试述免疫球蛋白的结构及功能

畜禽免疫球蛋白的功能及应用　

免疫球蛋白具有抗体的特性　这是　免疫球蛋白的主要功能。它能与抗原相　结合，从而有效地清除入侵的病原体，中　和其所产生的毒素：或清除某些自身衰　老的细胞，是免疫系统的重要组成部分，　又是其进行自我调节的重要因素。　、各类免疫球蛋白的　理化特性与功能　家畜的免疫球蛋白有ＩｇＭ、ＩｇＧ　ＩｇＡ　ＩｇＥ￥１］ｌｇＤ５种，其中所有哺乳动物都有ＩｇＭ、　ＩｇＧ和ＩｇＡ．也可能有ＩｇＥ和ＩｇＤ；家禽的免　疫球蛋白主要有ＩｇＭ　ＩｇＧ　ＩｇＡ和ＩｇＤ的类　似物。它们的主要特性如表１所示。　（一）ＩｇＧ是血液中含量最高的免疫　球蛋白　它在抗体介导的防卫机理中占　主要的地位。因为ＩｇＧ相对较小，比其它　免疫球蛋白更易逸出血管，所以易于参　加体表和组织的防卫。ＩｇＧ能通过人和兔　的胎盘，ＩｇＧ有抗细菌、抗病毒和抗９１、毒　素等多种活性，调理，凝集和沉淀抗原，　但只在有足够分子存在并以正确构型积　聚在抗原表面时才能结合抗体。　（＂）ＩｇＭ在大多数家畜的血清中含量　仅次于ＩｇＧ　ｌｇＭ分子由浆细胞完整分泌，　高进东　华中农业大学动物医学院、北京博爱动物医院　丁明星　华中农业大学动物医学院４３００７０　是由５个全同单体构成的五聚体。因为ＩｇＭ　的分子很大　所以通常仅存在于血液内，　对组织液或外分泌液重的保护作用没有多　大贡献。Ｂ细胞表面的ＩｇＭ为单位，以一　定的方式排列，起抗原受体的作用。　（三）ＩｇＡ单体具有ＩｇＧ的相似结构。　含丰富的碳水化合物ＩｇＡ有形成多聚体　的倾向　如二聚体、三聚体和较高的多聚　体　分泌至黏膜的ＩｇＡ主要是二聚体，由　Ｊ链连接。ＩｇＡ是９１、分泌液中主要的免疫　球蛋白，在保护肠道，呼吸道，泌尿生殖　道，乳腺和眼睛．抵抗微生物的入侵方面　起关键作用。ＩｇＡ不能结合补体，也不能　作为调理素．但能凝集颗粒性抗原和中　和病毒。　（四）ＩｇＥ在重链的铰链区附近比ＩｇＧ　多了一个功能区。因此分子量较大　家　畜血清ＩｇＥ的浓度很低，但是它介导Ｉ型过　敏反应，具有重要意义。ＩｇＥ还对蠕虫侵　袭的免疫应答有关。ＩｇＥ有独特的Ｆｃ区，　能结合肥大细胞和噬碱细胞，与抗原一　起介导这些细胞释放血管活性物质。ＩｇＥ　加热到５６。ｃ　３０分钟即被破坏，这在免疫　球蛋白中也是独特的。　（五）ＩｇＤ很少分泌。主要是作为成　熟Ｂ细胞上的抗原特异受体　大多数成　表１　家畜免疫球蛋白的主要特性和功能　熟Ｂ细胞上这两类免疫球蛋白结合抗原　的特异性完全相同。未成熟的Ｂ细胞表面　只有ＩｇＭ，随着成熟而获得ＩｇＤ。大多数脾　脏Ｂ细胞表面ＩｇＤ差不多是ＩｇＭ的１０倍。　人，猪，鸡和一些实验动物已证实有分泌　性ＩｇＤ存在。　二、免疫球蛋白的应用　（一）禽免疫球蛋白的应用（以鸡为　例）　大约在１。０多年以前，ＫＩｅｍｐｅｒｅｒ　（１　８９３年）发现免疫的鸡可以将免疫球蛋　白从血清转移到蛋黄中，具有ＩｇＧ一样的　免疫球蛋白作用　随着免疫学和生物化　学检测技术的迅速发展，对于鸡免疫球　蛋白的特点、发生和应用有了更深的认　识。与哺乳动物相比，鸡的ＩｇＧ具有取材　方便　产量高　可消除用哺乳动物ＩｇＧ进　行血清学反应产生的非特异性反应等特　点，鸡的卵黄抗体提取物注射或口服还　可以用于某些传染病的预防和治疗。　鸡的免疫球蛋白主要有ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ　和ＩｇＤ的类似物。其中应用最多也较为成　功的是ＩｇＧ。与哺乳动物的ＩｇＧ相比，鸡　ＩｇＧ具有许多独特的性质，鸡血清中主要　的免疫球蛋白是ＩｇＧ，其能以类似哺乳动　物胎盘传递的方式转移到卵黄中，且含　量超过鸡血清。尚未证实鸡ＩｇＭ和ＩｇＤ的　存在，因此，又称鸡的ＩｇＧ为Ｙｏｌｋ　ＩｇＧ，简　称ＩｇＹ。鸡各类免疫球蛋白中应用较多的　是卵黄抗体ＩｇＹ。　１．卵黄抗体在疾病防治方面的应用。　早期对ＩｇＹ的研究主要用于确定对某些疾　病的免疫力，后来用于各种病原体免疫　鸡所产生的ＩｇＹ用于动物和人类某些疾病　的防治研究，现就目前此方面的研究总　３４　ｌ新闻热线（０１０）８７７６５３８５转１３　订阅服务（０１０）８７７６５３８５转１　７　投稿信箱ＤＷＢＪ＠２６３．

