(3)记忆细胞与二次免疫反应
记忆细胞也分泌抗体,它们的特点是寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原。如果有同样抗原第二次入侵,记忆细胞比没有记忆的B细胞更快地作出反应,即很快分裂产生新的浆细胞和新的记忆细胞,浆细胞再产生抗体消灭抗原。这就是二次免疫反应。二次免疫反应不但比初次反应快,也比初次反应强,能在抗原侵入,尚未为患之前将它们消灭。成年人比幼儿少患传染病,就是这个原因。有些抗原诱发的记忆细胞能对这种抗原记忆终生,因而动物或人对这种抗原有了终生免疫的能力。人患麻疹或天花、伤寒、百日咳等病后,终生不再感染,道理在此。
由此可知,体液免疫的两个关键过程是:①产生高效而短命的浆细胞,由浆细胞分泌抗体清除抗原;②产生寿命长的记忆细胞,在血液和淋巴中循环,随时“监察”,如有同样抗原再度入侵,立即发生二次免疫反应。 (4)抗体结构
抗体是游离在血液、淋巴液等体液中的一类特殊的球蛋白,主要是γ-球蛋白,或称免疫球蛋白(Ig),在其分子上还常附有少量糖类基团(图1-3-56)。人体免疫球蛋白约占血浆蛋白总量的20%。B细胞表面的受体分子也是γ-球蛋白分子,实际是淋巴细胞分泌的抗体,只是这些抗体不能脱离细胞罢了。抗体种类非常多,它们各有特殊的抗原结合部位。免疫球蛋白分为五类,都有如下共同结构:每一分子包含4条肽链,其中两条相同的短链称为轻链(L链),两个相同的长链,称为重链(H链)。四链互以二硫键(一S—S一)相结合,形成一个“Y”形的四链分子。每一链又分为两段:一段为恒定部分。每一类免疫球蛋白的恒定部分都是相同的,但与其他种类的恒定部分不同。所以,恒定部分的氨基酸序列是确定免疫球蛋白类型的一个标准。另一段是变异部分。轻链和重链的变异部分等长。这一部分的氨基酸序列各不相同,并且是多种多样的,因而才能分别和多种多样的抗原相结合,这一部分决定抗体的特异性。
重链和轻链的可变部分位于“Y”形分子的两臂末端,它们互相结合而构成抗原结合部位。所谓结合部位,是两个链可变部分的20—30个氨基酸组成的囊状或裂隙状分子构象,抗体的特异性就决定于结合部位的构象。只有分子构象能与抗体结合部位的分子构象互补的抗原才能与该种抗体结合。一个抗体有两个抗原结合部位,分别位于两臂的末端。因而,两臂为抗原结合片段,“Y”形分子的柄部则为结晶片段。同一抗体的两个抗原结合部位是相同的,能和同一种类抗原结合。
(5)免疫球蛋白的类别
免疫球蛋白是在动物进化过程中逐渐发生变异的。原始的脊椎动物,如七鳃鳗等圆口类动物,只有一种免疫球蛋白。哺乳类的免疫球蛋白则可根据重链氨基酸序列不同而分为五类,即IgM、IgG、IgA、IgD和IgE(图1-3-57),每一类还可进一步分为多种。例如,有些哺乳类的IgG可分为4种,即IgGl、IgG2、IgG3和IgG4。
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性而沉淀,如果抗原分子是位于细胞上的,抗体的结合就使这些细胞凝集成团而失去活动能力,如血液凝集。血液中的单核细胞可长大而成吞噬能力强大的巨噬细胞。有些巨噬细胞在体液中到处漫游,有些固定在脾或淋巴结中。免疫反应能刺激巨噬细胞和粒细胞的吞噬能力,将抗原抗体反应形成的沉淀或细胞团吞噬(吞噬作用)。至此,侵入的抗原分子被彻底清除。
这五类免疫球蛋白的重链各不相同,分别以α,δ,ε,γ,μ表示;构成这五类免疫球蛋白的轻链只有2种,称为K和λ链。每个抗体的2个轻链是相同的,都是K或都是λ。因而,每个抗体的2个抗原结合部位是一样的。
IgA是2个抗体的复合体。 lgM含5个亚单位,以一个共同的结合蛋白(JP)聚在一起的复合体,是抗原侵入时最早产生的抗体,免疫力最强。IgG、IgD、IgE都是单一的抗体分子。 IgG是人体最多的一类免疫球蛋白,约占全部免疫球蛋白的70%。 lgG也是惟一能穿过胎盘而进入胎儿体内的抗体。所以,新生儿在前几周是依靠来自母体的IgG来抵御细菌、病毒等外物入侵的。 (6)抗体的作用
抗体与抗原的结合十分有力,比酶和底物的结合有力得多。有些抗原,如病毒等,由于抗体的结合而失去对寄主细胞表面受体结合的能力,因而不能侵入细胞。有些细菌产生的毒素(如白喉毒素、破伤风毒素等)可因抗体的结合而不为细胞所接受,因而无效。但这种情况是很少的,多数情况是,抗原抗体结合后出现进—步变化,从而使寄主获得免疫效果,抗体的作用可归纳为以下三种:
①沉淀和凝集 已知每一个抗体分子至少有一个结合点。一个抗原分子常有多个能与抗体结合的部位,即常有多个抗原决定子。因此,一个抗体可和2个以上抗原结合,而一个抗原则可和多个抗体结合。于是,多个抗体和多个抗原可辗转结合形成大而复杂的结合网(图1-3-58)。如果抗原分子是可溶蛋白质,抗体的结合就使抗原分子失去溶解
②补体反应 对于细菌等细胞性质的抗原,只靠抗体的作用往往不能消灭,必须有“补体”产生的破膜复合体的参加才能使它们溶解死亡,,补体是存在于血清、体液中的蛋白质分子。补体系统不是抗体,也不是单一的蛋白质,而是相对分子质量在24000—400000之间的一系列蛋白质分子,分别称为C1—C9、B因子、D因子等。此时,还包括许多调节蛋白分子。C1-C4和B因子、D因子都是酶原分子,在正常情况下,没有活性。只有在发生了免疫反应之后,或在细菌等抗原直接刺激下,才陆续被激活。这个激活过程十分复杂,其终产物是使细菌等抗原外膜穿孔而死亡的破膜复合体。
③K细胞(杀伤细胞)的激活 抗体的作用除与抗原结合,使各种吞噬细胞和补体活跃起来而使抗原被消灭外,还有另一种作用,即促进杀伤细胞活跃起来,将抗原杀死。 K细胞在形态上和淋巴细胞相似,也存在于血液之中,但K细胞既非T细胞,也非B细胞。抗体与抗原结合后,K细胞的表面受体能和抗原表面的抗体结合,将抗原杀死。除K细胞外,巨噬细胞以及中性和嗜酸性粒细胞也同样可被抗体激活,杀死抗原。
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