医学免疫学/免疫球蛋白分子的抗原性

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Ig本身具有抗原性,将Ig作为免疫原免疫异种动物、同种异体或在自身体内可引起不同程度的免疫性。根据IgI不同抗原决定簇存在的不同部位以及在异种、同种异体或自体中产生免疫反应的差别,可把Ig的抗原性分为同种型同种异型独特型第三种不同抗原决定簇。

(一)同种型

同种型(isotype)是指同一种属内所有个体共有的Ig抗原特异性的标记,要异种体内可诱导产生相应的抗体,换句话说,同种型抗原特异性因种属(specics)而异。同种型的抗原性位于CH和CLH ,同种型主要包括Ig的类、亚类,型和亚型。

1.免疫球蛋白的类和亚类(classesand subclasses)

(1)类:决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区(CH)。根据CH抗原性的差异(即氨基酸组成、排列、构型二硫键等不同)H链可分为μ、γ、α、δ和ε五类,不同H链与L链组成完整Ig的分子别为IgM、IgA、IgD和IgE。在基因水平上,不同类的H链恒定区是由不同的恒定区基因片段所编码。不同类Ig在理化性质及生物学功能上可有较大差异。

(2)亚类:同一类Ig中由于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异,可分为不同的亚类,亚类间抗原性的差异要小于不同类之间的差异。目前已发现人的α重链有α1和α2两个亚类,分别与L链组成IgA1和IgA2。γ重链有4个亚类,但命名为IgG1、IgG2a、IgG2b和IgG3。IgM、IgD和IgG,目前尚未发现存在不同的亚类。Ig不同亚类也是由不同的恒定区基因片段编码。

2.免疫球蛋白的型和亚型(typesand subtypes)

(1)型:决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区(CL),根据CL抗原性的差异(氨基酸的组成、排列和构型的不同)分为κ和λ轻链之比约为2:1;而在小鼠,97%轻链为κ型,λ型只占3%左右。

(2)亚型:根据λ轻链恒定区(C2)个别氨基酸的差异又可分λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。λ1和λ2在λ轻链190位氨基酸的分别为亮氨酸精氨酸,λ3和λ4在第154氨基酸分别为某氨酸和丝氨酸

(二)同种异型

同种异型(allotype)是指同一种属不同个体间的Ig分子抗原性的不同,在同种异体间免疫可诱导免疫反应。同种异型抗原性的差别往往只有一个或几个氨基酸残基的不同,可能是由于编码Ig的结构基因发生点突变所致,并被稳定地遗传下来,因此Ig同种异型可作为一种遗传标记(genetic markers),这种标记主要分布在CH和CL上。

1.γ链上的同种异型 γ1、γ2γ3和λ4重链上均存在有同种异型标记,目前已发现:Glma、x、f、z;G2mn;G3mgl、g5、b0、b1、b3、b4、b5、c3、c5、s、t、u、v;G4m4a、4b。共20种左右。其中G表示λ链,1、2、3或4表示亚类λ1、λ2、λ3和λ4,m代表标记(marker)。

除Glmf和z位于IgG1分子的Cγ1区外,其余的Gm均位于Fc部位。一条γ链可能同时具有一个以上的Gm标志,如白种人常常在γ1H链Cγ1区有G1mz,Fc部位有G1ma。由于人第14号染色体编码四种IgG亚类的C区基因Cγ1、Cγ2、Cγ3和Cγ4是密切连锁的,因此IgGH链各亚类Gm标记可作为间倍体(haplotype)遗传给子代

2.α链上的同种异型 α2H链已发现有A2m1和A2m2两种。A2m1在411、428、458和467位氨酸上分别为苯丙氨酸天冬氨酸、亮氨酸、缬氨酸;A2m2则分别为苏氨酸谷氨酸异亮氨酸丙氨酸。α1H链上尚未发现有同种异型存在。

3.ε链上的同种异型目前只发现Em1一种同种异型。

4.κ链上的同种异型旧称为Inv,现分为Km1、2和3。Km1在153位和191位氨基酸上分别为缬氨酸和亮氨酸,Km2分别为丙氨酸和亮氨酸,Km3分别为丙氨和缬氨酸。λ轻链上尚未发现有同种异型。

(三)独特型

独特型(idiotype)为每一种特异性IgV区上的抗原特异性。不同抗体形成细胞克隆所产生的IgV区具有与其客观存在抗体V区不同的抗原性,这是由可变区中成其是超变区的氨基酸组成、排列和构型所决定的。所以,在单一个体内所存在的独特型数量相当大,可达107以上。独特型的抗原决定簇称为独特位(idiotope),可在异种、同种异体以及自身体内诱产生相应在的抗体,称为抗独特型抗体(antiidiotypicantibody,αI d),独特型和抗独型抗体可形成复杂的免疫调节中占有得要地位。

表2-1 人免疫球蛋白分子上抗原决定簇的分类

分类 抗原性存在部位 举例
同种型
亚类

亚型
CH
CH
CL
CL(λ)
IgM、IgG、IgA、IgD、IgE
IgG1-4,IgA1、2
κ、λ
λ1、λ2、λ3、λ4
同种异型 CH(λ1)
(λ2)
(λ3)
(λ4)
CH(α2)
CH(ε)
CL(κ)
G1ma(1)、x(2)、f(3)、z(17)
G2mn(23)
G3mb1(5)、c3(6)、b5(10)、b0、(11)b3(13)、b4(14)、s(15)、t(16)、g1(21)、c5(24)、u(26)、v(27)、g1(28)
G4m4a(1)、4b(1)
A2m1、2
Em1
Km1、2、3
独特型 VHVL 极多

注:γ1~γ4同种异型的命名中,WHO1976年建议采用阿拉数字代号,但目前许多专业实验室仍沿用小写英文字母,在本表中将γ链同种异型阿拉伯数字代号列于相应英文字母代号后的括号中。

32 免疫球蛋白分子的功能 | 免疫球蛋白分子的超家族 32
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