5种免疫球蛋白：典型结构特征&特性比较【建议收藏】

在哺乳动物中，抗体由α、δ、ε、γ和μ 5条重链组成，根据抗体重链的不同可分为IgA、IgD、IgE、IgG和IgM 5种同型。它们在恒定区序列和数量、铰链结构、抗体结合价数等方面存在差异。

哺乳动物抗体轻链可分为κ和λ两类，其中κ轻链较为常见。虽然它们的蛋白质序列不同，但它们的结构和功能是相似的。通过同型转换机制，可以产生具有相同可变区和不同恒定区的同型抗体，具有相同的抗原特异性，但作用能力不同。同型转换是不可逆的，B细胞通常先表达IgM和IgD，然后是IgG、IgE和IgA。

IgG/D/E以单体形式存在，IgM为五聚体，是Ig中最大的分子。分子结构为圆形，包含一个J链，并且在倒数第二μ链上通过二硫键与J链相连。IgA有两种类型，血清型和分泌型。血清IgA多数为单体，约10%-15%为二聚体，也有少量聚合物存在。分泌型IgA是一个二聚体，每个分泌型IgA分子包含一个J链和一个分泌片。

血清中5种免疫球蛋白的浓度由高到低依次为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。半衰期也依次减少。IgG的糖基化比例最低(按重量计)，约为3%，IgA为6%，IgD/E/M为13%。

IgG/D/E和血清型IgA主要以单体形式存在，因此它们有两个抗原结合位点。分泌的IgA是二聚体，因此有四个抗原结合位点。IgM是一种5-聚合物，理论上有10个抗原结合位点，但由于位阻作用，一般只能结合5个位点。

免疫球蛋白对于抵抗外来入侵的病原体或者异物等外来性的抗原，有非常重要的作用。

IgG是最丰富的抗体类型，存在于所有体液中，在体液免疫反应中起关键作用。它可以预防细菌和病毒感染，是再免疫反应的主要抗体。具有吞噬调节、中和毒素、中和病毒、介导ADCC、激活补体经典途径等功能。

IgG是唯一一种可以穿过胎盘的Ig，在出生后的头几个月里，它主要负责保护新生儿。

IgG Fc片段可以结合类风湿因子和其他抗γ球蛋白抗体使异种(豚鼠)皮肤致敏。许多抗体属于IgG；因此，IgG被称为多能性免疫球蛋白。

IgG1占总IgG的60%至65%，主要负责胸腺介导的针对蛋白质和多肽抗原的免疫反应。IgG1与吞噬细胞的Fc受体结合，通过与C1复合物结合激活补体级联反应。IgG1缺乏通常是低丙种球蛋白血症的征兆。

IgG2是第二大IgG亚型，占主要亚型的20%至25%，并对碳水化合物/多糖抗原进行普遍免疫反应。IgG2缺乏症是所有igg同型缺乏症中最常见的，与婴儿反复呼吸道感染有关。

IgG3约占总IgG的5%至10%，在针对蛋白质或多肽抗原的免疫反应中起主要作用。IgG3具有比IgG1更高的亲和力。

IgG4通常占IgG总数的4%以下，并且不与多糖结合。IgG4与食物过敏有关。浆细胞浸润所致的硬化性胰腺炎、胆管炎和间质性肺炎患者血清IgG4水平升高。

IgA存在于粘膜，如呼吸道和消化道，以及唾液、眼泪和母乳中。你可以结合抗原，但你不能激活补体的经典途径。血清型IgA以非炎症形式清除大量抗原并维持稳定的内环境。IgA结合分泌片结构更致密，不易被酶分解，有助于维持粘膜表面和外分泌液中的抗体活性。外分泌液中高浓度的IgA主要是局部合成，尤其是在肠相关淋巴组织(GALT)中。局部浓度大可抑制病原体和有害抗原粘附粘膜，阻断其进入机体;同时，由于其调理吞噬和溶解作用，构成了粘膜的一线防御机制。因此，分泌的IgA常被称为局部抗体。

