文 | 柯志勇
图 | 来源网络
抗体是用来结合抗原的,就好像街头出现坏人,勇士挺身而出冲上去抱住他。但抱住之后干什么呢?抓回警局,还是请回家吃饭?或者是就这样抱着继续逛街?这样的勇士能保护我们的安全吗?
抗体如何保护我们?
前面提到过,识别并结合抗原的是抗体的Fab片段,Fc片段则是抗体分子与效应分子和效应细胞相互作用的部位。我们就从这两个部分来介绍抗体怎么阻止疾病的发生。
« 中和作用,阻止毒素/病毒/细菌的侵袭
抗体对毒素和病菌的中和作用单纯靠Fab片段,这种作用最典型的是破伤风抗毒素。
大家可能会有这样的经历:外伤出血了,如果伤口比较深,医生会让您打个“破伤风针”。这种针正式的名称其实叫“纯化破伤风抗毒素(TAT)”,一般是多次以处理过的破伤风外毒素(类毒素)多次免疫马之后从其身上提取的外毒素抗体。引起破伤风的外毒素是破伤风痉挛毒素,结合到神经靶细胞后致病。只有“单身”的外毒素才有致病能力,一旦被抗体“抱住”之后,就不能再结合神经细胞的受体,无法引起破伤风了。
同样,病毒侵入细胞也需要通过其表面特异蛋白结合到细胞表面的相应受体。对血液中的病毒来说,如果其表面特异蛋白作为抗原被抗体抢先结合了,就无法再结合到受体进入靶细胞。支气管或胃肠道内的分泌型IgA抗体结合到细菌抗原,也可以抑制细菌粘附到黏膜细胞,阻止其侵入黏膜。
抗体Fab这种中和作用,就好像本来天生一对的病菌抗原奔向其天然受体,结果半路被抗体斜插一脚来个横刀夺爱……
« 利用Fc片段激活补体,破坏病原体
补体是体内参与辅助抗体破坏病菌或细胞的一群分子。补体通过逐级激活,最终在细胞表面形成膜攻击复合体(MAC),在细胞膜上“凿开”一个洞导致细胞死亡。激活补体系统的经典途径就是从结合了抗原的抗体开始。结合抗原后,抗体Fc段发生构象的改变,可以结合到补体C1q分子。C1q分子“招”到两个这样的Fc段之后,就被活化,再依序激活后续的补体分子。
除了最终形成MAC破坏细胞或细菌,抗原抗体复合物结合到补体之后,也可以通过吞噬细胞表面的补体受体“粘”到吞噬细胞,这样吞噬细胞就真是“饭来张口”了。这种作用叫补体的调理作用,可以促进吞噬细胞吞噬病菌。
« 结合到吞噬细胞的Fc受体,促进吞噬作用
抗体结合抗原之后,也可以不经补体直接发挥调理作用。身体的吞噬细胞有中性粒细胞、单核细胞(跑到组织中就改名为巨噬细胞)、NK细胞等等,这些细胞表面有Fc受体(FcR),可以结合抗体的Fc片段。这样,抗体就可以抱着抗原过来,送入“虎口”了。这也是一种调理作用。为虎作伥,像不像?
« 介导ADCC,促进NK细胞溶解病变细胞
感染了病毒的细胞会在细胞表面表达病毒抗原,血液中的抗体就以Fab粘到抗原上,屁股Fc翘在外头。刚好“路过”的NK细胞有特异性的Fc受体CD16,咬上这个屁股了。NK细胞兴奋啊!释放出活性因子,尤其是一种叫“穿孔素”的东西,在表达抗原的细胞的胞膜上钻个洞,杀伤细胞。这种作用叫抗体依赖细胞介导的细胞毒作用,是对付大型目标的主要手段。
有了抗体就有抵抗力吗?
抗体对病菌和毒素有那么多方面的作用,是不是有了抗体就有抵抗力了呢?
看起来颇有道理,但凡事没有绝对。
« 首先,某些病菌抗原会高挂“免战牌”
正如前面介绍的,一个病菌不止拥有一种抗原。我们以大家都熟悉的乙肝病毒为例,还记得常做的一项检查——乙肝两对半吧?
S抗原是乙肝病毒镶嵌在外衣壳脂质膜上的蛋白,C抗原是被外衣壳包裹的内衣壳蛋白,E抗原也被包裹其中。肝细胞复制病毒后,三种抗原均在细胞膜上表达,可以激活CTL攻击受感染的肝细胞。除了完整的病毒颗粒,只有S抗原和E抗原排放入血流,C抗原没有单独排入血流,就是乙肝两对半里面缺失的那个“半”。而在血流中的病毒只有S抗原暴露在外,C抗原和E抗原均躲在包膜里面,所以,要清除血流中的病毒,只能由S抗体负责,C抗体和E抗体均无能为力。
所以,不是所有的抗体都有抵抗感染的作用,只有针对那些暴露在病菌表面的关键抗原的抗体才能提供抵抗力。当然,在制备疫苗的时候,科学家们会考虑这种情况的,备选的抗原自然是可以诱导出保护性抗体的品种,这个不需要我们操心。病菌其它抗原的抗体虽然没有保护作用,但却证明了病菌“曾经来过”,还是可以作为诊断感染的手段。
« 病菌掌握了“敌进我退”的战术
当你携带着大量特异性武器气势如虹发起进攻的时候,忽然发现敌人不见了,这仗还怎么打!病菌也会不断变异的,现在新冠病毒已经发展出好几个型号了。等你辛辛苦苦弄出来了特异性抗体,病菌那个抗原却在变异中丢失了。病菌当然会有其它的抗原,不过你原来制造抗体时针对的那个抗原已经没有了,所以你的抗体没有用。最经典的是流感病毒。流感病毒抗原漂移最常见,今年感染了好不容易产生了抗体,结果来年流行的流感却没有这个抗原了,你就还得跟流感约会。这也是流感疫苗到目前为止还只是建议在高危人群接种的原因,有点像买,接种疫苗产生的抗体不一定能够“命中”即将到来的流感的抗原。
病毒抗原变异是目前研究新冠疫苗担心的一个方面,也是压在“群体免疫”鼓吹者心头的一块大石。幸好自然界中这种抗原变异不是太常发生。
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