stringtranslate.com

Иммуноглобулин G

Площадь поверхности антитела IgG, доступная воде

Иммуноглобулин G ( IgG ) — это тип антител . Составляя около 75% сывороточных антител у людей, IgG является наиболее распространенным типом антител, обнаруженных в кровотоке . [1] Молекулы IgG создаются и высвобождаются плазматическими В-клетками . Каждое антитело IgG имеет два паратопа .

Функция

Антитела являются основными компонентами гуморального иммунитета . IgG является основным типом антител, обнаруженных в крови и внеклеточной жидкости , что позволяет им контролировать инфекцию тканей организма . Связывая многие виды патогенов, таких как вирусы , бактерии и грибки , IgG защищает организм от инфекции. [ необходима цитата ]

Это происходит посредством нескольких механизмов: [ необходима цитата ]

Антитела IgG вырабатываются после переключения класса и созревания гуморального ответа, поэтому они участвуют преимущественно во вторичном иммунном ответе . [3]

IgG секретируется в виде мономера, который имеет небольшой размер, что позволяет ему легко диффундировать в ткани. Это единственный изотип антител , который имеет рецепторы для облегчения прохождения через плаценту человека , тем самым обеспечивая защиту плода в утробе матери . Наряду с IgA, секретируемым в грудном молоке , остаточный IgG, абсорбируемый через плаценту, обеспечивает новорожденного гуморальным иммунитетом до того, как разовьется его собственная иммунная система . Молозиво содержит высокий процент IgG, особенно коровье молозиво. У лиц с предшествующим иммунитетом к патогену IgG появляется примерно через 24–48 часов после антигенной стимуляции. [ необходима цитата ]

Таким образом, в первые шесть месяцев жизни новорожденный имеет те же антитела, что и мать, и ребенок может защитить себя от всех патогенов, с которыми мать сталкивалась в своей жизни (даже если только через вакцинацию), пока эти антитела не деградируют. Этот репертуар иммуноглобулинов имеет решающее значение для новорожденных, которые очень чувствительны к инфекциям, особенно в дыхательной и пищеварительной системах. [ необходима цитата ]

IgG также участвуют в регуляции аллергических реакций. По словам Финкельмана, существует два пути системной анафилаксии : [4] [5] антигены могут вызывать системную анафилаксию у мышей через классический путь путем перекрестного связывания IgE, связанного с рецептором тучных клеток FcεRI, стимулируя высвобождение как гистамина , так и фактора активации тромбоцитов (PAF). В альтернативном пути антигены образуют комплексы с IgG, которые затем перекрестно связывают рецептор макрофагов FcγRIII и стимулируют только высвобождение PAF. [4]

Антитела IgG могут предотвращать анафилаксию, опосредованную IgE, перехватывая специфический антиген до того, как он свяжется с IgE, ассоциированным с тучными клетками. Следовательно, антитела IgG блокируют системную анафилаксию, вызванную небольшими количествами антигена , но могут опосредовать системную анафилаксию, вызванную большими количествами. [4]

Структура

Различные регионы и домены типичного IgG

Антитела IgG представляют собой крупные глобулярные белки, состоящие из четырех пептидных цепей; [6] две идентичные γ (гамма) тяжелые цепи около 50 кДа и две идентичные легкие цепи около 25 кДа. Таким образом, полученная тетрамерная четвертичная структура имеет общую молекулярную массу около 150  кДа . [7] Две тяжелые цепи связаны друг с другом и с легкой цепью каждая дисульфидными связями . Полученный тетрамер имеет две идентичные половины, которые вместе образуют Y-образную форму. Каждый конец вилки содержит идентичный сайт связывания антигена . Различные области и домены типичного IgG изображены на рисунке «Анатомия IgG».

Fc-участки IgG несут высококонсервативный сайт N-гликозилирования в аспарагине 297 в константной области тяжелой цепи. [8] N-гликаны, прикрепленные к этому сайту, представляют собой преимущественно сердцевинно-фукозилированные биантенные структуры сложного типа. [9] Кроме того, небольшие количества этих N-гликанов также несут разделяющие пополам остатки GlcNAc и α-2,6-связанной сиаловой кислоты. [10] Состав N-гликанов в IgG связан с несколькими аутоиммунными, инфекционными и метаболическими заболеваниями. [11]

Подклассы

У людей существует четыре подкласса IgG (IgG1, 2, 3 и 4), названные в порядке их распространенности в сыворотке (IgG1 является наиболее распространенным). [12]

Примечание: Сродство IgG к Fc-рецепторам на фагоцитарных клетках специфично для отдельных видов, из которых происходит антитело, а также для класса. Структура шарнирных областей (область 6 на схеме) вносит вклад в уникальные биологические свойства каждого из четырех классов IgG. Несмотря на то, что между их Fc-областями существует около 95% сходства, структура шарнирных областей относительно различна. [ необходима цитата ]

