人類生活在復(fù)雜多變的環(huán)境中，每時每刻都會接觸到各種各樣的微生物，受到一些類似抗原物質(zhì)的侵?jǐn)_，從而使機體致病。為了抵御這些外來侵?jǐn)_，使自身得以繼續(xù)生存，人體必須形成幾十萬、幾百萬甚至更多種相應(yīng)的特異性
抗體以抵抗外界的抗原物質(zhì)，才能免遭其害，保護自己。我們會從抗體的產(chǎn)生及多樣性進行其原因的闡述與分析。
1.抗原的呈遞
抗原呈遞細(xì)胞（antigen presenting cell, APC）的抗原呈遞作用是一個涉及抗原攝取、處理與呈遞的復(fù)雜過程。zui主要的抗原呈遞分子是主要組織相容性復(fù)合物（majorhistocompatibility complex, MHC）。MHC分為兩個大類：MHC-I和MHC-II,它們呈遞的抗原蛋白來源不同，降解抗原的方式不同，結(jié)合肽段長度也不同，可以分別將抗原呈遞給細(xì)胞毒性T細(xì)胞 (CD8 T cell) 和輔助型T細(xì)胞 (CD4 T cell)[3,4] 。結(jié)合現(xiàn)以MHC-II呈遞外源性蛋白為例簡述抗原提成過程。
外源性抗原經(jīng)APC吞噬或吞飲作用，被攝入胞內(nèi)形成吞噬體，后者與溶酶體融合形成吞噬溶酶體。抗原在吞噬溶酶體內(nèi)酸性環(huán)境中被蛋白水解酶降解為小分子多肽，其中具有免疫原性的稱為抗原肽[3,5]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的MHC-II類分子進入高爾基體后，由分泌小泡攜帶，通過與吞噬溶酶體融合，使抗原肽與小泡內(nèi)MHC-Ⅱ類分子結(jié)合形成抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物。所形成的復(fù)合物可能在高爾基復(fù)合體參與下被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞膜表面，被T細(xì)胞受體（TCR）識別并呈遞給TH細(xì)胞[6]。供TCR識別的先決條件是兩種細(xì)胞的直接接觸并相互作用。這種細(xì)胞間的相互作用涉及APC與TH表面多種分子。除了TCR特異性地同時識別多肽-MHC-Ⅱ分子的復(fù)合物外，某些粘附分子也參與抗原呈遞過程。活化的TH細(xì)胞可分泌各種細(xì)胞因子，用于B細(xì)胞、Tc細(xì)胞等的激活過程，產(chǎn)生可清除抗原的特異性抗體。
2.B細(xì)胞分化及抗體的產(chǎn)生
哺乳類動物B細(xì)胞的分化過程主要可分為前B細(xì)胞、不成熟B細(xì)胞、成熟B細(xì)胞、活化B細(xì)胞和漿細(xì)胞五個階段。其中前B細(xì)胞和不成熟B細(xì)胞的分化是抗原非依賴的，其分化過程在骨髓中進行，不成熟B細(xì)胞開始表達膜結(jié)合型IgM（mIgM）。抗原依賴階段是指成熟B細(xì)胞（膜表面同時表達mIgM和mIgD）在抗原刺激后，在APC和TH細(xì)胞的輔助下成為活化B細(xì)胞（mIg水平逐漸降低，分泌型Ig逐漸增加，并可發(fā)生Ig基因重鏈的類別轉(zhuǎn)換），并繼續(xù)分化為合成和分泌抗體的漿細(xì)胞，發(fā)揮體液免疫的功能，這個階段的分化主要是在外周免疫器官中進行的。
因此，抗體存在于脊椎動物的血液等體液中，及其B細(xì)胞的細(xì)胞膜表面，其主要功能是與抗原結(jié)合后，有效地清除侵入機體內(nèi)的微生物、寄生蟲等異物。
抗體是具有4條多肽鏈的對稱結(jié)構(gòu)，其中2條較長、相對分子量較大的相同的重鏈（H鏈）；2條較短、相對分子量較小的相同的輕鏈（L鏈）。鏈間由二硫鍵和非共價鍵聯(lián)結(jié)形成一個由4條多肽鏈構(gòu)成的單體分子。輕鏈有κ和λ兩種，重鏈有γ、μ、α、ε和δ五種[7]，依據(jù)重鏈分型不同Ig分為IgM、IgG、IgA、IgD和IgE 五類。
