2.6.3　抗体

抗体又称免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig），是一种主要由浆细胞分泌，被免疫系统用来鉴别与中和外来物质如细菌、病毒等病原体的大型Y形蛋白质，仅被发现存在于脊椎动物的血液等体液中，及其B细胞的细胞膜表面。抗体能通过其可变区唯一识别特定外来物的一个独特特征，该外来目标被称为抗原。

抗体是免疫球蛋白超家族中的一种糖蛋白，它们是血浆中丙种球蛋白的主要构成成分。抗体通常由一些基础单元组成，每一个抗体包括两个长（大）的重链，以及两个短（小）的轻链。免疫球蛋白可分为IgG、JgM、JgA、JgD、JgE等类别，它们的基本结构都相似，图2-6给出了抗体的结构示意图。

图2-6　抗体结构示意图

Ig由四条多肽链组成，各肽链之间由数量不等的链间二硫键连接。Ig可形成“Y”字形结构，称为Ig单体，是构成抗体的基本单位。天然Ig分子含有四条异源性多肽链，其中，分子量较大的两条链称为重链（Heavy Chain，H），而分子量较小的两条链称为轻链（Light Chain，L）；Ig轻链和重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域称为高变区（Variable Region，V），将靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域，称为稳定区（Constant Region，C）。高变区只与抗原结合有关，稳定区与其他B细胞的受体相互作用，两个区域的不同导致抗体种群多样化，C区变化有限，V区的变化使免疫系统在自适应处理中具有能力和速度。铰链区（Hinge Region）位于CH1与CH2之间，富含脯氨酸，易伸展弯曲，从而改变抗原结合部位之间的距离，有利于抗体结合位于不同位置的抗原表位。抗体的功能与其结构密切相关，同一抗体的V区和C区的氨基酸组成和顺序的不同，决定了其功能上的差异。不同抗体的V区和C区在结构变化上具有一定的规律，又使得其在功能上存在共性。V区和C区的组成和结构，决定了抗体的生物学功能。

抗体通过与特定的抗原决定簇相结合，从而有效地清除侵入机体内的微生物、寄生虫等异物，图2-7给出抗体与病毐抗原的示意。每一个抗原都有一组抗原决定簇，通过抗体的抗原结合位点和抗原的抗原决定簇之间的模式互补匹配，结合强度取决于模式匹配程度，结合强度越大，识别效果越好。

图2-7　抗体与病毒抗原的示意

人体可以产生大约100亿种不同的抗体，每一种都可以与特定抗原的表位相结合，尽管每个人可以产生的抗体是如此之多，但是面对所有的微生物，人体产生这些蛋白质的相关基因还是十分有限。免疫系统发展出了复杂的基因机制，使B细胞可以利用有限的基因产生多样性的抗体，包括结构域的可变性、体细胞的免疫球蛋白重组、体细胞超突变、免疫种型转换等，抗体的结构域中的重链和轻链中均存在的可变区，不同的B细胞所产生的抗体是不一样的，重链部分的基因座包含了65种不同的可变区基因，通过将这些基因与其他结构域的基因相组合，就可以产生高度差异的大量不同抗体。体细胞的免疫球蛋白重组过程可导致可变区发生独特的变化，免疫球蛋白中每一条重链和轻链的可变区是由若干个基因片段（亚基因）所编码的，这些片断分别被称为可变段（V）、多样段（D）以及连接段（J），各段之间具有不同的组合方式，使抗体的可变区可以产生数量巨大的不同抗原结合位，能够结合多样的抗原。体细胞超突变是指B细胞被抗原激活之后，将会迅速地增殖且发生非常高概率的点突变，这种突变方式可以增加抗体池的多样性，并且对抗体与抗原的亲和力产生影响。免疫种型转换是在活化后的B细胞中发生的一个生物学过程，该过程使得细胞可以产生不同种型的抗体，如IgA、IgE及IgG等。