请列表比较死、活疫苗的特点。

死疫苗 活疫苗

性状（1分） 死 活

接种次数和剂量（分） 多（2-3次）、大 少（1次）、小

效果（分） 弱、维持时间短 强、维持时间长

稳定性（分） 稳定、易保存 不稳定、不易保存

毒力回复（分） 无 可能发生

机制（分） 体液免疫 体液、细胞、局部免疫

常用疫苗（分） 霍乱、伤寒、狂犬 卡介苗、麻疹、脊灰

2.简述 Iｇ生物学功能。

（1)识别并特异性结合抗原，发挥中和毒素，阻断病原物入侵以及清除病原微生物等功能。（2分）

（2)激活补体：抗体与补体结合后激活补体。（1分）

（3）结合细胞

1）调理作用：IgG/IgA通过免疫调理作用，增强吞噬细胞的吞噬作用。（分）

2）参与ADCC作用：具有杀伤活性的细胞通过其表面的Fc受体识别包被靶抗原上IgG的Fc段，直接杀伤靶细胞。（分） 3)介导I超敏反应: IgE为亲细胞抗体，其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的Fc受体结合后使其致敏，相同变应原再次进入机体就会引发肥大细胞和嗜碱性粒细胞就会产生并释放生物活性物质，引起I超敏反应。（1分）

