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免疫学综述1-抗原抗体概述

发布时间:2021.06.04
信息摘要:
       本文就免疫学检测的一些基本原理,如抗原、抗体的定义,抗体的产生、抗原抗体检测的常用方法、原理、抗原抗体检测试剂盒制备方法,抗原抗体检测实操等方面进行研究,旨在提高免疫学检测水平,为后续的研究提供参考。


      

【前言】

免疫学检测[1]是机体识别“自身”与“非己”抗原,对自身抗体形成天然免疫耐受,对“非己”抗原产生排斥作用的一种生理功能的检测。正常情况下,这种生理功能对机体有益,可产生抗感染、抗肿瘤等维持机体生理平衡和稳定的免疫保护作用。在一定条件下,当免疫功能失调时,也会对机体产生有害的反应和结果,如引发超敏反应、自身免疫病和肿瘤等。近几十年来,随着生物医学的研究进展,免疫学以其独特的优势有力的推动了医学和生物学中各个领域的发展。人们对免疫的本质有了更加全面的认识。本文就免疫学检测的一些基本原理,如抗原、抗体的定义,抗体的产生、抗原抗体检测的常用方法、原理、抗原抗体检测试剂盒制备方法,抗原抗体检测实操等方面进行研究,旨在提高免疫学检测水平,为后续的研究提供参考。

 

【抗原】

抗原(Antigen,Ag)是能够引起免疫反应的分子,它是形成特异性免疫反应的必备条件,没有抗原的刺激,就没有特异性免疫的形成。

抗原[2]是指可被T淋巴细胞、B淋巴细胞识别,能够刺激机体免疫系统诱导免疫应答产生相应的抗体和/或致淋巴细胞等免疫物质,同时又能在体内、外与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的物质。一个完整的抗原[3]应包括两方面的基本性质:①免疫原性(Immunogenicity)或抗原性(Antigenicity),即诱导刺激免疫系统产生抗体或致敏淋巴细胞的能力,具有这种能力的物质称为的物质称为免疫原(Immunogen);②免疫反应性(Immunoreactivity),指与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合,引起免疫反应的性能。

具备上述两种特性的物质为完全抗原,仅具有免疫反应性的物质被称为半抗原(Hapten)。抗原是免疫应答的起始因子,机体的免疫应答同抗原的性质有密切的关系。在某些特定条件下,抗原也可引起机体产生免疫耐受性。

 

【抗体】

2.1抗体的定义

抗体(antibody)是指机体由于抗原的刺激而产生的具有保护作用的蛋白质。它是一种由浆细胞(效应B细胞)分泌,被免疫系统用来鉴别与中和外来物质如细菌、病毒等的大型Y形蛋白质,仅被发现存在于脊椎动物的血液等体液中,及其B细胞的细胞膜表面。

2.2抗体的分类

抗体按其反应形式分为凝集素、沉降素、抗毒素、溶解素、调理素、中和抗体、补体结合抗体等。按抗原反应的凝集状态分为完全抗体IgM和不完全抗体IgG等。

2.3抗体产生的原因

在机体的特异性免疫应答过程中产生特异性抗体,在体液免疫中,B淋巴细胞通过B细胞受体(BCR)识别抗原,而T辅助细胞(Th)被抗原呈递细胞(APC)激活,APC对抗原进行摄取、加工、递呈。活化的Th细胞通过分泌多种细胞因子与B细胞上的细胞因子受体结合并相互作用向B细胞提供协同刺激信号。一旦受到刺激,B细胞开始分裂,最终转化为浆细胞。浆细胞分泌抗原特异性抗体,可在血清中检测到。

B细胞在受抗原刺激后,首先合成IgM,然后转为合成IgG等类别的抗体。抗原初次进入机体后产生初次应答。初次应答:潜伏期长(约7~10天)、以IgM为主、抗体亲和力低、维持时间短、总抗体水平低。抗原再次进入机体产生再次的应答:潜伏期短(约2~3天);抗体的种类以IgG为主、抗体亲和力比初次应答明显增强、维持时间长、总抗体水平高。这就是感染早期可检测到IgM ,后期主要检测到IgG的原因。

2.4抗体的主要功能

抗体的功能与其结构密切相关。同一抗体的V区和C区的氨基酸组成和顺序的不同,决定了其功能[7]上的差异。不同抗体的V区和C区在结构变化上具有一定的规律,又使得其在功能上存在共性。V区和C区的组成和结构,决定了抗体的生物学功能。

1) 中和毒素和阻止病原体入侵

识别并特异性结合抗原[8]是抗体的主要功能,执行该功能的结构是抗体的V区,其中CDR部位在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。抗体有单体、二聚体和五聚体,因此结合抗原表位的数目也不相同。抗体结合抗原表位的个数称为抗原结合价。抗体的V区与抗原结合后,借助于c区的作用,在体外可发生各种抗原抗体结合反应,有利于抗原或抗体的检测和功能的判断;在体内可中和毒素、阻断病原体入侵、清除病原微生物;B细胞膜表面的IgM和IgD构成B细胞的抗原识别受体,能辅助B细胞特异性识别抗原分子。

2)激活补体产生攻膜复合物使细胞溶解破坏

IgG1~3和IgM与相应抗原结合后,可因构象改变而使其CH2和CH3结构域内的补体结合点暴露,从而通过经典途径激活补体系统,产生多种效应功能,其中IgM、IgG1和IgG3激活补体系统的能力较强,IgG2较弱。IgA、IgE和IgG4本身难以激活补体,但在形成聚合物后可通过旁路途径激活补体系统。

3)调理吞噬和细胞杀伤作用

调理作用[8] IgG抗体(特别是IgG1和IgG3)的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞表面相应的Fc受体结合,从而增强吞噬细胞的吞噬作用。

抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用[8] 指具有杀伤活性的细胞(如NK细胞)通过其表面的Fc受体识别包被于靶细胞表面抗原(如病毒感染细胞或肿瘤细胞)上的抗体的Fc段,直接杀伤靶细胞。 NK细胞是介导ADCC的主要细胞。抗体与靶细胞上的抗原结合是特异性的,而表达Fc受体细胞的杀伤作用是非特异性的。

4)介导 I 型超敏反应

IgE为亲细胞抗体,可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE高亲和力Fc受体结合,使其致敏。当相同的变应原再次进入机体时,可以直接与致敏靶细胞表面的特异性IgE结合,促使这些细胞合成和释放生物活性物质,引起I型超敏反应。

5)穿过胎盘屏障和黏膜

在人类,lgG是唯一能够通过胎盘的抗体。胎盘母体一侧的滋养层细胞可表达一种特异性的IgG输送蛋白,称为FcRn。IgG可选择性地与FcRn结合,从而转移到滋养层细胞内,并主动进入胎儿的血循环中。IgG穿过胎盘的作用在于这是一种重要的自然被动免疫机制,对于新生儿抗感染具有重要意义。

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