第四节 各类免疫球蛋白的特点
五类免疫球蛋白都有结合抗原的共性，但它们在分子结构、体内分布、血清水平及生物活性等方面又各具特点(表2-2)。
表2-2五类Ig的代谢、分布及生物活性
| 性状 |
IgG |
IgA |
IgM |
IgD |
IgE |
| 血清含量(mg/dL) |
1200 |
200 |
120 |
3 |
0.04 |
| 相对含量(%) |
75～85 |
10～15 |
5～10 |
0.05 |
0.03 |
| 合成率(mg/kg·d) |
33 |
24 |
7 |
0.4 |
0.02 |
| 分解率(%/d) |
7 |
25 |
8 |
37 |
71 |
| 半衰期(d) |
23 |
6 |
5 |
3 |
2 |
| 血管内分布(%) |
50 |
50 |
80 |
75 |
50 |
| 外分泌液中 |
- |
+ |
± |
- |
+ |
| 结合补体 |
+ |
- |
+ |
- |
- |
| 透过胎盘 |
+ |
- |
- |
- |
- |
| 与肥大细胞结合 |
(IgG4) |
- |
- |
- |
+ |
| 与Mφ和B-C结合 |
+ |
- |
- |
- |
+ |
(一)IgG
IgG为标准的单体Ig分子，含1个或更多的低聚糖基团，电泳速度在所有血清蛋白中最慢。IgG是再次免疫应答的主要抗体，具有吞噬调理作用、中和毒素作用、中和病毒作用、介导ADCC、激活补体经典途径、并可透过胎盘传输给胎儿；IgGFc片段可结合类风湿因子及其他抗γ球蛋白抗体，致敏异种(豚鼠)皮肤；还有抗核抗体、抗Rh抗体、肿瘤封闭抗体等均属IgG；因而IgG有多能免疫球蛋白之称。
IgG合成速度快、分解慢、半衰期长，在血内含量最高，约占整个Ig的75%；各亚类所占比例大约为：IgG160%～70%，IgG215%～20%，IgG35%～10%，IgG41%～7%，各亚类的比例随年龄及遗传背景而有变化；同时各亚类的生物学和免疫学性质也不尽相同(表2-3)。
表2-3IgG各亚类的生物活性
性状 |
IgG1 |
IgG2 |
IgG3 |
IgG4 |
激活补体 |
++ |
+ |
+++ |
- |
透过胎盘 |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
结合FcγRⅠ |
+++ |
- |
+++ |
++ |
结合FcγRⅡ |
+++ |
+ |
+++ |
- |
结合FcγRⅢ |
+++ |
- |
+++ |
- |
结合A蛋白 |
+++ |
+++ |
± |
+++ |
结合G蛋白 |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
结合类风湿因子 |
++ |
++ |
++ |
++ |
致敏异种皮肤 |
++ |
- |
++ |
++ |
中和毒素 |
+++ |
+ |
+ |
++ |
抗Rh抗体 |
+++ |
- |
+++ |
- |
(二)IgM
IgM为五聚体，是Ig中分子最大者。分子结构呈环形，含一个J链，各单位通过μ链倒数第二位的二硫键与J链互相连接。结构模式见图2-4。μ链含有5个同源区，其CH3和CH4相当于IgG的CH2和CH3，无铰链区。
图2-4免疫球蛋白多聚体结构
从化学结构上看，IgM结合抗原的能力可达10价，但实际上常为5价，这可能是因立体空间位阻效应所致。当IgM分子与大颗粒抗原反应时，5个单体协同作用，效应明显增大。IgM凝集抗原的能力比IgM大得多，激活补体的能力超过IgG1000倍；由于吞噬细胞缺乏IgM的特异受体，因而IgM没有独立的吞噬调理作用；但当补体存在时，它能通过C3b与巨噬细胞结合以促进吞噬。虽然IgM单个分子的杀菌和调理作用均明显高于IgG抗体，但因其血内含量低、半衰期短、出现早、消失快、组织穿透力弱，故其保护作用实际上常不如IgG。
