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聚焦免疫先鋒|一文(wén)帶你(nǐ)了(le)解免疫球蛋白(bái)lgM的前生今世

發表時(shí)間:2023-10-31 訪問次數:206
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治療性抗體作(zuò)爲增長速度最快(kuài)的藥物,已經在多種疾病領域爲人類的健康做出了(le)巨大(dà)貢獻,包括腫瘤,自(zì)身免疫疾病,感染性疾病以及慢性病等。特别是在腫瘤領域,截止2022年5月,已經有多達46款抗體獲批上(shàng)市用(yòng)于腫瘤的治療。

 
 

已經批準上(shàng)市的抗體藥物,基本上(shàng)都是IgG類型的抗體,但(dàn)是随着近年來(lái)研究的深入,越來(lái)越多其它類型的藥物開(kāi)始進入臨床,如IgM,IgA,IgE等。其中研究比較多的是IgM以及IgG的六聚體,因爲這(zhè)些(xiē)類型的抗體具有IgM的獨特特征——具有多價結合能(néng)力,因此可以促進細胞表面的受體進行交聯,具有更強的CDC活性等。

lgM抗體結構

IgM的單體大(dà)小(xiǎo)在190kDa左右,重鏈由一個可變區(qū)(Vμ)和(hé)四個恒定區(qū)(Cμ1-4)組成,輕鏈由一個可變區(qū)和(hé)一個恒定區(qū)組成(Vκ‐Cκ/Vλ‐Cλ),在重鏈的C端還有一條18個氨基酸短肽對(duì)于IgM的多聚化至關重要,且将該序列整合至其他(tā)類型的抗體分子也(yě)能(néng)促使其産生多聚體。在哺乳動物血清中,sIgM通常以五聚體(pentamer)或六聚體(hexamer)的形式存在,兩者的分子量分别在900kDa與1050kDa左右,其中五聚體是一個非正五邊形結構,内含一個50°左右的缺口由J鏈(J-chain)占據以保持構象穩定。

IgM單體、五聚體、六聚體結構示意圖

 
 

lgM抗體亞型

抗體亞型,指的是在機體内産生的“Y”構型的免疫球蛋白(bái)(Ig),基于小(xiǎo)分子多肽結構上(shàng)的差異,可以進一步的進行細分。根據抗體引起的免疫應答(dá)類别,将抗體分爲:同種型(isotype)、同種異型(allotype)和(hé)獨特型(idiotype)。同種型抗體的抗原決定簇存在于重鏈恒定區(qū)(ConstantregionofHeavychain,CH)和(hé)輕鏈恒定區(qū)(ConstantregionofLightchain,CL),同一物種内所有個體共同具有的Ig抗原特異性結構。

根據重鏈恒定區(qū)的不同,抗體可以分爲IgM、IgD、IgG、IgA和(hé)IgE,根據鉸鏈區(qū)氨基酸組成和(hé)重鏈二硫鍵的數量、位置抗體又細分爲不同的亞類,比如人的IgG可以分爲IgG1、IgG2、IgG3和(hé)IgG4;根據輕鏈恒定區(qū)的不同,抗體分爲不同的亞型,比如Lambda和(hé)Kappa。

 

IgM、IgD、IgG、IgA和(hé)IgE這(zhè)五類有其特異的結構與功能(néng),使得獲得性免疫系統能(néng)夠對(duì)每種病原體産生特定的抗體應答(dá),在抵禦病毒入侵時(shí)八仙過海,各顯神通。作(zuò)爲體液免疫抵禦感染的第一道(dào)防線,IgM在免疫應答(dá)早期階段發揮重要功能(néng)。

 

IgM受到(dào)外(wài)部刺激後,在人體中以多種形式存在。其中,B細胞受體(BCR)複合體中的膜結合型IgM單體,在抗原識别和(hé)B細胞激活中起着關鍵作(zuò)用(yòng)。分泌到(dào)血清中的IgM主要形式爲五聚體,5個IgM單體通過J鏈(joiningchain)相連,J鏈不存在時(shí),則能(néng)形成六聚體。由粘膜下(xià)漿細胞所合成和(hé)分泌的IgM五聚體,與粘膜上(shàng)皮細胞表面pIgR(poly-Igreceptor,pIgR)結合,穿過粘膜上(shàng)皮細胞到(dào)粘膜表面成爲分泌型IgM(secretoryIgM),分泌型IgM在黏膜防禦系統中發揮作(zuò)用(yòng)。

人源IgM-Fc/J鏈/分泌組份複合體的冷凍電鏡結構

 
 

lgM抗體應用(yòng)

IgM是免疫系統對(duì)外(wài)來(lái)病原體反應中的重要抗體。它是免疫反應過程中産生的初始抗體,也(yě)是先天免疫系統内天然抗體的組成部分。IgM抗體具有多種重要功能(néng),在免疫系統中具有重要意義。

  • 初級免疫反應:IgM是免疫反應過程中産生的第一種抗體。它作(zuò)爲初級免疫反應的主要介質發揮着至關重要的作(zuò)用(yòng),啓動對(duì)病原體的防禦。

  • 抗原結合和(hé)中和(hé):IgM有效地與抗原結合,促進凝集、中和(hé)反應和(hé)細胞溶解反應。它可以直接瞄準并中和(hé)病原體,防止其有害影響。

  • 補體激活:IgM對(duì)于補體激活至關重要,補體激活是一系列蛋白(bái)質的級聯,可導緻病原體的破壞。它與補體成分C1相互作(zuò)用(yòng)并觸發經典途徑,增強針對(duì)感染的免疫反應。

  • 粘膜防禦:IgM與多聚免疫球蛋白(bái)受體(pIgR)相互作(zuò)用(yòng),使其能(néng)夠轉運至腸腔和(hé)母乳等粘膜表面。這(zhè)種對(duì)粘膜防禦的參與有助于保護這(zhè)些(xiē)區(qū)域免受病原體入侵。

  • 新生兒免疫力:IgM是新生兒合成的第一種免疫球蛋白(bái)。它在提供針對(duì)病原體的初步保護方面發揮着至關重要的作(zuò)用(yòng),有助于新生兒的免疫防禦。

  • 自(zì)身免疫性疾病:IgM抗體與某些(xiē)自(zì)身免疫性疾病的發病機制有關,其中免疫系統錯誤地針對(duì)自(zì)身成分。了(le)解IgM在這(zhè)些(xiē)疾病中的作(zuò)用(yòng)有助于診斷和(hé)治療。

  • 高(gāo)親和(hé)力和(hé)效率:盡管IgM抗體通常對(duì)抗原具有低(dī)親和(hé)力結合位點,但(dàn)每個分子有XNUMX個結合位點,可實現(xiàn)協同相互作(zuò)用(yòng)。這(zhè)種高(gāo)親和(hé)力使IgM能(néng)夠有效地處理(lǐ)病原體,特别是在免疫反應的早期階段。

  • 診斷标記:血液中IgM水(shuǐ)平升高(gāo)可能(néng)表明(míng)最近感染或接觸過抗原。監測IgM水(shuǐ)平有助于識别和(hé)診斷某些(xiē)傳染病。

 
 

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總之,IgM具有多種功能(néng)并且在免疫系統中具有重要意義。它對(duì)于初級免疫反應、補體激活、病原體中和(hé)、粘膜防禦、新生兒免疫至關重要,并且對(duì)自(zì)身免疫性疾病具有影響。其高(gāo)親合力和(hé)效率以及其診斷價值使其在免疫反應中具有重要意義。