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免疫球蛋白G

免疫球蛋白
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免疫球蛋白G（IgG，英語：Immunoglobulin G）是人血清和细胞外液中含量最高的一类免疫球蛋白，约占血清总免疫球蛋白的75%～80%，血清含量9.5～12.5mg/mL，[1]是分子质量最小的一类免疫球蛋白，具有典型的免疫球蛋白单体结构，由脾脏、淋巴结、骨髓和腔上囊（仅禽类）中的浆细胞产生[2]。所有IgG亚类都能通过胎盘[3]，是唯一一种能够通过胎盘转运的免疫球蛋白，在新生儿抗感染免疫中起重要作用。[1]

IgG分子的表面

合成

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在人体中，IgG于出生后3个月开始合成，3～5岁接近成人水準。[1]

IgG由浆细胞合成。骨髓造血干细胞最初分化为前B细胞，进一步发育成未成熟的B细胞，此时可在细胞表面表达IgM，此后相继表达IgD并继续发育。只有能表达IgM且不能识别自身抗原的未成熟B细胞才能继续发育成熟成为具有免疫功能的B细胞。成熟的B细胞经外周血迁出，进入脾脏、淋巴结。遇到抗原刺激的B细胞会分化增殖为浆母细胞，少部分分化为记忆B细胞，大部分分化增殖为浆细胞。根据产生抗体时是否需要Th细胞，可将B细胞分为B1和B2两个亚群，其中B2为T细胞依赖性细胞，这类细胞在受胸腺依赖性抗原刺激后发生免疫应答必须有Th协助，能发生再次应答。IgG即由B2分化成的浆细胞产生。[2]

亚类

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IgG有4个亚类，根据它们在血清中的含量，命名为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。[1]

亚类[1] 占全部IgG的比例 胎盘转运[a][4] 激活补体 与吞噬细胞表面的Fc受体结合程度 半寿期[5]
IgG1 66% +（1.47） ++ 高度紧密 21天
IgG2 23% -（0.8） + 极不紧密 21天
IgG3 7% +（1.17） +++ 高度紧密 7天
IgG4 4% +（1.15） - 中度紧密 21天
表中+表示能，-表示不能；如果程度以+/-符号的数量表示，符号越多表示程度越强。

结构

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一个典型的IgG分子结构示意图

IgG是一种分子量约150kD的大分子，由4条肽链组成。重链为γ链，每条约50kD，两条相同；轻链每条约25kD，[1][6]通常一个天然抗体分子上两条轻链的型别是相同的，但是同一个体内可存在分别带有λ和κ链的抗体分子。正常人体血清的所有免疫球蛋白中λ:κ约为1:2。两条重链在铰链区通过二硫键相连。[1]

抗体的可变区（也称为V区，Fv区）有共6个互补决定区（CDR），它们共同组成抗体的抗原结合部位，决定抗体的特异性，负责识别和结合抗原。[1]

抗体的恒定区（也称为C区，Fc区）相较可变区氨基酸组成和排列顺序比较恒定，因此同一类别抗体的免疫原性相同（即不同的IgG有相同的第二抗体）。IgG的恒定区有CH1、CH2、CH3三个结构域。[1]

功能

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  • IgG是再次免疫应答的主要抗体，亲合力高，在机体内以高浓度遍布全身，是全身性体液免疫反应的主要效应分子之一。[1]
  • 所有IgG亚类都能通过胎盘[3]，这是一种天然的被动免疫机制，在新生儿抗感染免疫中起重要作用[7]。但IgG2不像其他亚类那样容易穿过胎盘，因此新生儿的IgG2抗体水平较低。[8]胎盘母体一侧的滋养层细胞表达一种IgG输送蛋白，称之为新生Fc段受体（FcRn）（英语：FcRn）。IgG可以选择性地与FcRn结合，从而转移到滋养层细胞内，并主动进入胎儿血液循环中。[1]同时，IgG也是初乳中含有的一种免疫球蛋白。[9]
  • 有足够多的IgG分子（至少2个）以适当构型聚集在抗原表面时，[2]IgG1、IgG2、IgG3的CH2结构域能够通过经典途径（英语：Classical complement pathway）活化补体，并可与巨噬细胞、NK细胞表面的Fc受体结合，发挥调理作用（英语：Opsonization）、ADCC作用[10]等。IgG4本身难以激活补体，但是形成聚合物后可以通过旁路途径（英语：Alternative complement pathway）激活补体。[1]
  • 哺乳动物的IgG，如人IgG1、IgG2、IgG4可通过其Fc段与葡萄球蛋白A结合，可借此纯化抗体，并用于免疫诊断。[1][2]
  • 某些自身抗体，如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体属于IgG。[1]
  • 引起II、III型超敏反应的抗体属于IgG。[1]
  • IgG能够在特定抗原与亲细胞的IgE结合介导过敏反应之前将抗原拦截。因此，IgG能够阻止少量抗原诱发全身性的过敏反应，但是如果抗原量更大则不会阻止。[11]

