抗原进入机体后,引起B细胞的免疫应答,产生抗体,大量集中于血液,也存在于淋巴液、组织液中,通过中和作用或补体、吞噬细胞等协助,特异性地消除抗原的过程,称为体液免疫应答,又称B细胞介导的免疫应答(B cell mediated immunity BMI)。体液免疫可通过免疫血清从已免疫的个体转移给未免疫的个体。体液免疫应答的效应机制是各类抗体的作用。
(一)抗体 抗体是浆细胞合成分泌的各类免疫球蛋白(Ig)的总称,是体液免疫中发挥免疫效应的免疫活性物质。
1.抗体产生的一般规律
⑴初次应答(primary response) 一种TD抗原第一次进入动物机体,引起的抗体产生过程,称为初次应答(图7-23)。抗原第一次进入机体,经一定时间后才能在血清中测出抗体,此段时间称为阴性期或诱导期,细菌、病毒、异种动物红细胞等颗粒性抗原一般为3-7d,类毒素、异种血清蛋白等可溶性抗原2-3周。阴性期实际是抗原由APC摄取处理,递呈给TH细胞,TH转化、分化为TH1,辅助已识别抗原的B细胞,B细胞分化、增殖为浆细胞,分泌抗体,并产生部分记忆细胞的过程。
阴性期之后,分化成熟的浆细胞大量增加,分泌于血清中的抗体呈直线上升,称为对数上升期。此后浆细胞的数量趋于稳定,抗体产生与代谢相平衡,称为稳定期。最后抗体含量不断减少,为下降期。
若初次进入机体的TD抗原量较少,产生的抗体只是少量IgM;若抗原量较多,当IgM水平达到高峰后,也产生一些IgG。TD抗原引起初次应答的特征是,阴性期较长,产生的抗体水平不高,维持时间不长,但机体内产生了记忆细胞。
⑵再次应答(secondary response) 在初次应答后几周,当血液中的抗体水平降低,甚至消失后,同种TD抗原再次进入机体,引起的抗体产生过程称为再次应答(图7-23)。再次应答的特征是,开始血清中的原有抗体水平出现暂时性下降,或已消失抗体的机体出现短暂的阴性期,抗体迅速上升到高峰。维持较长时间,且主要是IgG。这是由于记忆细胞对再次进入的抗原迅速应答,大量增殖成分泌IgG的浆细胞。
TI抗原只能诱导初次免疫应答。初次免疫应答仅产生少量IgM,不产生记忆细胞,所以,再次进入同种TI抗原,不发生再次应答,还是重复初次应答过程。
2.抗体产生理论 动物机体受抗原刺激产生抗体具有明显的3大特征:自身免疫禁忌、特异性和免疫记忆性。为了解释机体产生抗体的这些特征,免疫学家们先后提出过各种抗体产生的学说,例如,侧锁学说、诱导学说、自然选择学说和克隆选择学说等,其中克隆选择学说较合理地解释了抗体产生的特征,目前被较普遍接受。图7-24为克隆选择学说示意图。
克隆选择学说(clone selection theory)认为,胚胎早期的淋巴细胞与抗原结合后不产生抗体,该细胞克隆被消除或“禁固”。能与自身各种组织蛋白结合的各淋巴细胞克隆,均在胚胎期与自身组织蛋白结合过,被消除或“禁固”,机体出生后只留下能与非自身组织的抗原起反应的淋巴细胞克隆,故对自身组织成分无免疫应答,称为天然免疫耐受。同样,如果在胚胎早期,人工注射非自身组织抗原,也可使相应的淋巴细胞破坏清除,机体出生后对该抗原也无反应,称为人工免疫耐受。
动物出生后,机体内存在约109-12个B淋巴细胞克隆,每一克隆表面都具有特异的SmIg。出现于体内的TD抗原,它们的B细胞决定簇,都会特异性地结合并激活带相应SmIg的B细胞克隆,分化、增殖、产生相应抗体。同时产生记忆细胞,保存于体内,当同种抗原再次进入机体时,作用于记忆细胞,迅速增殖、分化成浆细胞,大量产生IgG抗体。
