血型不符可产生新生儿溶血反应。
6 主要组织相容性抗原（见后） 7 肿瘤抗原（见后）
8 超抗原（superantigen，SAg）
分为外源性超抗原和内源性超抗原。其特点是：①具有强大的激活T细胞的能力。②抗原无需处理，其一端直接与MHC Ⅱ类分子高亲合力直接结合，另一端与T细胞TCRβ链V区连接。③无MHC限制性。④SAg能激活T细胞的多克隆，也可诱导T细胞耐受或免疫抑制。
9 基因工程抗原
指编码病毒或细菌特异性抗原的基因（亦称目的基因）提取出来，用质粒或噬菌体作载体，将此基因带入到真核细胞或原核细胞的基因组中，使之表达的特异性抗原。
第二章 免疫球蛋白
一、主要内容
(一)基本概念
抗体（antibody, Ab）: 机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B 细胞——浆细胞合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球
蛋白。是介导体液免疫重要的免疫效应分子。
免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）: 指具有抗体活性或化学结构与抗体 分子相似的球蛋白。
抗体是生物学功能的概念，免疫球蛋白是化学结构的概念。所有抗体的化 学基础都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白并不都具有抗体活性。 免疫球蛋白可分为：膜型（membrane immunoglobulin, mIg）——B 细胞膜上的抗原受体；分泌型（secreted immunoglobulin, sIg）——分泌进入体液, 介导体液免疫应答。
(二)免疫球蛋白的结构
1 基本结构
Ig 单体由4 条多肽链（2 条相同的重链和2 条相同的轻链）通过二硫键（-S-S-）连接而成，为“Y”字形结构。抗体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的，分别被命名为氨基端（N 端）和羧基端（C 端）。 1.1 轻链（light chain，L 链）：由214 个氨基酸残基组成，分子量约为25 kD 。L 链共有两型：κ型和λ型，同一个Ig 分子上L 链的型总是相同的。正常人血清中的κ：λ约为2：1。 1.2 重链（heavy chain，H 链）：由450～570 个氨基酸残基组成，分子量约为50～70kD。不同的H 链因氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同，其抗原性也不相同，可将其分为μ链、γ链、α链、δ链、ε链五类，这些H 链与L 链（κ链或λ链）组成的完整Ig 分子分别称为IgM（μ）、IgG（γ）、
IgA（α）、IgD（δ）和IgE（ε）。 1.3 可变区和恒定区：免疫球蛋白近N 端轻链的1/2 区段与重链的1/4 或1/5区段的氨基酸组成及排列顺序多变，称为可变区（variable region, V 区）。近C 端轻链的1/2 区段与重链的3/4 或4/5 区段则比较恒定，称为恒定区（constantregion, C 区）。
1.4 超变区和骨架区：在可变区中，某些特定位置的氨基酸残基显示更大的变异性，称为超变区（hypervariable region, HVR ）或互补决定区（complementarity determining region, CDR）。可变区中氨基酸组成和排列顺序变化小的部分称为骨架区（framework region, FR），骨架区对维持HVR 的空间结构具有重要作用。 1.5 铰链区：Ig 分子CH1 和CH2 之间的区域称为铰链区（hinge region），含有大量脯氨酸和二硫键，富有弹性，可以自由伸展至180 度。这种变构有利于与不同距离的抗原决定簇结合。铰链区对木瓜蛋白酶（papain）和胃蛋白酶（pepsin）敏感。IgM 和IgE 无铰链区。
2 功能区（domain）
Ig 的功能区：每条多肽链折叠成几个含有约110 个氨基酸残基的具有不同的生物学功能的球状结构域。L 链有两个功能区，称为VL，CL；IgG、IgA、IgD的重链有一个VH 和三个CH（CH1、CH2、CH3）功能区，IgM 和IgE 的重链有一个VH 和四个CH（CH1、CH2、CH3、CH4）功能区。
