新冠疫情在国内已经得到控制,但在国外仍是“进行时”。“群体免疫”看来已经不可靠了,现在大家都在等待疫苗的研发。大家都知道接种了疫苗,产生了抗体,就可以获得免疫力。
抗体是什么样的东西?又是怎样产生的?有了抗体,就真的不会感染了吗?
抗体是什么?抗体本质上就是球蛋白,一种由浆细胞分泌的可以结合抗原的蛋白质。
抗体长什么样子?
分子那么小的东西,没有人直接看到过抗体的“长相”,但从其性质和作用,人们描绘了抗体的分子模式,如下图所示。
从这个分子模式图可以看出,抗体分子的基本单位由两条轻链和两条重链组成。抗体的本质是蛋白质,四条肽链的氨基端高度可变,组成抗体的可变区。可变区的“变形计”远超孙悟空的72变,可以结合万万千千不同的抗原。稳定区是抗体分子相对固定的部分,抗体分子结合抗原后如何处理就靠这个部分了。
这种布局跟钥匙一样,前面的齿牙部分决定开哪一把锁,因此每把钥匙都不同,而后面的手握的部分常常是同一模样。
什么是抗原?顾名思义,抗体就是“抗”某种东西的“物体”。总有东西要被抗体所“抗”,这样就涉及到另外一种物质——抗原。
不谈抗原的抗体,就是耍流氓!
就好像锁跟钥匙的关系一样,没有锁就没有钥匙的存在。
抗体是开锁的那把钥匙,抗原自然就是那把锁了。
抗体、抗原属于免疫学范畴的概念。笼统来说,能够刺激免疫系统产生针对自己的抗体的物质就是抗原,包括一些蛋白质、碳水化合物和脂类、核酸等。
不是所有的大分子都可以修炼成抗原的。要成为一个合格的抗原,必须具备一些特殊的结构——即抗原决定簇,这些结构由3到6个氨基酸或者5到6个糖基折叠而成,能够被B细胞和T细胞的受体认出来(识别)。一个大分子抗原可以包含多个同样或者不同的抗原决定簇,而一个决定簇就是一把锁。所以说,一个大分子或者一个病毒、细菌可以有很多把锁,相应地,就配有很多把钥匙。
抗体的分类体内的抗体有五大类。排好队,我们来一一介绍。
- IgG抗体:是最基本的四链单体结构,重链为γ链。IgG是体内最大量的抗体,分布于全身各处,可以通过胎盘传递给胎儿。
- IgA抗体:是黏膜分泌物中的主要抗体。IgA在血液中类似于单体的IgG独来独往,被黏膜分泌出去的则两两牵手变成二聚体,双双对对压马路。
- IgM抗体:主要存在于血浆中。血液中的IgM是5个单体手牵手围成一个圈,人多力量大,所以结合抗原及活化补体的能力比较强大。B细胞表面也有单体的IgM表达,是抗原受体之一。
- IgD抗体:四链单体结构,只表达在B细胞表面,作为抗原受体。
- IgE抗体:也是以单体基本结构形式存在,驱动肥大细胞参与过敏反应,以及针对寄生虫感染的免疫。
抗体和抗原,是严格一一对应的,一种抗体配一种抗原,就如同一把钥匙配一把锁一样。
这是抗体的特异性。
这种配对是通过立体构象和电荷作用完成的。你凹我就凸,你带正电荷我就带负电荷,这种互补特性正是抗原-抗体特异性的来源。
初次接触抗原早期产生的抗体,跟抗原之间的匹配并不是完美的。接触多了,产生抗体的B细胞(浆细胞)会出现一些基因突变,来更好地适应抗原的空间构象和电荷作用。这有点像婚姻,慢慢磨合,匹配就更紧密了。抗体结合到抗原决定簇这种紧密性叫亲和力。
亲和力是从质的角度描述抗体结合位点,还可以从量的角度描述抗体分子结合抗原的能力——效价:一个抗体分子结合抗原决定簇的最大数量。
我们从抗体的分子模式图可以看到,IgG抗体含有两个Fab区,可以结合两个抗原分子或者微粒上的两个特定位点,因此效价为2;IgM抗体是5个基本结构牵手而成,效价为10。效价与抗体分子的亲和力有关,效价增加则亲和力显著提高,结合位点的增加使抗原难以同时脱离多个结合位点。
丙种球蛋白是抗体吗?能用来提高抵抗力吗?丙种球蛋白,正式名称是“注射用人免疫球蛋白”,是从健康人血液中提取出来的。我们血液中就含有抗体,日常接触过无数种病菌,感染某种病菌后会产生针对它们的相应抗体,过后再逐渐消减,最终剩下极微量。所以,丙种球蛋白是各种各样抗体的集合,但每种都极微量。
丙种球蛋白来自众多献血者,这些人总会遇到过各种各样的病菌,因此,在遇到感染时,输注丙种球蛋白确实有助于抗感染。此外,所有抗体都有Fc片段,所以临床上还可以用丙种球蛋白来竞争性封闭吞噬细胞的Fc受体,避免自身抗体对我们正常细胞的破坏(见之前的科普《认识ITP》)。
我们的免疫系统分非特异免疫(固有免疫)部分和特异性免疫部分,后者又分为体液免疫和细胞免疫,体液免疫主要是通过抗体来对抗病菌。体液免疫低下时面对病菌侵袭产生抗体的能力不足,确实有输注丙种球蛋白的需要。如果是其它环节免疫功能低下而不涉及体液免疫的,就别白白冒血源性感染的风险了。