血型同种凝集素和冷凝集素的抗体类型是IgM，不能通过胎盘，新生儿脐血中若IgM增高，提示有宫内感染存在。在感染或疫苗接种以后，最先出现的抗体是IgM；在抗原的反复刺激下，可通过Ig基因的类转换而转向IgG合成。当分泌物中IgA缺陷时，IgM也和IgA一样可结合分泌片而替代IgA。IgM也是B细胞中的主要表面膜Ig，作为抗原受体而引发抗体应答。
(三)IgA
IgA分为血清型和分泌型两种类型。
大部分血清IgA为单体，大约10%～15%为双聚体，也发现少量多聚体。IgA功能区的分布与IgG十分相似，两个亚类(IgA1和IgA2)的最大差异在铰链区。IgA2缺少H-L链间二硫键区域，容易被解离分开。从含量、稳定性和半衰期看，血清型IgA虽不如IgG，但高于其他类Ig。IgA可以结合抗原，但不能激活补体的经典途径，因此不能象IgG那样发挥许多的生物效应，所以过去曾误以为血清型IgA的意义不大；近年的研究发现，循环免疫复合的抗体中有相当比例的IgA，因而认为：血清型IgA以无炎症形式清除大量的抗原，这是对维持机体内环境稳定的非常有益的免疫效应。
分泌型IgA(SigA)为双聚体，沉降系数11S，分子量400kD。每一SigA分子含一个J链和一个分泌片(图2-4)。α链、L链和J链均由浆细胞产生，而分泌片由上皮细胞合成。J链通过倒数第二位二硫键将2个IgA单体互相连接；结合分泌片后SIgA的结构更为紧密而不被酶解，有助于SIgA在粘在粘膜表面及外分泌液中保持抗体活性。外分泌液中的高浓度IgA主要为局部合成，特别是在肠相关淋巴样组织(GALT)内。
分泌型IgA性能稳定，在局部浓度大，能抑制病原体和有害抗原粘附在粘膜上，阻挡其进入体内；同时也因其调理吞噬和溶解作用，构成了粘膜第一线防御机制；母乳中的分泌型IgA提供了婴儿出生后4～6月内的局部免疫屏障；因此常称分泌型IgA为局部抗体。有关SIgA的免疫作用参见第七章。
(四)IgD
IgD的分子结构与IgG非常相似，有明显的铰链区，其蛋白质高度糖基化。IgD性能不稳定，在分离过程中易于聚合，又极易被酶裂解。虽然有些免疫应答可能与特异性IgD抗体有关，但它并不能激活任何效应系统。某些自身免疫病及过敏反应病患者血中存在IgD类抗核抗体或抗青霉素IgD抗体。正常人血清内IgD浓度很低，但在血循环内B细胞膜表层可检出IgD，其功能主要是作为B细胞表面的抗原受体。在B细胞发育的某些阶段，膜IgD的合成增强。大部分慢性淋巴细胞白血病病人B细胞表面带膜IgD，并常同时有膜IgM。
(五)IgE
IgE为单体结构，分子量大于IgG和单体IgA，含糖量较高，ε链有6个低聚糖侧链。象IgM一样，IgE也有5个同源区，CH2功能区置换了其他类重链的铰链区。正常人血清中IgE水平在5类Ig中最低，分布于呼吸道和肠道粘膜上的IgE稍多，可能与IgE在粘膜下淋巴组织内局部合成有关。IgE水平与个体遗传性和抗原质量密切相关，因而其血清含量在人群中波动很大，在特应性过敏症和寄生虫感染者血清中IgE水平可升高。IgE不能激活补体及穿过胎盘，但它的Fc段能与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的受体结合，介导Ⅰ型变态反应的发生，因此又称亲细胞抗体。
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