临床应用

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测量IgG水平可以诊断一些症状[12]，临床上一般认为检测IgG水平可以反映机体对特定病原体的免疫状况。[13]IgG检测不能用于过敏的诊断。[14]此外，如上文所述，部分IgG可以通过其Fc段与葡萄球蛋白A结合，此现象可用于免疫诊断。[1]

注释

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  1. ^ 以脐带血中的浓度/母体血液中的浓度为指标。基于日本的一项研究得出的数据，该研究以228位母亲为样本。[4]

参考文献

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  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 曹雪涛 等. 医学免疫学 第6版. 北京: 人民卫生出版社. 2013. ISBN 978-7-117-17101-4. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 崔治中 等. 兽医免疫学 第2版. 北京: 中国农业出版社. 2013. ISBN 978-7-109-20030-2. 
  3. ^ 3.0 3.1 Garty, B Z; Ludomirsky, A; Danon, Y L; Peter, J B; Douglas, S D. Placental transfer of immunoglobulin G subclasses. Clinical Diagnostic Laboratory Immunology. 1994-11, 1 (6). ISSN 1071-412X. PMC 368387  . PMID 8556518. doi:10.1128/cdli.1.6.667-669.1994 （英语）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Hashira, Shintaro; Okitsu-Negishi, Shoko; Yoshino, Kazuya. Placental transfer of IgG subclasses in a Japanese population. Pediatrics International. 2000-08-16, 42 (4): 337–342. ISSN 1328-8067. doi:10.1046/j.1442-200x.2000.01245.x （英语）. 
  5. ^ Bonilla FA Immuno Allergy Clin N Am 2008; 803-819.
  6. ^ Charles A Janeway, Jr, Paul Travers, Mark Walport, and Mark J Shlomchik. Immunobiology 5 : the immune system in health and disease 5th. New York: Garland Pub. 2001 [2018-05-02]. ISBN 9780815336426. OCLC 45708106. （原始内容存档于2019-10-17）. 
  7. ^ 王进，靳静主编. 病原生物学与免疫学 第2版. 郑州: 郑州大学出版社. 2010-04: 19. ISBN 978-7-5645-0204-1. 
  8. ^ Garty, B Z; Ludomirsky, A; Danon, Y L; Peter, J B; Douglas, S D. Placental transfer of immunoglobulin G subclasses. Clinical Diagnostic Laboratory Immunology. 1994-11, 1 (6). ISSN 1071-412X. PMC 368387  . PMID 8556518. doi:10.1128/cdli.1.6.667-669.1994 （英语）. 
  9. ^ Bertotto, A.; Castellucci, G.; Fabietti, G.; Scalise, F.; Vaccaro, R. Lymphocytes bearing the T cell receptor gamma delta in human breast milk.. Archives of Disease in Childhood. 1990-11-01, 65 (11): 1274–1275 [2018-05-02]. ISSN 0003-9888. doi:10.1136/adc.65.11.1274-a. （原始内容存档于2020-09-27） （英语）. 
  10. ^ Mallery, Donna L.; McEwan, William A.; Bidgood, Susanna R.; Towers, Greg J.; Johnson, Chris M.; James, Leo C. Antibodies mediate intracellular immunity through tripartite motif-containing 21 (TRIM21). Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010-11-16, 107 (46): 19985–19990 [2018-05-02]. PMC 2993423  . PMID 21045130. doi:10.1073/pnas.1014074107. （原始内容存档于2019-10-17）. 
  11. ^ Finkelman, Fred D. Anaphylaxis: Lessons from mouse models. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2007-09, 120 (3): 506–515 [2018-05-02]. ISSN 0091-6749. doi:10.1016/j.jaci.2007.07.033. （原始内容存档于2020-08-08）. 
  12. ^ Lakos, G.; Soós, L.; Fekete, A.; Szabó, Z.; Zeher, M.; Horváth, I. F.; Dankó, K.; Kapitány, A.; Gyetvai, A. Anti-cyclic citrullinated peptide antibody isotypes in rheumatoid arthritis: association with disease duration, rheumatoid factor production and the presence of shared epitope. Clinical and Experimental Rheumatology. March 2008, 26 (2): 253–260 [2018-05-02]. ISSN 0392-856X. PMID 18565246. （原始内容存档于2020-05-14）. 
  13. ^ Teri., Shors,. Understanding viruses 2nd. Burlington, MA: Jones & Bartlett Learning. 2013 [2018-05-02]. ISBN 0763785539. OCLC 744560308. （原始内容存档于2019-10-17）. 
  14. ^ Cox, Linda; Williams, Brock; Sicherer, Scott; Oppenheimer, John; Sher, Larry; Hamilton, Robert; Golden, David. Pearls and pitfalls of allergy diagnostic testing: report from the American College of Allergy, Asthma and Immunology/American Academy of Allergy, Asthma and Immunology Specific IgE Test Task Force. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 2008-12, 101 (6): 580–592 [2018-05-02]. ISSN 1081-1206. doi:10.1016/s1081-1206(10)60220-7. （原始内容存档于2020-09-20）. 

参閱

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外部連結

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