抗體，又稱免疫球蛋白，是機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的糖蛋白，能與誘發(fā)該反應(yīng)的抗原發(fā)生高度特異性結(jié)合。

抗體結(jié)構(gòu)

一個(gè)抗體分子由兩條重鏈（每條分子量約50千道爾頓）和兩條輕鏈（每條分子量約25千道爾頓）組成，各條肽鏈通過二硫鍵相互連接，形成特征性的Y型結(jié)構(gòu)，整體分子量約150千道爾頓。每個(gè)抗體分子都具有結(jié)構(gòu)不同的可變區(qū)和恒定區(qū)。

可變區(qū)決定了抗體的抗原結(jié)合特異性，該區(qū)域包含兩個(gè)抗原結(jié)合片段結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域均可結(jié)合一種特定的抗原表位（即抗原中被抗體識(shí)別的部分）。因此，一個(gè)抗體分子可同時(shí)結(jié)合同一抗原上的兩個(gè)相同表位。

抗體的恒定區(qū)包含可結(jié)晶片段區(qū)域，該區(qū)域能與白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面表達(dá)的可結(jié)晶片段受體相互作用，而這類相互作用是激活免疫系統(tǒng)多種效應(yīng)功能的關(guān)鍵。每個(gè)抗體分子的抗原結(jié)合片段與可結(jié)晶片段區(qū)域之間，均由兩個(gè)鉸鏈區(qū)連接。

配圖：抗體結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)注抗原結(jié)合位點(diǎn)、可變區(qū)、恒定區(qū)、輕鏈、重鏈等核心結(jié)構(gòu)

抗體的類型及其作用

抗體主要有五種亞型，每種亞型的結(jié)構(gòu)和功能均存在顯著差異，分別為免疫球蛋白G、免疫球蛋白M、免疫球蛋白A、免疫球蛋白E和免疫球蛋白D。

配圖：五種主要抗體亞型示意圖，展示各亞型獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形態(tài)與功能特征

IgG——免疫防御與被動(dòng)免疫

免疫球蛋白G是人體血清中含量最豐富的免疫球蛋白，占血液中總免疫球蛋白的70%~75%。其鉸鏈區(qū)的大小、柔韌性，以及二硫鍵的數(shù)量和位置存在結(jié)構(gòu)差異，由此形成四種不同的亞類，即免疫球蛋白G1、G2、G3和G4，每一種亞類都具有獨(dú)特的效應(yīng)功能。

蛋白質(zhì)抗原通常會(huì)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫球蛋白G1和G3，而多糖抗原引發(fā)的免疫應(yīng)答則主要與免疫球蛋白G2和G4相關(guān)。免疫球蛋白G的高豐度使其成為體液免疫系統(tǒng)的核心成分，體液免疫正是依靠細(xì)胞外液中的抗體中和病原體發(fā)揮作用。

免疫球蛋白G為小分子單體結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散能力強(qiáng)，是細(xì)胞外液中含量最高的免疫球蛋白。它能與吞噬細(xì)胞及其他溶細(xì)胞效應(yīng)細(xì)胞表面的可結(jié)晶片段受體結(jié)合，進(jìn)而啟動(dòng)抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用。這是一種細(xì)胞介導(dǎo)的免疫機(jī)制，吞噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞可通過該機(jī)制裂解被抗體包裹的靶細(xì)胞。

免疫球蛋白G還能通過啟動(dòng)調(diào)理作用促進(jìn)吞噬過程：病原體（如細(xì)菌）會(huì)被抗體包裹，從而更容易被吞噬細(xì)胞識(shí)別并吞噬。

免疫球蛋白G在被動(dòng)免疫和主動(dòng)免疫中均發(fā)揮關(guān)鍵作用，也是唯一能通過胎盤的免疫球蛋白，可為發(fā)育中的胎兒及新生兒出生后前幾個(gè)月提供被動(dòng)免疫保護(hù)。研究表明，熱處理的初乳能提高新生犢牛血清中的免疫球蛋白G濃度，從而增強(qiáng)其被動(dòng)免疫能力，但該方法也可能存在相關(guān)副作用。

