美國繪制出人體抗體產(chǎn)生詳細(xì)圖譜(人體免疫球蛋白是誰在何時發(fā)現(xiàn)的？)

當(dāng)病毒和細(xì)菌侵入人體時，免疫系統(tǒng)發(fā)起反擊。b細(xì)胞涌入受影響的區(qū)域，釋放尋求摧毀這些入侵者的抗體分子。這種抗體庫的特色是存在許多種特定類型的抗體：一些抗體包裹入侵的病原體，或者阻斷它們侵入健康的細(xì)胞，而其他的抗體產(chǎn)生能夠加快愈合過程的炎癥。

如今，在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學(xué)的研究人員首先繪制出人體如何產(chǎn)生每種抗體類型的圖譜，從中揭示出多種多樣的產(chǎn)生抗體的b細(xì)胞起源自相同的祖先。相關(guān)研究結(jié)果于2016年8月2日發(fā)表在elife期刊上，論文標(biāo)題為“l(fā)ineage tracing of human b cells reveals the in vivo landscape of human antibody class switching”。

論文第一作者、斯坦福大學(xué)生物物理學(xué)研究生felix horns問道，“我們?nèi)绾沃圃焖斜Ｗo我們的抗體？我們所做的是就是對它們進行測定?！?/p>

論文通信作者、斯坦福大學(xué)生物工程教授stephen quake認(rèn)為對人體的自然防御系統(tǒng)進行全面概述將能夠讓人們開發(fā)出新的療法來治療一系列免疫疾病。

quake說，“這種圖譜將有助我們理解在免疫疾病中是什么發(fā)生差錯。因此，我們可能能夠破解過敏癥等問題?！?/p>

構(gòu)建b細(xì)胞家族樹

為了繪制它們的圖譜，研究人員提取出來自22名年輕的健康成年人的血液樣品中的b細(xì)胞。利用一臺能夠讀出組成細(xì)胞遺傳密碼的單個核苷酸的高通量基因測序儀器，他們構(gòu)建出血液樣品中所有b細(xì)胞的抗體產(chǎn)生基因文庫。

他們通過計算b細(xì)胞中抗體產(chǎn)生基因產(chǎn)生的突變數(shù)量追蹤了這些細(xì)胞的譜系，發(fā)現(xiàn)較晚世代的b細(xì)胞具有更多的基因突變。他們也尋找b細(xì)胞轉(zhuǎn)換它們產(chǎn)生的抗體類型的證據(jù)。這種抗體類型轉(zhuǎn)換過程允許免疫系統(tǒng)定制它對到來的威脅作出的反應(yīng)。

horns說，“每個b細(xì)胞開始作為單個細(xì)胞制造某種類型的抗體。如果它保護你，那么它增殖和產(chǎn)生后代細(xì)胞?！?/p>

利用多種分析技術(shù)，研究人員能夠鑒定出多種類型的抗體。在研究人員分析的b細(xì)胞中，大約四分之三的b細(xì)胞產(chǎn)生igm抗體類型。horns說，igm是“產(chǎn)生的所有抗體的缺省類型。當(dāng)因遭受免疫挑戰(zhàn)而被激活時，它們經(jīng)歷類型轉(zhuǎn)換。”

一大部分產(chǎn)生igm的b細(xì)胞轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生igg抗體類型的b細(xì)胞，其中igg是人體內(nèi)最為重要的病毒對抗者。這些b細(xì)胞能夠產(chǎn)生4種igg亞型，每種亞型具有特定的抗病毒性質(zhì)。

較小部分產(chǎn)生igm的b細(xì)胞接著產(chǎn)生iga抗體，這種抗體抵抗入侵的細(xì)菌，也有助消化道中“有益的”細(xì)菌保持健康的平衡。

最小數(shù)量產(chǎn)生igm的b細(xì)胞切換產(chǎn)生ige抗體類型，這種抗體觸發(fā)體內(nèi)炎癥產(chǎn)生，而且如果它變得太活躍時，能夠產(chǎn)生過敏反應(yīng)。

b細(xì)胞轉(zhuǎn)換它們產(chǎn)生的抗體類型抵抗疾病

horns對抗體類型轉(zhuǎn)換過程的認(rèn)知可能導(dǎo)致人們針對免疫疾病開發(fā)出眾多新的治療方法。在高免疫球蛋白m綜合癥等罕見疾病中，病人的b細(xì)胞不能夠切換產(chǎn)生的抗體類型，因而這些人容易遭受一系列感染。再比如，過敏癥病人產(chǎn)生過敏原特異性的ige抗體，從而導(dǎo)致過度活躍的免疫反應(yīng)。

一些醫(yī)生已嘗試過“蠕蟲療法（helminthic therapy）”等方法，其中蠕蟲療法涉及讓寄生性蠕蟲感染病人，從而調(diào)整人體的抗體產(chǎn)生。horns預(yù)想一個更加精確的治療方法：設(shè)計模擬控制抗體類型轉(zhuǎn)換過程的信號分子的藥物。

他說，“你能夠?qū)⑦@種蠕蟲比喻為一種非常鈍的工具，但是你也能夠?qū)⒁环N設(shè)計的藥物比喻為一把手術(shù)刀。”

