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近年来,市面上出现了很多免疫诊断试剂盒,例如在22年底火爆一时的新冠病毒抗原检测试剂盒。这些试剂盒价格低廉,检测方便快捷,但其准确度与灵敏度一直为人诟病,在进行疾病自测时,多数时候直到出现明显症状才能测出阳性结果。那么,这种免疫自测产品真的有作用吗,它的原理是什么,是否是智商税?在这次小课堂中,小鱼将带你了解免疫诊断的前世今生。本次小课堂篇幅较长,文章将会分两次放出,这一次我们主要来了解免疫学的基础知识——抗原与抗体。
要知道免疫诊断的具体原理,首先要了解什么是抗原和抗体。抗原(antigen,Ag),也叫免疫原(immunogen),是指所有能激活和诱导免疫应答的物质。通常能与T淋巴细胞的TCR 或B淋巴细胞的BCR结合,促使其增殖、分化,产生免疫应答效应产物(抗体或致敏淋巴细胞),并与之结合,进而发挥适应性免疫应答效应。简单来说,抗原就是侵入身体并且能够引起免疫系统反应的异物,病毒细菌等常见的病原体是抗原,部分人会对花粉、海鲜等过敏,对这些人来说,花粉与海鲜中也含有抗原物质。抗原分为完全抗原(complete antigen)和半抗原(hapten or incomplete antigen),完全抗原由半抗原与蛋白质载体(carrier)组成。
抗原分子最重要的一个特性就是特异性(specificity),其是免疫应答中最重要的特点,也是免疫学诊断与防治的理论依据。机体能够识别不同抗原并做出针对性的免疫反应就是依赖于抗原的特异性。抗原的特异性由抗原决定簇(antigenic determinant,AD,又称表位/epitope)决定,一个抗原分子可具有一种或多种不同的抗原决定簇,其在同种抗原中基本保持不变,是被免疫细胞识别的靶结构,也是免疫反应具有特异性的物质基础。
抗体(antibody, Ab)是免疫B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白,可以与抗原发生特异性结合。抗体广泛应用于医疗治疗中,例如常见的抗蛇毒血清就是一种含有抗体的生物制剂。抗体属于免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig,具有抗体活性或化学结构与抗体类似的球蛋白),免疫球蛋白分为免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白D(IgD)和免疫球蛋白E(IgE)五类,IgG是血清中免疫球蛋白的主成分,约占血清中免疫球蛋白总含量的75%,它也是唯一能够通过胎盘的抗体,在新生儿抗感染中起重要作用。
IgG的形状类似英文字母“Y”,由两条相同的重链(heavy chain, H链) 与两条相同的轻链(light chain, L链)组成,并通过二硫键连接。
IgG在结构上分为可变区(Variable Region,V区)与恒定区(constant region, C区),可变区又可分为超变区(hypervariable region, HVR)与骨架区(framework region, FR)。由于超变区是抗体与抗原(表位)特异性结合的位置,其又被称为互补决定区(complementarity-determining region, CDR)。超变区位于“Y”形上部的两个分叉上,它高度可变,是抗体能够特异性识别抗原的关键,针对不同抗原的抗体,它们的超变区具有较大的区别。恒定区位于“Y”形下部的柄上,其的组成只与物种相关,其在同一物种的不同抗体中基本保持恒定不变。基于恒定区的这种特性,可以通过恒定区来识别抗体分子的物种来源,同时,由于恒定区的高度保守性,其也可以作为抗体的抗原决定簇,也即是异源抗体可以作为抗原被机体识别并产生免疫反应。
好了,本周的小鱼小课堂就告一段落了。想了解更多关于免疫应用的小知识,请继续关注比小鱼,在下半部分的内容中,小鱼将为你介绍免疫诊断试剂盒的基本原理,敬请期待。
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