针对该抗体的免疫应答。这种存在于同种抗体分子中的抗原表位称为同种型，是同一种属内所有个体的抗体分子共同具有的抗原特异性标记，为种属型标志，存在于抗体的C区。
2．同种异型（allotype） 同一种属不同个体来源的抗体分子也具有免疫原性，可刺激不同个体产生特异性免疫应答。这种存在于同一种属不同个体抗体分子中的抗原表位称为同种异型，是同种属不同个体间抗体分子所具有的不同抗原特异性标记，为个体型标志，存在于抗体的C区。
3．独特型（idiotype，Id） 同一个体来源的不同抗体分子，其免疫原性也存在差异。每个抗体分子所特有的抗原特异性称为独特型，其表位称为独特位（idiotype）。每个抗体的V区存在5～6个独特位。独特型可在异种、同种异体以及自身体内刺激产生相应的抗体，称为抗独特型抗体（anti-idiotype antibody，AId）。
（三）抗体的生物学作用
1．中和作用 抗体最显著的生物学作用是能够识别并特异性地与相应的抗原结合，这种特异性是由抗体HVR（CDR）的空间构型所决定的。抗体在体内与病原体及其产物（如：细菌毒素）特异性结合，发挥中和作用，阻断病原体入侵、中和毒素的毒性效应。而抗体本身不能直接溶解或杀伤带有特异抗原的靶细胞，通常需要补体或吞噬细胞等共同发挥效应以清除病原体。
2．通过经典或旁路途径激活补体系统 当IgM、IgG（IgG1、IgG2和IgG3）抗体与抗原特异性结合后，因构象改变而暴露CH2或CH3结构域的补体结合位点，通过经典途径激活补体系统，产生多种效应功能。Ig A、IgE和IgG4难以激活补体，形成聚合物后可通过旁路途径激活补体系统，IgD不能激活补体系统。
3．调理作用（opsonization） 与病原体结合的抗体（如IgG），其Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞表面的Fc受体结合，将病原体带至吞噬细胞表面，促进吞噬细胞的吞噬功能。
4．抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC） 具有杀伤活性细胞（NK细胞、巨噬细胞）通过其表面的FcR识别包被于靶细胞表面抗原上的抗体Fc段，介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。
5．介导Ⅰ型超敏反应 变应原刺激机体产生特异性IgE，IgE可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面高亲和力IgE受体结合，使细胞致敏，当相同的变应原再次进入机体时，可直接与致敏靶细胞表面特异性IgE结合，促进这些细胞脱颗粒，释放组胺等生物活性物质，引起Ⅰ型超敏反应。
6．穿过胎盘和黏膜 IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的抗体。已经证明，IgG可选择性地与胎盘母体一侧的滋养层细胞结合，转移到滋养层细胞内，通过细胞外排作用，进入胎儿血液循环中，使胎儿形成自然被动免疫。sIg A 可转运到呼吸道和消化道的黏膜表面，在黏膜局部免疫中发挥重要的防御作用。