作為下一步，horns計劃對患上免疫疾病的病人的抗體產(chǎn)生基因進行測序。發(fā)現(xiàn)這些病人的抗體產(chǎn)生與健康人的抗體產(chǎn)生存在哪些差異將是開發(fā)恢復(fù)體內(nèi)最佳抗體平衡的藥物療法的關(guān)鍵一步。

horns說，“想象一下我們發(fā)現(xiàn)有人不能夠制造某種類型的抗體，或者低速率地制造它。我們能夠誘導(dǎo)這些人的b細(xì)胞轉(zhuǎn)換產(chǎn)生特定的抗體類型從而修復(fù)這種抗體缺乏癥?！?/p>

人體免疫球蛋白是誰在何時發(fā)現(xiàn)的？

整個過程需要提到幾個重要的人物供你參考。
1891年德國學(xué)者Behring（埃米爾·馮·貝林）應(yīng)用白喉抗毒素治療白喉獲得成功，開創(chuàng)免疫血清療法，提到“抗毒素”的血清治療，使得抗原，抗體概念逐步形成，于1901年獲得諾貝爾生理學(xué)獎。
19世紀(jì)末的德國學(xué)者歐根·埃利希，他所提出的體液免疫理論和抗體生成側(cè)鏈學(xué)說使其在1908年獲得諾貝爾生理學(xué)獎，為了支持其學(xué)說，創(chuàng)造了主動免疫，被動免疫、抗體、補體、受體、類毒素、側(cè)鏈等術(shù)語。
抗體是免疫球蛋白20世紀(jì)30年代，通過電泳證明，抗體是γ-球蛋白。
1972年，Gerald Maurice Edelman（美國人）和Rodney Robert Porter（英國人）因為闡明了抗體的本質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)而獲得諾貝爾生理學(xué)獎，Edelman和Porter 各自發(fā)表了對抗體分子構(gòu)造基本研究成果，他們皆將抗體分解成小片段來觀察。Porter主要致力于將抗體中負(fù)責(zé)與外來抗原結(jié)合的部分從抗體中分開，他發(fā)現(xiàn)可利用酵素--木瓜蛋白(papain)，將抗體分成三部分，其中包含了兩個較小且相似的片段，可與抗原特異地結(jié)合，其它方面也有幾乎相同的性質(zhì)；另外一片段欠缺活性，但保持原來的抗體分子具有生物學(xué)上的性質(zhì)。Edelman將抗體分子假定與其它各種蛋白質(zhì)一樣，由一些 polypeptide鏈所構(gòu)成，而他認(rèn)為polypeptide鏈間最可能以硫鍵結(jié)合在一起，故他試圖將這些鍵結(jié)打斷來觀察其中的各條polypeptide鏈，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)這些胺基酸鏈單獨存在時都不具有任何抗體的功用。后來他們兩人終于證實：抗體是由四條 polypeptide 鏈，就是兩條同樣的light chains和兩條同樣的heavy chains所構(gòu)成，并全部集合成一個Y 字型(參考fig.1.)，其Y字上半部之 V 字型的兩邊，分別由一條light chain及一條heavy chain的上半部所組成，負(fù)責(zé)與外來的抗原結(jié)合，Y字的下半部則包含了兩條heavy chains的下半部；其實抗體有多種不同的種類，每一種都具有其不同的功能與特性，但是它們?nèi)慷季哂猩鲜鏊f的分子型態(tài)。Porter綜合這些結(jié)果提出抗體分子的標(biāo)本，后來被證實具有非常的正確性。
1968年和1972年世界衛(wèi)生和國際免疫學(xué)會聯(lián)合會的專門委員會決定，將具有抗體活性或抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。

如圖1是B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的過程．圖2中的曲線顯示了兩種使人體獲得免疫力的方法，兩種方法均在第0天將某

（1）由以上分析可知，圖1中①為抗原；②為抗原受體．
（2）制造抗體的細(xì)胞是漿細(xì)胞，即圖1中④；抗體屬于分泌蛋白，其在核糖體上合成后，需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工和轉(zhuǎn)運，因此漿細(xì)胞中含有豐富的（粗面）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)．
（3）B淋巴細(xì)胞所產(chǎn)生的免疫是體液免疫，屬于特異性免疫免疫．
（4）當(dāng)一個人被狗咬傷時，狂犬病病毒可能通過狗的唾液進入人體，這時為防止該病毒使人體致病，采用方法①較好，因為直接注射抗體，能快速消滅病原體，以達(dá)到免疫效果．為防患于未然，應(yīng)對所有健康的狗注射相應(yīng)抗原（或疫苗），這可刺激狗體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞，達(dá)到預(yù)防的作用．抗體是由漿細(xì)胞合成和分泌的，因此在注射抗原后，體內(nèi)漿細(xì)胞（效應(yīng)B細(xì)胞）的數(shù)量變化與抗體的濃度變化相似，即與曲線②相似．
故答案為：
（1）①抗原?? ②抗原受體?
（2）④漿細(xì)胞 （粗面）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
（3）特異性免疫
（4）①抗體數(shù)量多，快速消滅病原體，以達(dá)到免疫效果?? 注射抗原（疫苗），可刺激狗體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞，達(dá)到預(yù)防的作用?? ②

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