克隆选择学说不但能较合理地解释抗体产生的特征,而且得到实践的验证,例如,单克隆抗体的研制技术就根据该理论获得了成功。
3.抗体的分类
⑴抗体依分子结构中重链恒定区的氨基酸组成和结构不同,表现的抗原性的差异分为IgM, IgG, IgA, IgE和IgD 5类。
⑵单体的抗体根据其两个Fab是否都能与抗原结合分为完全抗体与不完全抗体。
①完全抗体(complete antibody)两个Fab都能与抗原决定簇结合的抗体称为完全抗体,又称双价抗体。它们在生理盐水中与比例适合的相应抗原反应,结果可出现沉淀现象或凝集现象。
②不完全抗体(incomplete antibody)此类抗体仅有一个Fab与抗原结合,又称单价抗体。其只能与相应抗原结合,不能出现沉淀反应或凝集反应。免疫血清中若单价抗体含量多,也将与完全抗体竞争封闭抗原表面的决定簇,遮断抗原与完全抗体的沉淀反应或凝集反应。
⑶根据抗原的来源分为异种抗体、同种抗体、自身抗体和异嗜抗体。
①异种抗体(heteroantibody)异种抗原免疫动物所产生的抗体。例如,抗菌抗体、抗病毒抗体、抗异种动物红细胞抗体、抗异种动物血清蛋白抗体等。
②同种抗体(alloantibody或Homoantibody)同种、属动物不同个体间的天然存在的抗体。例如,A血型的人,其血清中天然存在的抗B血型的抗体。或同种属不同个体之间的抗原相互免疫所产生的抗体。
③自身抗体(autoantihody)动物机体对自身隐蔽抗原或变性蛋白免疫反应所产生的抗体。
④异嗜抗体(heterophile antibody)由异嗜性抗原引起的抗体,称为异嗜性抗体。
⑷根据抗体与抗原反应的类型分为沉淀抗体、凝集抗体、补体结合抗体、中和抗体、溶血素、调理素和溶菌素等(见第六节、二)。
⑸根据抗体的均一性,分为多克隆抗体和单克隆抗体。
①多克隆抗体各种抗原免疫动物获得的免疫血清中含多克隆抗体。因为抗原都含有多种B细胞决定簇,每种决定簇可各自诱导机体内相应的B细胞克隆,产生特异抗体,所以动物免疫血清是结构很不均一的多克隆抗体的混合物。
②单克隆抗体意指一个B细胞,受一种B细胞决定簇作用后,分化、增殖的浆细胞分泌的,结构均一的抗体。但目前只有应用淋巴细胞杂交瘤技术才能制得单克隆抗体。其制备过程如图7-25所示:把受抗原刺激过的B细胞,与能无限生长的骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,经克隆化的一个杂交瘤细胞,大量繁殖后产生的抗体,即单克隆抗体。单克隆抗体是高度均一、特异的抗体,在生命科学中,尤其在疾病的免疫学诊断、预防和治疗中正广泛开展研制和运用。
(二)抗体的生物学作用 体液免疫在抗感染方面的作用主要是抗体发挥消灭存在于细胞外病原微生物的作用。不同类别的抗体发挥不同的作用。
1.中和作用 病毒的中和抗体与病毒表面的抗原决定簇结合后,可阻止病毒吸附于易感细胞的受体,使病毒失去感染力。毒素的中和抗体与毒素分子表面的抗原决定簇结合后,使毒素失去毒性。
2.激活补体作用 抗红细胞抗体、抗菌抗体中的IgG, IgM与相应的红细胞或细菌结合后,引起补体系统的传统激活,导致红细胞或细菌的溶解。
3.免疫调理作用和ADCC作用 单核/吞噬细胞、白细胞及NK细胞表面均有抗体IgG的Fc受体,细菌或靶细胞与相应抗体IgG结合后,Fc段与吞噬细胞的Fc受体结合,加强吞噬细胞对细菌的吞噬和消化,称为免疫调理作用。抗体Fc段与NK细胞的Fc受体结合,则发挥ADCC作用。
此外,抗体IgE常引起工型过敏反应,IgG、IgM和IgA在一定条件下也参与Ⅱ、Ⅲ型变态反应,引起免疫病理性损伤。

