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1 问题 刚讲完过敏反应，课间k同学便私下问蒙蒙细语：为什么同样是第一次接触异物，正常免疫反应产生的抗体能直接与病菌结合，而过敏反应中第一次接触过敏原所产生的抗体却跑去与肥大细胞结合？ 还有，既然第一次接触过敏原没有引发过敏症状，那么这一次的免疫反应（即致敏阶段）过程与正常免疫是否一样？ 2 解惑 2.1 第一次接触过敏原与正常免疫反应有何不同？ 正常免疫反应（以细菌作为病原体） · 主要抗体：IgG、IgM · 反应过程：细菌入侵后，抗原呈递细胞将细菌信息传递给Th1型辅助T细胞。Th1细胞随即指挥B细胞产生IgG和IgM抗体。 （Th1和Th2细胞是辅助T细胞的两个亚群，Th1细胞主要负责细胞免疫，而Th2细胞则主要负责体液免疫和过敏反应。） · 作用方式：这些抗体与细菌结合，通过中和毒素、调理吞噬（给细菌贴“吃掉我”的标签）、激活补体（在细菌膜上打孔）等方式清除病原体。 抗体的五种类型 过敏反应 · 主要抗体：IgE · 反应过程：过敏原被抗原呈递细胞处理后，传递给Th2型辅助T细胞。Th2细胞指挥B细胞产生IgE抗体。 · 作用方式：IgE不直接清除过敏原，而是像“哨兵”一样固定在肥大细胞表面。当过敏原再次出现，并与这些“哨兵”结合时，才会触发细胞释放大量炎症介质（如组胺），引起过敏症状。 简单来说：第一次接触过敏原时，免疫系统虽然做出了反应，但这种反应是“悄无声息”的——它只是在肥大细胞上布下了IgE“哨兵”，没有立即引发战争。 2.2 为什么IgE非要固定在肥大细胞上？ 抗原结合嗜碱性粒细胞和肥大细胞表面的IgE导致IgE的大量产生 上图：浆细胞分泌的IgE结合嗜碱性粒细胞（如此处显示）和肥大细胞表面的高亲合力IgE受体。 下图：抗原交联细胞表面结合的IgE引起这些细胞表达CD40配体（CD40L）和分泌IL-4，反过来结合于活化B细胞表面的IL-4受体（IL-4R）。嗜碱性粒细胞的CD40L和B细胞的CD40结合，从而活化B细胞的类型转换，产生更多的IgE。 · IgG/IgM和IgE在结构上有个关键区别：它们Y形结构的“树干”部分（即恒定区）不同。这个“树干”决定了抗体能与谁结合、以及后续引发什么行动。 · IgG/IgM的“树干”（Fc段）设计用于结合吞噬细胞表面的受体，一旦抓住细菌，就会像“挂钩”一样勾住吞噬细胞，大喊“快来吃掉它！”（此过程称为调理吞噬）。 （Fc段指fragmentcrystallizable，相当于Ig的CH2和CH3结构域，是Ig与效应分子或者细胞相互作用的部位。） 抗体基本结构示意图 · IgE的“树干”（Fc段）则被设计成与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的FcεRI受体进行超高亲和力的结合。“超高亲和力”意味着一经结合，几乎永久固定，不会脱落。这也解释了为什么血液中IgE含量极低——因为它们大都“驻扎”在细胞上了。 2.3 为何浆细胞会产生不同种类的抗体？ 我们借用图（摘自《詹韦免疫生物学：原书第九版》）来先说说基因重排。 免疫球蛋白基因的重排，导致抗体的多样化 图一：抗体由V（D）J重组产生的含IgM的可变区（红色）和来自μ基因片段的恒定区（蓝色）组成。该抗体库的应答多样性可以通过体细胞高频突变和免疫球蛋白位点的类别转换重组以及在一些物种中基因转化进一步修饰（未显示）。 （V，D，J 代表了基因组上彼此分离的、数量众多的基因片段，V 代表“可变区”，D 代表“多样性区”，J 代表“连接区”，它连接着V片段和恒定区） 图二：体细胞高频突变导致突变（显示为黑线）引入重链和轻链V区（红色），改变抗体对抗原的亲和力。 图三：在类别转换中，初始μ重链C区（蓝色）被另一同种型的重链区（显示为黄色）替换，修饰抗体的效应子活性但不改变其抗原特异性。 · 每个B细胞在初始阶段只能产生IgM抗体。那么它是如何“切换”到生产IgG、IgA或IgE的呢？这个过程叫做类别转换。 · 基因基础：编码抗体恒定区的基因在染色体上成簇排列：μ（IgM）→ δ（IgD）→ γ3（IgG3）→ γ1（IgG1）→ α1（IgA1）→ γ2（IgG2）→ γ4（IgG4）→ ε（IgE）→ α2（IgA2） 免疫球蛋白同种型由免疫球蛋白重链C基因簇编码的 · 转换过程：在T细胞分泌的细胞因子（如IL-4、IFN-γ、TGF-β等）指令下，B细胞会通过“类别转换重组”的DNA剪接过程，将编码IgM恒定区的基因片段切除，连接到下游如Cγ（IgG）、Cε（IgE）或Cα（IgA）的基因上。 IgD和IgM的共表达受RNA加工的调控 · 指令决定类型： · IL-4会强烈驱动B细胞转换为产生IgE · IFN-γ则会驱动转换为产生IgG1 （小鼠的IgG亚型有IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3，人类的IgG亚型有IgG1, IgG2, IgG3, IgG4，IL是白细胞介素的缩写，后面的序号代表不同的白介素，IFN-γ代表伽马干扰素） 这种精妙的机制确保免疫系统能根据遇到的病原体类型，派遣最合适的抗体【打印本页】【关闭窗口】 |