各功能区具有不同功能：VH 和VL 共同构成抗原特异性结合部位；CH 和CL上具有部分同种异型遗传标志；IgG 的CH2 和IgM 的CH3 具有补体C1q 的结合位点，母体IgG 可借助CH2 通过胎盘屏障；IgG 的CH3 能与单核-巨噬细胞、粒细胞、B 细胞和NK 细胞的Fc 段受体（与FcγR）结合；IgE 的CH2 和CH3 可以与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面的FcεR 结合。
3 水解片段
3.1 木瓜蛋白酶（Papain）水解IgG 分子可产生2个Fab 段（fragment of
antigen-binding, 抗原结合片段）和1 个Fc 段（fragment crystalizable, 可结晶片段）。Fab 片段包括完整的轻链和部分重链（VH 和CH1 功能区），该片段具有单价抗体活性，即只能与一个相应的抗原决定簇特异性结合。Fc 片段相当于两条重链的CH2 和CH3 功能区，由二硫键连接。Fc 段是抗体分子与效应分子或细胞相互作用的部位。
3.2 胃蛋白酶（Pepsin）水解IgG分子可产生一个F(ab＇）2，和若干裂解的小分子片段（pFc＇）。F(ab＇）2含有二条L链和略大于Fab段的H链，由二硫键连接。具有双价抗体活性，与抗原结合，可发生凝集或沉淀反应。
4 其它成分
4.1 连接链（joining chain，J 链）：是由浆细胞合成的一条富含半胱氨酸的多
肽链。J 链可通过共价键连接两个IgA 单体形成二聚体，和二硫键一起连接5 个IgM 单体形成的五聚体，IgG、IgD 和IgE 常为单体，无J 链。 4.2 分泌片（secretory piece, SP）：又称分泌成分（secretory component,SC），是粘膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链，以非共价键形式结合到分泌型IgA 分子上。可以保护分泌型IgA 免受蛋白水解酶降解，同时可以介导IgA二聚体向粘膜表面的转运。
(三)免疫球蛋白的类型
免疫球蛋白具有双重特性, 可具有抗体活性和免疫原性（抗原物质）。根据
其抗原特异性，可将免疫球蛋白分为同种型、同种异型和独特型。
1 同种型（isotype）
指同一种属每一个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性。其抗原决定簇主要存在于Ig 的C 区。同种型主要包括类、亚类、型、亚型。按类划分，Ig 可分为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE 五类，IgG 又可分为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 四个亚类，IgA 又可分为IgA1 和IgA2 两个亚类。
2 同种异型（allotype）
指同一种属不同个体之间免疫球蛋白具有的抗原特性差异，是由不同个体的遗传基因决定的，故又称为遗传标志(geneticmarkers)。表现在CH 和CL 上的一个或数个氨基酸残基的差异。
3 独特型（idiotype，Id）
指在同一个体内，不同B 细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V 区以及T、B细胞表面抗原受体V 区所具有的抗原特异性标志。由Ig 超变区特有的氨基酸序列和构型决定。其诱导产生相应的抗体，称为抗独特型抗体，在机体的免疫调节中占重要地位。
(四)免疫球蛋白的基因结构及其表达
人Ig 分子是由三个不连锁的Igκ、Igλ、IgH 基因库编码的。三种基因库分别位于第2 号、第22 号和第14 号染色体。
Ig 重链基因的结构重排：H 链基因库是由VH 基因、DH（多样性）基因、JH（连接）基因、CH 基因四种基因片段组成，其中VH、DH、JH 三种基因片段经重排后编码H 的V 区，CH 基因片段编码H 链的C 区。VH 基因约有100个，接下来是DH 基因（至少20 个）、JH 基因6 个和CH 基因9 个（顺序为Cμ、Cγ3、Cγ1、Cδ、Cα1、Cγ2、Cγ4、Cε、Cα2）。在B 细胞分化、成熟及活化过程中，首先D 与J 基因连接成D-J，然后与V 基因片段连接成V-D-J，再与C 基因分别重排成不同类和亚类。在基因重排过程中，编码V 区的基因V-D-J 基因片段不变，与不同的C 基因连接，即可发生Ig 的类别转换。