與之相對(duì)，主動(dòng)免疫可通過疫苗接種誘導(dǎo)產(chǎn)生。例如，曾感染新型冠狀病毒的人群接種一劑新冠信使核糖核酸疫苗后，體內(nèi)可產(chǎn)生大量靶向新冠病毒刺突蛋白受體結(jié)合域的免疫球蛋白G，并產(chǎn)生替代中和作用。

IgM——早期免疫應(yīng)答與補(bǔ)體激活

免疫球蛋白M是分子量最大的抗體亞型，也是機(jī)體接觸抗原或微生物后，初次免疫應(yīng)答中最先分泌的抗體，能為機(jī)體提供即時(shí)免疫保護(hù)、調(diào)控免疫功能并維持免疫耐受。

免疫球蛋白M約占血清總免疫球蛋白的5%，其主要存在形式為五聚體，由五個(gè)相同的亞基通過二硫鍵與J鏈連接而成；此外，黏膜相關(guān)淋巴組織及其他腺體組織中的漿細(xì)胞可合成分泌型免疫球蛋白M，B細(xì)胞表面則會(huì)表達(dá)單體形式的免疫球蛋白M，參與抗原識(shí)別和B細(xì)胞活化。

由于分子量大且為多聚體結(jié)構(gòu)，免疫球蛋白M主要存在于血管內(nèi)，對(duì)單個(gè)抗原表位的結(jié)合親和力低于免疫球蛋白G。但五聚體形式的免疫球蛋白M擁有10個(gè)抗原結(jié)合位點(diǎn)，總結(jié)合力（親合力）較強(qiáng)，這使其成為經(jīng)典補(bǔ)體途徑的高效激活劑，同時(shí)也是凝集反應(yīng)的強(qiáng)效誘導(dǎo)劑。

免疫球蛋白M常被用作診斷急性或近期感染的指標(biāo)，但在新型冠狀病毒感染中，研究者發(fā)現(xiàn)了非常規(guī)的免疫球蛋白M特異性應(yīng)答現(xiàn)象。

IgA——黏膜保護(hù)與新生兒防御

免疫球蛋白A約占血清總免疫球蛋白的10%~15%，同時(shí)廣泛存在于鼻腔黏液、唾液、母乳、腸液等多種分泌物中。它分為免疫球蛋白A1和A2兩個(gè)亞類，二者的主要差異體現(xiàn)在鉸鏈區(qū)的結(jié)構(gòu)上。

免疫球蛋白A是黏膜免疫的核心分子，為呼吸道、胃腸道等黏膜表面抵御病原體入侵提供第一道防線。IgA缺乏癥患者的感染易感性顯著升高，這一現(xiàn)象也印證了其在維持黏膜免疫中的重要性。研究表明，免疫球蛋白A能有效清除輪狀病毒等胃腸道病毒病原體，并預(yù)防再次感染；此外，選擇性免疫球蛋白A缺乏還是哮喘患者反復(fù)發(fā)生肺部感染的重要危險(xiǎn)因素。

IgE——過敏反應(yīng)與抗寄生蟲防御

免疫球蛋白E是血清中含量最低的免疫球蛋白，健康人體內(nèi)其濃度約為免疫球蛋白G的萬分之一。但在I型超敏反應(yīng)中，其水平會(huì)顯著升高，支氣管肺曲霉病等過敏性疾病、血吸蟲病等寄生蟲感染均會(huì)出現(xiàn)這一特征。

病原體入侵時(shí)，通過高親和力受體結(jié)合在肥大細(xì)胞表面的免疫球蛋白E會(huì)因與抗原結(jié)合發(fā)生交聯(lián)，進(jìn)而觸發(fā)肥大細(xì)胞脫顆粒，釋放炎癥介質(zhì)并招募嗜酸性粒細(xì)胞至感染部位。隨后，嗜酸性粒細(xì)胞會(huì)通過類似抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用的機(jī)制殺傷病原體。

IgD——B細(xì)胞與T細(xì)胞調(diào)控

免疫球蛋白D的主要功能是作為B細(xì)胞表面的B細(xì)胞抗原受體，參與B細(xì)胞的多種生理過程，包括B細(xì)胞成熟、外周免疫耐受維持、活化，甚至可能參與B細(xì)胞的沉默調(diào)控。