整個抗體分子可分為恒定區(qū)和可變區(qū)兩部分。在給定的物種中，不同抗體分子的恒定區(qū)都具有相同的或幾乎相同的氨基酸序列。可變區(qū)位于"Y"的兩臂末端，也稱抗原結(jié)合片段（antigen-binding fragment, Fab），一個抗體分子上的兩個抗原結(jié)合部位是相同的；"Y"的柄部稱結(jié)晶片段（crystalline fragment, FC）。
3.免疫球蛋白多樣性
抗體的組成極為復(fù)雜，是由成千上萬、多種多樣的Ig分子所組成。這些Ig分子在形狀、大小、結(jié)構(gòu)以及氨基酸的組成和排列上，既相似，又有差別。
3.1可變區(qū)異質(zhì)性
恒定區(qū)的基因可以決定Ig分子的類別和亞類，為造成Ig分子多樣性的原因，但造成免疫球蛋白分子多樣性的主要原因在于可變區(qū)的異質(zhì)性。
在可變區(qū)內(nèi)有一小部分氨基酸殘基變化特別強烈，這些氨基酸的殘基組成和排列順序更易發(fā)生變異，稱高變區(qū)。高變區(qū)位于分子表面，zui多由17個氨基酸殘基構(gòu)成，少則只有2~3個。高變區(qū)是抗原結(jié)合位，與抗原表位互補，又稱為互補決定區(qū)（complement-determiningregions，CDRs）[8]，其氨基酸序列決定了該抗體結(jié)合抗原抗原的特異性[9,10]。重鏈及輕鏈各含有三個CDR，在三維空間結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)為環(huán)狀，分布在抗體分子表面與抗原特異性結(jié)合。
3.2 V(D)J重組
抗體的L鏈由C、V、J三個基因簇編碼
H鏈由C、V、D、J四個基因簇編碼
人類控制免疫球蛋白H鏈的基因位點在第14號染色體長臂上，由編碼可變區(qū)的V基因片段（VH）、D基因片段（DH）、J基因片段（JH）、C基因片段（CH）4類基因片段組成，其中VH有45種、DH有23種、JH有6種、CH有9種[18]。H鏈上的恒定區(qū)由C基因片段控制，一般是恒定不變的；H鏈上的可變區(qū)由VH、DH、JH 3種基因片段控制。在漿細(xì)胞成熟過程中重鏈基因的VH、JH、DH 3種基因片段間可以發(fā)生隨機重組，不同的組合導(dǎo)至產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的重鏈基因。
根據(jù)體細(xì)胞基因重排學(xué)說，B細(xì)胞在完成重鏈可變區(qū)基因的重排后，開始輕鏈（Lλ鏈和Lκ鏈）可變區(qū)基因的重排。人類控制Lλ鏈的基因位點在第22號染色體長臂上，有Vλ、Jλ和Cλ 3類基因片段，其中Vλ有30種、Jλ有4種、Cλ有4種。Lλ鏈上的恒定區(qū)由Cλ基因片段控制，一般是恒定不變；Lλ鏈上的可變區(qū)由Vλ和Jλ 2種基因片段控制。在漿細(xì)胞成熟過程中，Lλ鏈基因的Vλ和Jλ 2種基因片段間可以發(fā)生隨機重組，不同的組合產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的Lλ鏈基因。人類控制Lκ鏈的基因位點在第2號染色體短臂上，有Vκ、Jκ、Cκ 3類基因片段，其中Vκ有40種、Jκ有5種、Cκ僅1種。
這些外顯子在重組酶（RE）的作用下，通過多種多樣的重排，所合成出的肽鏈，還要再進一步進行L和H鏈組合，這樣zui后生成的抗體種類就非常多了
原創(chuàng)作者：上海恒遠(yuǎn)生物科技有限公司
總訪問量：7656164 管理登錄