Учитывая противоположные свойства подклассов IgG (фиксация и нефиксация комплемента; связывание и нефиксация FcR), а также тот факт, что иммунный ответ на большинство антигенов включает смесь всех четырех подклассов, было трудно понять, как подклассы IgG могут работать вместе, обеспечивая защитный иммунитет. В 2013 году была предложена временная модель функции человеческого IgE и IgG. [15] Эта модель предполагает, что IgG3 (и IgE) появляются на ранних стадиях ответа. IgG3, хотя и имеет относительно низкое сродство, позволяет защите, опосредованной IgG, присоединяться к защите, опосредованной IgM, при очистке от чужеродных антигенов. Впоследствии вырабатываются IgG1 и IgG2 с более высоким сродством. Относительный баланс этих подклассов в любых образующихся иммунных комплексах помогает определить силу последующих воспалительных процессов. Наконец, если антиген сохраняется, вырабатывается высокоаффинный IgG4, который подавляет воспаление, помогая сократить процессы, опосредованные FcR. [ необходима цитата ]

Относительная способность различных подклассов IgG фиксировать комплемент может объяснить, почему некоторые реакции антидонорских антител наносят вред трансплантату после трансплантации органов. [16]

В мышиной модели анемии, опосредованной аутоантителами, с использованием вариантов переключения изотипа IgG антиэритроцитарного аутоантитела было обнаружено, что мышиный IgG2a превосходит IgG1 в активации комплемента. Более того, было обнаружено, что изотип IgG2a способен очень эффективно взаимодействовать с FcgammaR. В результате для индукции патологии, опосредованной аутоантителами, потребовались в 20 раз более высокие дозы IgG1 по сравнению с аутоантителами IgG2a. [17] Поскольку мышиный IgG1 и человеческий IgG1 не полностью схожи по функциям, вывод о функции человеческих антител из исследований на мышах должен проводиться с большой осторожностью. Однако как человеческие, так и мышиные антитела обладают различной способностью фиксировать комплемент и связываться с рецепторами Fc . [ необходима цитата ]

Роль в диагностике

Адалимумаб — это антитело IgG.

Измерение иммуноглобулина G может быть диагностическим инструментом для определенных состояний, таких как аутоиммунный гепатит , если на это указывают определенные симптомы. [18] Клинически измеренные уровни антител IgG, как правило, считаются показателем иммунного статуса человека к определенным патогенам. Распространенным примером этой практики являются титры, полученные для демонстрации серологического иммунитета к кори, эпидемическому паротиту и краснухе (MMR), вирусу гепатита B и ветряной оспе (ветряной оспе) и другим. [19]