目前，免疫球蛋白D發(fā)揮功能的具體機(jī)制及完整作用范圍仍在研究中，但現(xiàn)有證據(jù)表明，它參與調(diào)節(jié)B細(xì)胞的選擇過程、維持B細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而影響體液免疫應(yīng)答。近期研究還發(fā)現(xiàn)，免疫球蛋白D信號(hào)通路或可成為治療自身免疫性疾病、血液系統(tǒng)疾病等T細(xì)胞相關(guān)疾病的新型治療靶點(diǎn)。

配圖：抗體結(jié)合病毒顆粒三維示意圖，展示免疫系統(tǒng)中和病原體、預(yù)防感染的免疫應(yīng)答過程

駱駝科動(dòng)物抗體

駱駝科動(dòng)物重鏈抗體（常被稱為納米抗體）是一類特殊的抗體，其結(jié)構(gòu)中僅包含重鏈，缺少傳統(tǒng)抗體必備的輕鏈。這一獨(dú)特結(jié)構(gòu)于1989年在分析駱駝血清中的總免疫球蛋白G及分離后的免疫球蛋白G時(shí)首次被發(fā)現(xiàn)。

駱駝科動(dòng)物抗體的抗原結(jié)合位點(diǎn)僅由一個(gè)可變結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，這種單域結(jié)構(gòu)使其具備多種優(yōu)勢(shì)，成為極具潛力的治療候選分子：分子量更小，更易穿透組織；溶解度和熱穩(wěn)定性高，提升了分子穩(wěn)定性且更易生產(chǎn)；對(duì)靶抗原的親和力和特異性強(qiáng)；免疫原性低，能降低機(jī)體發(fā)生不良免疫反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

研究證實(shí)，駱駝科動(dòng)物抗體在診斷體系中具有更高的靈敏度和特異性，可用于檢測(cè)癌細(xì)胞、退行性疾病生物標(biāo)志物、病毒抗原、細(xì)菌毒素及殺蟲劑等。

抗體在疾病研究與治療中的應(yīng)用

抗體已成為研究和治療多種疾病的重要且發(fā)展迅速的藥物類別，適用于癌癥、自身免疫性疾病、感染性疾病、血液系統(tǒng)惡性腫瘤等多種病癥。事實(shí)上，治療性抗體是目前臨床獲批生物藥物中增長最快的類別，在腫瘤學(xué)、自身免疫病等多個(gè)疾病領(lǐng)域均展現(xiàn)出顯著療效，未來發(fā)展?jié)摿薮?。抗體工程、抗體藥物偶聯(lián)物及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，正進(jìn)一步提升抗體的療效，并拓展其治療應(yīng)用范圍。

抗體在診斷中的應(yīng)用

基于抗體的檢測(cè)方法，如側(cè)流免疫分析和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)，是臨床診斷中的重要工具。研究表明，這兩種方法檢測(cè)新型冠狀病毒刺突蛋白和核衣殼蛋白對(duì)應(yīng)的免疫球蛋白G和M時(shí)，結(jié)果具有一致性，因此在分子檢測(cè)手段有限的場(chǎng)景中，可用于新型冠狀病毒的檢測(cè)。

此外，基于免疫球蛋白G和M聯(lián)合檢測(cè)的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)對(duì)新型冠狀病毒的診斷準(zhǔn)確率最高，其靈敏度顯著高于單獨(dú)檢測(cè)任一抗體亞型。但在其他檢測(cè)場(chǎng)景中，抗體亞型的選擇會(huì)影響檢測(cè)方法的性能。

抗體的治療應(yīng)用

基于抗體的治療藥物如今能夠靶向以往無法成藥的靶點(diǎn)，這不僅讓人們對(duì)生物過程有了更深入的理解，也推動(dòng)了多種疾病潛在治療方案的研發(fā)。其中，治療性抗體靶向細(xì)胞內(nèi)腫瘤抗原的研究方向極具前景，有望實(shí)現(xiàn)腫瘤治療的臨床轉(zhuǎn)化。抗體工程技術(shù)的多項(xiàng)進(jìn)展相互融合，持續(xù)推動(dòng)著新型、高效抗體治療藥物的研發(fā)。

資料來源

1.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3670108/

2.www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/immunoglobulin-g

3.www.sciencedirect.com/.../immunoglobulin-m

4.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1782559/

5.www.sciencedirect.com/.../immunoglobulin-e

6.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1782314/

7.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5701970/

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