同種型（Isotypes）、亞型（Subtypes）、同種異型（Allotypes）和獨(dú)特型（Idiotypes）

抗體中Y單元的數(shù)量和重鏈的類型決定了抗體的同種型（Isotypes），如IgA、IgD、IgE、IgG和IgM。同一物種內(nèi)，同種型可根據(jù)恒定區(qū)（C區(qū)）氨基酸組成的不同進(jìn)一步分為亞型（Subtypes），如人體IgG可分為IgG1、IgG2、IgG3和IgG4四個(gè)亞型。在同一物種內(nèi)，個(gè)體間的抗體亞型存在等位基因變異，這些等位基因變體稱為同種異型（Allotypes）。最后，抗體獨(dú)特型（Idiotypes）由抗體重鏈可變區(qū)中的抗原決定簇決定，每個(gè)抗體的抗原決定簇中存在多個(gè)個(gè)體特異性的氨基酸，它們可在抗體互補(bǔ)決定區(qū)（comptementary-determingregion, CDR）或骨架區(qū)（frameworkregion, FR）附近發(fā)現(xiàn)。

圖1.自然界中發(fā)現(xiàn)的抗體類型結(jié)構(gòu)

單鏈抗體

在自然界中有兩種類型的單鏈抗體：（1）由駱駝科動(dòng)物表達(dá)的重鏈抗體（HCAb或IgVHH）；（2）由軟骨魚（如鯊魚）產(chǎn)生的新抗原受體抗體(IgNAR)。當(dāng)然，駱駝科動(dòng)物也表達(dá)常見的雙鏈抗體，包括IgG和IgA。

四聚體抗體

迄今為止，共有12種抗體同種型被發(fā)現(xiàn)，包括A、D、E、F、G、M、P、T/Z、X、Y和W。其中，IgM被認(rèn)為是這些同種型中的起源，由海洋向陸地過渡而來，IgM存在于幾乎所有脊椎動(dòng)物中，除了有“活化石”之稱的腔棘魚。對(duì)于上文提到的鯊魚等軟骨魚類來說，除了單鏈新抗原受體抗體（IgNAR）外，它們還表達(dá)IgM以及獨(dú)屬于它們的IgW。四足動(dòng)物中除了青蛙、鳥類（例如雞）和鱷魚，IgM，IgD和IgA是最常見的抗體類型。兩棲動(dòng)物則會(huì)編碼另一種IgP抗體，此外，包括斑馬魚在內(nèi)的一些魚類可以分泌IgT/Z，一些非哺乳動(dòng)物（例如鳥類、爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物）會(huì)產(chǎn)生IgY。

圖2.不同物種中的抗體類型和進(jìn)化過程

在哺乳動(dòng)物中有五種主要的Ig同種型：IgM、IgD、IgG、IgA和IgE，人類、豬、狗、貓、大鼠和小鼠具有相同的同種型。奶牛還表達(dá)具有超長(zhǎng)重（H）鏈互補(bǔ)決定區(qū)（CDRH3）的IgG。最后，駱駝可以表達(dá)IgM、IgD、IgG、IgA、IgE和單鏈（IgVHH）抗體。

不同類型抗體的功能

· IgM

IgM是進(jìn)化過程中保守性最強(qiáng)的免疫球蛋白類型，IgM可在B細(xì)胞表面表達(dá)，以五聚體（五個(gè)Y單位）或六聚體（六個(gè)Y單位）的形式分泌，分別具有10個(gè)或13個(gè)連接抗原的結(jié)合位點(diǎn)。單個(gè)IgMY單位的抗原結(jié)合強(qiáng)度（親和力）低于IgG的結(jié)合強(qiáng)度，然而，因?yàn)镮gM可以組裝成五聚體或六聚體，其產(chǎn)生的價(jià)態(tài)（抗原結(jié)合區(qū)域的數(shù)量）比IgG要多，因此具有更高的總親和力。

圖3. IgM和IgG在病原引發(fā)的免疫反應(yīng)中的濃度變化趨勢(shì)

正因?yàn)槿绱耍琁gM可以靶向低水平的外來抗原，尤其是在病原感染早期發(fā)揮作用，IgM的多價(jià)性質(zhì)還可以使IgM識(shí)別和接觸病原表面的多個(gè)區(qū)域，例如非蛋白質(zhì)分子（如碳水化合物）或細(xì)菌等病原體表面的脂質(zhì)。IgM與IgG和IgA一樣，具有直接中和病原的能力，此外，與IgG一樣，IgM還可以激活補(bǔ)體系統(tǒng)。

· IgD

IgD是物種間第二保守的免疫球蛋白，IgD與IgM具有非常相似的抗原特異性，它與IgM同時(shí)表達(dá)于B細(xì)胞表面。人們目前對(duì)IgD的了解還較少，已知IgD在黏膜穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要作用，例如調(diào)節(jié)鼻咽腔中的微生物群。

· IgA

IgA是在黏膜免疫系統(tǒng)中最豐富的抗體同種型。與IgM一樣，IgA有兩種形態(tài)，它可以以聚合物形式表達(dá)分泌于黏膜表面，也可作為單體存在于血清中。在腸道中，IgA已聚合物形式分泌，由兩個(gè)IgA單體通過J鏈連接形成二聚體。

· IgG

IgG是血清中含量最豐富的免疫球蛋白，占血清總蛋白的10-20%，IgG作為單體分泌，在所有同種型中具有最高的親和力，因此，它是消滅病原體的主要功臣，同時(shí)，IgG在補(bǔ)體系統(tǒng)激活中也起著重要作用。除了能夠中和病原外，IgG（和IgA）還可以“標(biāo)記”病原體，以被吞噬細(xì)胞消除。此外，IgG還在免疫系統(tǒng)中許多其他細(xì)胞（如自然殺傷細(xì)胞、肥大細(xì)胞）的供能激活發(fā)揮作用。

· IgE

在1960年代發(fā)現(xiàn)的IgE是與過敏反應(yīng)相關(guān)的免疫球蛋白，與其他免疫球蛋白一樣，當(dāng)免疫系統(tǒng)被外來抗原激活時(shí)，IgE由B細(xì)胞和漿細(xì)胞表達(dá)。特別的是，IgE的表達(dá)是由兩種細(xì)胞因子IL-4和IL-13誘導(dǎo)的，一旦表達(dá)，IgE作為單體分泌到血清中。與IgG相比，IgE的半衰期較短，IgG可以在血清中循環(huán)長(zhǎng)達(dá)21天，而IgE僅能在血清中存在數(shù)天。然而，在過敏反應(yīng)中，IgE可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和血小板的細(xì)胞表面的親和受體結(jié)合，并保持?jǐn)?shù)周的結(jié)合時(shí)間。