Тестирование IgG не показано для диагностики аллергии, и нет никаких доказательств того, что оно имеет какое-либо отношение к пищевой непереносимости. [20] [21] [22]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры до эффекторных функций». Frontiers in Immunology . 5 : 520. doi : 10.3389/fimmu.2014.00520 . ISSN  1664-3224. PMC 4202688.  PMID 25368619  .
  2. ^ Mallery DL, McEwan WA, Bidgood SR, Towers GJ, Johnson CM, James LC (2010). «Антитела опосредуют внутриклеточный иммунитет через трехкомпонентный мотив, содержащий 21 (TRIM21)». Труды Национальной академии наук США . 107 (46): 19985–19990. Bibcode : 2010PNAS..10719985M. doi : 10.1073/pnas.1014074107 . PMC 2993423. PMID  21045130 . 
  3. ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры до эффекторных функций». Frontiers in Immunology . 5 : 520. doi : 10.3389/fimmu.2014.00520 . ISSN  1664-3224. PMC 4202688. PMID 25368619  . 
  4. ^ abc Финкельман, Фред Д. (сентябрь 2007 г.). «Анафилаксия: уроки из мышиных моделей». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 120 (3): 506–515. doi :10.1016/j.jaci.2007.07.033. PMID  17765751.
  5. ^ Khondoun MV, Strait R, Armstrong L, Yanase N, Finkelman FD (2011). «Идентификация маркеров, отличающих анафилаксию, опосредованную IgE от IgG». Труды Национальной академии наук США . 108 (30): 12413–12418. Bibcode : 2011PNAS..10812413K. doi : 10.1073/pnas.1105695108 . PMC 3145724. PMID  21746933 . 
  6. ^ Janeway CA Jr; Travers P; Walport M; et al. (2001). «Распознавание антигена Ch3 рецепторами B-клеток и T-клеток». Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезни (5-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science.
  7. ^ "Основы антител". Sigma-Aldrich . Получено 2014-12-10 .
  8. ^ Кобб, Брайан А. (2019-08-27). «История гликозилирования IgG и где мы сейчас». Гликобиология . 30 (4): 202–213. doi : 10.1093/glycob/cwz065 . ISSN  1460-2423. PMC 7109348. PMID 31504525  . 
  9. ^ Parekh, RB; Dwek, RA; Sutton, BJ; Fernandes, DL; Leung, A.; Stanworth, D.; Rademacher, TW; Mizuochi, T.; Taniguchi, T.; Matsuta, K. (1–7 августа 1985 г.). «Связь ревматоидного артрита и первичного остеоартрита с изменениями в паттерне гликозилирования общего сывороточного IgG». Nature . 316 (6027): 452–457. Bibcode :1985Natur.316..452P. doi : 10.1038/316452a0 . ISSN  0028-0836. PMID  3927174.
  10. ^ Stadlmann J, Pabst M, Kolarich D, Kunert R, Altmann F (2008). «Анализ гликозилирования иммуноглобулинов с помощью LC-ESI-MS гликопептидов и олигосахаридов». Proteomics . 8 (14): 2858–2871. doi :10.1002/pmic.200700968. PMID  18655055. S2CID  22821543.
  11. ^ de Haan, Noortje; Falck, David; Wuhrer, Manfred (2019-07-08). «Мониторинг N- и O-гликозилирования иммуноглобулина в здоровье и патологии». Glycobiology . 30 ( 4): 226–240. doi : 10.1093/glycob/cwz048 . ISSN  1460-2423. PMC 7225405. PMID  31281930. 
  12. ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры до эффекторных функций». Frontiers in Immunology . 5 : 520. doi : 10.3389/fimmu.2014.00520 . ISSN  1664-3224. PMC 4202688. PMID 25368619  . 
  13. ^ Бонилла ФА Иммуноаллергия Клин N Am 2008; 803–819
  14. ^ Хашира С., Окицу-Негиши С., Ёсино К. (август 2000 г.). «Плацентарный перенос подклассов IgG в японской популяции». Pediatrics International . 42 (4): 337–342. doi :10.1046/j.1442-200x.2000.01245.x. PMID  10986861. S2CID  24750352.
  15. ^ Коллинз, Эндрю М .; Кэтрин Дж. Л. Джексон (2013-08-09). "Временная модель функции человеческих антител IgE и IgG". Frontiers in Immunology . 4 : 235. doi : 10.3389/fimmu.2013.00235 . PMC 3738878. PMID  23950757. 
  16. ^ Гао, ZH; МакАлистер, VC; Райт-младший, JR; МакАлистер, CC; Пелтекян, K; МакДональд, AS (2004). «Реактивность иммуноглобулина G-подкласса против донора у реципиентов трансплантата». Трансплантация печени . 10 (8): 1055–1059. doi : 10.1002/lt.20154 . PMID  15390333.
  17. ^ Azeredo da Silveira S, Kikuchi S, Fossati-Jimack L, Moll T, Saito T, Verbeek JS, Botto M, Walport MJ, Carroll M, Izui S (2002-03-18). «Активация комплемента селективно усиливает патогенность изотипов IgG2b и IgG3 высокоаффинного антиэритроцитарного аутоантитела». Журнал экспериментальной медицины . 195 (6): 665–672. doi :10.1084/jem.20012024. PMC 2193744. PMID 11901193  . 
  18. ^ Лакос Г, Соос Л, Фекете А, Сабо З, Зехер М, Хорват ИФ, Данко К, Капитани А, Джетвай А, Сегеди Г, Секанеч З (март – апрель 2008 г.). «Изотипы антител к циклическому цитруллинированному пептиду при ревматоидном артрите: связь с продолжительностью заболевания, выработкой ревматоидного фактора и наличием общего эпитопа». Клиническая и экспериментальная ревматология . 26 (2): 253–260. PMID  18565246. Архивировано из оригинала 11 декабря 2014 г. Проверено 26 февраля 2014 г.
  19. ^ Тери Шорс (август 2011 г.). «Лабораторная диагностика вирусных заболеваний и работа с вирусами в исследовательской лаборатории Ch5». Understanding Viruses (2-е изд.). Jones & Bartlett Publishers. стр. 103–104. ISBN 978-0-7637-8553-6.
  20. ^ Американская академия аллергии, астмы и иммунологии, Американская академия аллергии, астмы и иммунологии. "Пять вопросов, которые должны задавать себе врачи и пациенты" (PDF) . Выбирая мудро: инициатива Фонда ABIM . Американская академия аллергии, астмы и иммунологии . Архивировано из оригинала (PDF) 3 ноября 2012 г. . Получено 14 августа 2012 г. .
  21. ^ Cox L, Williams B, Sicherer S, Oppenheimer J, Sher L, Hamilton R, Golden D (2008). «Жемчужины и подводные камни диагностического тестирования аллергии: отчет Американского колледжа аллергии, астмы и иммунологии/Американской академии аллергии, астмы и иммунологии. Специфическая рабочая группа по тестированию IgE». Annals of Allergy, Asthma & Immunology . 101 (6): 580–592. doi :10.1016/s1081-1206(10)60220-7. PMID  19119701.
  22. ^ Stapel, Steven O.; Asero, R.; Ballmer-Weber, BK; Knol, EF; Strobel, S.; Vieths, S.; Kleine-Tebbe, J.; Целевая группа EAACI (июль 2008 г.). «Тестирование на IgG4 против пищевых продуктов не рекомендуется в качестве диагностического инструмента: отчет целевой группы EAACI». Allergy . 63 (7): 793–796. doi :10.1111/j.1398-9995.2008.01705.x. ISSN  1398-9995. PMID  18489614. S2CID  14061223.

Внешние ссылки