母乳中分泌的IgA在出生后4到6个月提供了局部免疫屏障。最常见的抗体缺陷是选择性IgA缺陷(SIgAD)。选择性IgA缺乏症患者更容易患上自身免疫性疾病，如类风湿关节炎、狼疮、过敏和哮喘。

IgA1约占血清中IgA总浓度的85%，对蛋白抗原具有良好的免疫应答，对多糖和脂多糖的应答程度较低。

IgA2仅占血清中总IgA的15%，在呼吸道、眼睛和胃肠道粘膜中对多糖和脂多糖抗原起关键作用。它对蛋白酶(包括细菌蛋白酶)的水解也有良好的抵抗力，表明它在抵抗细菌感染方面起着重要作用。IgA1/IgA2比值的变化通常与特定疾病状态密切相关，如复发性呼吸道感染或一种称为IgA肾病的肾脏疾病。

IgM主要存在于血液和淋巴液中，是机体产生的抵抗新感染的第一抗体，是最有效的补体固定免疫球蛋白，在补体激活和凝血浓度方面，它具有重要意义，约占正常血清Ig含量的10%。

IgM也作为B细胞抗原受体在B淋巴细胞的质膜上以单体形式表达。IgM对抗原的凝集能力远远大于IgG，激活补体的能力是IgG的1000倍以上。由于缺乏IgM特异性受体，IgM没有独立的吞噬作用。但当补体存在时，它可以通过C3b与巨噬细胞结合，促进吞噬。

虽然IgM单分子的杀菌和拮抗作用明显高于IgG抗体，但由于其血含量低、半衰期短、出现早、消失快、组织穿透力弱等特点，其保护作用实际上往往不如IgG抗体。

血型异型凝集素和冷凝集素的抗体类型为IgM，不能穿过胎盘。如果新生儿脐带血IgM升高，则表明存在宫内感染。在抗原的反复刺激下，IgG的合成可通过Ig基因的类切换而发生移位。当IgA在分泌物中出现缺陷时，IgM也可以与IgA等分泌片结合代替IgA。

IgD的分子结构与IgG非常相似，具有不同的铰链区。它的蛋白质高度糖基化。IgD性质不稳定，在分离过程中容易聚合，容易被酶裂解。虽然某些免疫反应可能与特异性IgD抗体有关，但它不激活任何效应系统。

部分自身免疫性疾病及过敏反应患者血液中存在IgD抗核抗体或抗青霉素IgD抗体。正常人血清中IgD的浓度很低，但在血液循环中可以在B细胞膜表面检测到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合成增强。大多数慢性淋巴细胞白血病患者在B细胞表面有膜性IgD和膜性IgM。

IgE为单体结构，正常人血清IgE水平是5种Ig中最低的。呼吸道和肠黏膜分布的IgE略多，可能与黏膜下淋巴组织局部合成IgE有关。

IgE水平与个体遗传力和抗原质量密切相关，因此其血清含量在人群中波动较大。IgE不能激活补体并穿过胎盘，主要是为了防御寄生虫的入侵，并与过敏反应有关。

当花粉、毒液、真菌、孢子、尘螨、宠物皮屑等抗原与附着在细胞上的IgE Fab部分结合时，细胞脱颗粒，释放肝素、组胺、蛋白水解酶、白三烯、细胞因子等，引起血管舒张，小血管通透性增加，液体从毛细血管逸入组织，引起过敏症状。嗜酸性粒细胞和Fc受体与IgE包被的寄生虫结合可导致寄生虫死亡。在一种罕见的影响肌肉协调的遗传性疾病(共济失调毛细血管扩张症)中，IgE水平很低。

综上所述，这五种抗体主要是根据恒定区的序列差异来划分的。IgG是最丰富的，具有多种功能。然而，其他四种类型的Ig也有各自的功能，缺乏或不成比例可导致疾病症状的反应。