Ig 轻链基因的结构及重排：①κ链基因库是由V 基因片段（Vκ约100 个）、J 基因片段（Jκ，约5 个）和C 基因片段（Cκ，1 个）。各基因片段之间以随机方式进行重排。②λ链基因库是由Vλ（约30 个）和4 个连接在一起的Jλ-Cλ基因对构成。λ链基因也以随机方式重排。
(五)抗体的功能
1 V 区的功能
识别并特异性结合抗原：与毒素结合可以中和其毒性；与病原体结合，可以阻止其对机体细胞的粘附和感染。Ig 单体分子可结合2 个抗原表位，为2 价；分泌型IgA 为4 价；五聚体IgM 理论上为10 价，由于空间位阻，只能结合5 个抗原表位，为5 价。
2 C 区的功能
2.1 激活补体系统：Ab(IgM、IgG)与Ag 结合形成复合物可通过启动C1q 激活补体
经典途径；IgG4、IgA 和IgE 的聚合物可以激活补体旁路途径。 2.2 介导免疫细胞活性
2.2.1 抗体的调理作用（opsonization）：抗体如IgG（特别是IgG1 和IgG3）的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc 受体（FcγR）结合，可增强吞噬细胞的
吞噬功能。
2.2.2 抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）：指具有杀伤活性的细胞如NK 细胞通过其表面表达的Fc受体识别包被于靶抗原（如细菌或肿瘤细胞）上抗体的Fc 段，直接杀伤靶细胞。 2.2.3 介导超敏反应：主要包括Ⅰ型（IgE）、Ⅱ型和Ⅲ型超敏反应（IgG 和IgM)。 2.3 穿过胎盘和粘膜：IgG 是唯一能够从母体通过胎盘屏障转运到胎儿体内的Ig，对新生儿抗感染具有重要意义；分泌型IgA 合成和主要作用部位在粘膜，是粘膜局部抗感染的重要免疫分子。
(六)各类免疫球蛋白的特性和功能
1 IgG
1.1 一般性质：IgG 主要以单体形式存在，是血清中含量最高的Ig，约占其总量
的75%；半衰期最长(20～23 天)；主要由脾脏和淋巴结中的浆细胞合成，可以与SPA 结合，用于IgG 的纯化和临床诊断。
1.2 发挥重要免疫学效应：是唯一可以通过胎盘的抗体，对新生儿抗感染具有重要意义；可通过经典途径激活补体（IgG3>IgG1>IgG2）；对细胞性抗原可产生ADCC作用；调理作用；介导Ⅱ型和Ⅲ型超敏反应。
1.3 是抗感染的主要抗体：大多数抗菌、抗病毒和抗毒素抗体都是IgG 类，某些自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体也属于IgG 类。
2 IgM
2.1 一般性质：五聚体，分子量最大，又称巨球蛋白；是人类发育过程中最早合
成和分泌的Ig；半衰期5 天，血清中特异性IgM 含量增高提示有近期感染，有助于临床早期诊断；不能通过胎盘，如果脐带血或新生儿血清中IgM 水平升高，表明胎儿有宫内感染。
2.2 是体液免疫应答中最早产生的Ig，在机体早期免疫防御中具有重要作用。 2.3 激活补体的经典途径。也可介导Ⅱ型和Ⅲ型超敏反应。 2.4 膜表面IgM（mIgM）是B 细胞抗原受体（BCR）的主要成分，与相应抗原作用，引发体液免疫应答。
2.5 某些自身抗体如类风湿因子属于IgM。
3 IgA
分为两型：约占总Ig 的15%～20％；血清型IgA 以单体形式存在，主要存在于血清中；分泌型IgA（secretory IgA，SIgA）主要以二聚体形式存在，由J 链连接，含内皮细胞合成的分泌片。SIgA 主要存在于粘膜表面和外分泌液中，可中和毒素和病毒，阻止微生物对粘膜的吸附。婴儿可从母乳中获取SIgA，获得自然被动免疫。此外，IgA 聚合物还可参与激活补体旁路途径。
4 IgD
单体分子，占总Ig 的1%；血清中IgD 的确切功能尚不清楚。IgD（mIgD）作为B 细胞表面的抗原识别受体（BCR），可接受相应抗原的刺激，同时IgD 是B 细胞分化成熟的标志，未成熟的B 细胞仅表达mIgM，成熟B 细胞可同时表达mIgM 和mIgD，活化后的B 细胞其表面mIgD 逐渐消失。
5 IgE
是血清中含量最低的Ig，主要由呼吸道（如鼻咽、扁桃体、支气管）和胃肠道等处的粘膜固有层的浆细胞产生，可与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面高亲合力的FcεRI 结合，介导Ⅰ型超敏反应发生。