（4)穿过胎盘和粘膜。IgG是唯一能通过胎盘进入胎儿的血液中的抗体，保护婴儿免遭感染。分泌性IgA可在粘膜发挥抗感染作用。（2分）

（5）免疫调理。（1分）

I型超敏反应的特点

1.特异性IgE介导，无补体参与。

2.反应发生快，消退亦快。

3.生理功能紊乱, 组织细胞损伤轻微。

4.具有明显个体差异和遗传背景。

1.防治原则

1）重在预防

查明变应原，避免再次接触（最有效）

2）皮肤试验：取在受试者前臂内测作皮内注射，15~20分钟后

观察结果。若局部皮肤出现红晕、风团直径>1cm为皮试阳性。

3）异种免疫血清脱敏疗法：皮试阳性又必须使用者，可小剂量、短间隔（20～30分钟）多次注射方法进行脱敏治疗。

4）特异性变应原减敏疗法：变应原已查明，如花粉、尘螨等，可小剂量、长间隔、反复皮下注射变应原作减敏治疗。

请列表比较死、活疫苗的特点。

死疫苗 活疫苗

性状（1分） 死 活

接种次数和剂量（1.5分） 多（2-3次）、大 少（1次）、小

效果（1.5分） 弱、维持时间短 强、维持时间长

稳定性（1.5分） 稳定、易保存 不稳定、不易保存

毒力回复（1.5分） 无 可能发生

机制（1.5分） 体液免疫 体液、细胞、局部免疫

常用疫苗（1.5分） 霍乱、伤寒、狂犬 卡介苗、麻疹、脊灰

2.简述 Iｇ生物学功能。

（1)识别并特异性结合抗原，发挥中和毒素，阻断病原物入侵以及清除病原微生物等功能。（2分）

（2)激活补体：抗体与补体结合后激活补体。（1分）

（3）结合细胞

1）调理作用：IgG/IgA通过免疫调理作用，增强吞噬细胞的吞噬作用。（1.5分）

2）参与ADCC作用：具有杀伤活性的细胞通过其表面的Fc受体识别包被靶抗原上IgG的Fc段，直接杀伤靶细胞。（1.5分）

3)介导I超敏反应: IgE为亲细胞抗体，其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的Fc受体结合后使其致敏，相同变应原再次进入机体就会引发肥大细胞和嗜碱性粒细胞就会产生并释放生物活性物质，引起I超敏反应。（1分）

（4)穿过胎盘和粘膜。IgG是唯一能通过胎盘进入胎儿的血液中的抗体，保护婴儿免遭感染。分泌性IgA可在粘膜发挥抗感染作用。（2分）

（5）免疫调理。（1分）

I型超敏反应的特点

1.特异性IgE介导，无补体参与。

2.反应发生快，消退亦快。

3.生理功能紊乱, 组织细胞损伤轻微。

4.具有明显个体差异和遗传背景。

1.防治原则

1）重在预防

查明变应原，避免再次接触（最有效）

2）皮肤试验：取0.1ml在受试者前臂内测作皮内注射，15~20分钟后

观察结果。若局部皮肤出现红晕、风团直径>1cm为皮试阳性。

3）异种免疫血清脱敏疗法：皮试阳性又必须使用者，可小剂量、短间隔（20～30分钟）多次注射方法进行脱敏治疗。

4）特异性变应原减敏疗法：变应原已查明，如花粉、尘螨等，可小剂量、长间隔、反复皮下注射变应原作减敏治疗。

免疫球蛋白分子的结构与功能

一、免疫球蛋白分子的基本结构

Porter等对血清IgG抗体的研究证明，Ig分子的基本结构是由四肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的，分别命名为氨基端（N端）和羧基端（C端）。

图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图

（一）轻链和重链

由于骨髓瘤蛋白（M蛋白）是均一性球蛋白分子，并证明本周蛋白（BJ）是Ig分子的L链，很容易从患者血液和尿液中分离纯化这种蛋白，并可对来自不同患者的标本进行比较分析，从而为Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。

1．轻链（light chain,L） 轻链大约由214个氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量约为24kD。每条轻链含有两个由链内二硫键内二硫所组成的环肽。L链共有两型：kappa(κ)与lambda(λ)，同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ：λ约为2：1。

2．重链（heavy chain,H链） 重链大小约为轻链的2倍，含450～550个氨基酸残基，分子量约为55或75kD。每条H链含有4～5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于

氨基酸组成的排列顺序、二硫键的数目和们置、含的种类和数量不同，其抗原性也不相同，根据H链抗原性的差异可将其分为5类：μ链、γ链、α链、δ链和ε链，不同H链与L链（κ或λ链）组成完整Ig的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链上含有4个肽，μ和ε链含有5个环肽。 （二）可变区和恒定区

通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析，发现其氨基端（N-末端）氨基酸序列变化很大，称此区为可变区（V），而羧基末端（C-末端）则相对稳定，变化很小，称此区为恒定区。