免疫球蛋白A的全面解析:结构、功能与临床意义

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免疫球蛋白A的全面解析:结构、功能与临床意义

免疫球蛋白A

免疫球蛋白A(简称IgA),作为人体血清中含量第二丰富的免疫球蛋白,约占血清抗体总量的10%至20%。它广泛分布于黏膜组织,如消化道呼吸道及泌尿生殖系统。这些区域的黏膜层含有丰富的淋巴组织,能够主动产生IgA,以抵御病原体入侵。IgA也存在于唾液、泪液及乳汁中,尤其在初乳中含量极为丰富。

在结构上,IgA主要以单体和双体形式存在。根据分布位置,可将其分为血清型与分泌型。血清型IgA为单体结构,免疫功能相对有限;而分泌型IgA以双体或三体形式存在,是黏膜免疫的核心成分,分布于乳汁、唾液及胃肠道、呼吸道等黏膜分泌液中。它能够阻止微生物在呼吸道上皮的附着,抑制病毒复制,并对多种病毒、细菌及普通抗原表现出抗体活性,构成机体抵御病原体的首道防线。值得注意的是,IgA无法通过胎盘传递,因此新生儿血清中最初并无IgA,但可通过母乳获取分泌型IgA。婴儿在出生后4至6个月开始自身合成IgA,至青少年期达到峰值。

简介

免疫球蛋白A(IgA)可分为血清型与分泌型两类。血清型IgA存在于血液中,具备部分IgG和IgM的免疫功能,能够中和血液中的抗原并激活补体系统。分泌型IgA则分布于唾液、泪液、乳汁等体液中,是局部黏膜免疫的关键抗体,因此也被称为黏膜免疫抗体。与血清型不同,分泌型IgA无法通过胎盘,新生儿需通过母乳获得此类免疫保护。

免疫球蛋白A的类别区分:单体与双体

IgA进一步分为IgA1和IgA2两种亚型,二者均为高度糖基化的蛋白质。尽管血清中以IgA1为主(约占80%),但分泌物中IgA2的比例较高(约35%)。不同淋巴组织中IgA1与IgA2的分泌细胞比例存在差异:

IgA1是血清中的主要亚类,多数淋巴组织以产生IgA1的细胞为主。

IgA2的重链与轻链通过非共价键连接,常见于分泌型淋巴组织(如肠相关淋巴组织)。在初乳、母乳、泪液和唾液等外分泌液中,IgA2的比例显著高于血液。多糖类抗原更易诱导IgA2的产生。

两种亚型均可存在于膜结合形式中。

血清型与分泌型免疫球蛋白A的对比

根据分布位置,IgA可分为血清型与分泌型。分泌型IgA(sIgA)由2-4个IgA单体通过J链(连接链)连接形成聚合物,分子量达385,000D。J链是一种富含半胱氨酸多肽,分子量为15kD,由IgA分泌细胞合成。

在黏膜分泌物中,IgA的寡聚形式还包含分泌成分(SC),这是一种由上皮细胞产生的70kD多肽。SC来源于多聚免疫球蛋白受体(pIgR),负责介导IgA在上皮细胞中的转运,最终释放到泪液、唾液及肠液等分泌物中。

分泌型免疫球蛋白A的深入解析

分泌型免疫球蛋白A(SIgA)是20世纪60年代发现于外分泌液中的抗体,主要分布于乳汁、胃肠液及呼吸道分泌液中。其分子由两个IgA单体、一条J链和一条分泌片(SC)构成,形成异源十聚体结构。与血清IgA相比,SIgA是呼吸道、消化道及泌尿生殖道抵御病原体的首道免疫防线,在黏膜免疫中扮演关键角色。

分泌型IgA的合成机制

二聚体IgA(dIgA)或多聚体IgA(pIgA)由浆细胞分泌后,在上皮细胞基底侧与多聚免疫球蛋白受体(pIgR)结合,形成复合物并通过内吞作用转运至黏膜外侧。随后,pIgR被酶解释放出完整的SIgA分子。SIgA的合成涉及抗原提呈、淋巴细胞迁移及局部细胞因子的调控。在黏膜免疫诱导部位,B细胞在T细胞辅助下分化为IgA型B细胞,其中TGF-β和IL-4等因子参与调控B细胞增殖与分化。研究表明,IL-4缺失的小鼠无法合成IgA,凸显了该细胞因子的重要性。

结构特征

IgA在分泌物中主要以二聚体形式存在。SIgA是由十肽构成的免疫球蛋白,沉降系数为11S,包含两个IgA单体、一条J链和一个分泌片。血清型IgA为单体结构,分子量约165×10³,由两条轻链(κ或λ)和两条α链组成。α链较γ链略大,经木瓜蛋白酶水解后可获得两个Fab片段(抗原结合片段)和一个Fc片段(结晶片段)。Fab片段负责抗原结合,Fc片段则介导免疫效应功能。

人类IgA分为IgA1和IgA2两个亚型,其中IgA1的铰链区较IgA2多13个残基。IgA2进一步分为IgA2m(1)、IgA2m(2)和IgA2n三种亚型。

J链是一种分子量约15×10³的多肽,其基因位于15号染色体,包含4个外显子。J链中的8个半胱氨酸残基通过二硫键与IgAα链连接,对维持多聚体稳定性及与SC的结合至关重要。

SC是pIgR的胞外部分,属于免疫球蛋白超家族。pIgR的细胞外段包含5个免疫球蛋白样功能域(D1~D5),其中D1与dIgA的Cα3域非共价结合,D5与Cα2域共价结合,增强配位化合物稳定性。SC的存在显著提升SIgA对蛋白酶的抗性,并增强其黏附与防御能力。研究表明,SC缺失的转基因小鼠完全丧失黏膜免疫功能。

功能

SIgA具备多项独特优势:其四价结构(4个抗原结合位点)赋予更高亲和力;铰链区较短增强抗蛋白酶能力;SC的多糖侧链提供额外保护。SC上的糖基可黏附于黏膜表面,形成物理屏障,有效阻止病毒入侵。

免疫球蛋白A的生理功能血清IgA的作用

血清IgA通过结合FcαRI(CD89)受体,激活免疫效应细胞,引发炎症反应。含IgA的免疫复合物可触发抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)、嗜酸性粒细胞与嗜碱性粒细胞脱粒、单核细胞及巨噬细胞的吞噬作用,以及多形核免疫细胞的呼吸爆发活动。

分泌型IgA的作用机制

黏膜区域的IgA高浓度源于浆细胞与上皮细胞的协同作用:pIgA由黏膜附近固有层浆细胞产生,与上皮细胞基底侧的pIgR结合后,通过内吞作用转运至腔面,最终以SIgA形式释放。SIgA主要通过阻断病原体与上皮受体结合、空间阻碍及免疫排斥发挥作用。其寡糖链可与黏液层结合,通过凝集作用捕获病原体,并通过蠕动清除。IgA的清除部分由去唾液酸糖蛋白受体介导,该受体识别终止于半乳糖的IgA N-聚糖。

免疫球蛋白A的生物学作用

IgA具备抗菌、抗病毒及抗毒素功能,对支原体和部分真菌也可能有效。

血清型IgA的免疫功能

血清IgA包含多种抗体活性,如同种血凝素、抗胰岛素抗体等。它能够清除循环中的组织抗原或蛋白抗原,防止炎症或自身免疫反应。IgA缺乏时,抗甲状腺球蛋白、抗脱氧核糖核酸自身抗体水平可能升高。

分泌型IgA的免疫屏障作用

SIgA在局部免疫中至关重要,保护呼吸道消化道等黏膜免受感染。幼儿若SIgA合成低下,易发生呼吸道或消化道感染;老年性支气管炎也可能与SIgA减少相关。其抗蛋白酶特性及黏附能力使其成为坚实的免疫屏障。

病理机制遗传因素

遗传性IgA缺失称为选择性IgA缺乏症,可能导致显著的免疫缺陷病。部分患者体内存在抗IgA抗体,输入含IgA的血液制品时可能引发严重过敏反应。

微生物机制

某些病原体如淋病奈瑟菌、肺炎链球菌和流感嗜血杆菌可释放IgA蛋白酶,降解IgA。囊胚菌也能产生降解IgA的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶

自身免疫与免疫介导疾病

IgA肾病以肾小球IgA沉积为特征,具体机制尚未明确。乳糜泻涉及IgA抗内毒素抗体。Henoch-Schönlein紫癜(HSP)因小血管中IgA与补体C3沉积引发,常见于儿童,多继发于上呼吸道感染。线性IgA大疱性皮肤病和IgA天疱疮是IgA介导的自体免疫性疾病,治疗难度较大。

药物因素

万古霉素可能诱发线性IgA大疱性皮肤病。

免疫球蛋白A的临床应用检测方法

常用检测方法包括单向免疫扩散法和免疫比浊法,后者近年来逐渐成为主流。

临床意义

检测IgA水平有助于评估机体体液免疫功能,诊断免疫增生、免疫缺陷病、感染及自身免疫性疾病。

1. IgA升高:见于IgA型多发性骨髓瘤类风湿性关节炎红斑狼疮肝硬化及慢性感染(如结核病、真菌感染)。自体免疫性疾病、囊性纤维化、家族性嗜中性粒细胞减少症乳腺癌及IgA肾病也可能导致IgA水平上升。

2. IgA降低:常见于自身免疫病、输血反应、原发性无丙种球蛋白血症及继发性免疫缺陷。遗传性或获得性抗体缺乏症、选择性IgA缺乏症、蛋白丢失性肠病、烧伤及免疫抑制剂治疗也可能导致IgA水平下降。

正常参考范围

血清IgA正常参考值:0.7~3.8g/L。

参考资料 >

拭目以待!免疫检查点新秀——TIGIT抗体一览_TIGIT抗体_免疫检查点抑制剂_医脉通.医脉通.2021-07-05

标签: 免疫球蛋白应用指征 球蛋白临床意义 球蛋白免疫功能

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