小小的抗體，如何承擔(dān)起保護(hù)我們的重任？

想必你已經(jīng)聽過很多“新冠肺炎治愈患者體內(nèi)產(chǎn)生抗體”的說法，不過你真的知道抗體是什么嗎？它是怎么保護(hù)我們的？

抗體從哪兒來？介紹抗體之前，我們先來看看人體的免疫系統(tǒng)。

人體的免疫系統(tǒng)主要由三道防線組成。第一道防線是皮膚和黏膜，比如我們的表皮、鼻孔里的鼻毛，口腔里的黏膜等，它們可以阻擋并清除大多數(shù)異物。 第二道防線是體液中的殺菌物質(zhì)和吞噬細(xì)胞。 殺菌物質(zhì)能夠破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁使其死亡，吞噬細(xì)胞可以吞噬和消滅侵入人體的各種病原體。

人體的第一道和第二道防線生來就有，是一種自然的、廣泛的保護(hù)力，并不針對(duì)某一種特定的病原體，因此被稱為非特異性免疫或 固有免疫（如果把我們的身體比喻成一座城池，那第一和第二道防線就是城墻、護(hù)城河）。

而免疫系統(tǒng)的 第三道防線則是人體在出生以后，在特定抗原的刺激下，逐漸建立起來、只針對(duì)該抗原起作用的后天防御功能。 主要由各種免疫器官（如扁桃體、淋巴結(jié)、胸腺、骨髓和脾臟等）和免疫細(xì)胞（淋巴細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞）借助血液循環(huán)和淋巴循環(huán)組成，又稱為特異性免疫或 適應(yīng)性免疫（城里的警察）， 抗體便是由特定的免疫細(xì)胞產(chǎn)生的。

身體內(nèi)做壞事的不法分子即 抗原（Antigen，Ag），是指任何可以誘發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)的物質(zhì)，比如細(xì)菌、病毒、花粉等等。 當(dāng)一些不法分子渡過了護(hù)城河、翻過了城墻，沾沾自喜地以為成功地混進(jìn)了城里，卻不想自己早已被幾個(gè)不同的神秘組織給盯上了。

這些神秘組織的成員訓(xùn)練有素，他們明白自己勢(shì)單力薄，沒法獨(dú)自應(yīng)對(duì)窮兇極惡的不法分子，于是悄悄地跟蹤、圍堵，并及時(shí)聯(lián)絡(luò)了城里的警察前來消滅不法分子。這些神秘組織就是 抗原遞呈細(xì)胞（Antigen-presenting cell，APC）。

抗原遞呈細(xì)胞又稱輔佐細(xì)胞，它們可以攝取、處理和傳遞抗原信息，經(jīng)過一系列信號(hào)傳遞過程刺激了B細(xì)胞分化為效應(yīng)B細(xì)胞并分泌產(chǎn)生抗體。所以， 抗體（Antibody）便是機(jī)體在經(jīng)歷這些抗原刺激后產(chǎn)生的相應(yīng)的、具有保護(hù)作用的蛋白質(zhì)，是活化的B細(xì)胞為了消滅特定抗原，“發(fā)明”的一種高性能、多用途的厲害武器。
抗體如何保護(hù)我們？

抗體是一種具有“Y”型結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，其功能的發(fā)揮與其結(jié)構(gòu)密不可分。

抗體結(jié)構(gòu)示意圖：“Y”型結(jié)構(gòu)上半部分的兩個(gè)枝丫（Fab段）是抗體能夠與特定的抗原表面的抗原表位結(jié)合的關(guān)鍵，而下面的桿（Fc段）則是和很多免疫細(xì)胞結(jié)合并發(fā)揮功能的關(guān)鍵

抗體發(fā)揮作用主要是通過以下幾種方式：

1.中和作用：

抗體通過Fab段直接結(jié)合抗原，與抗原表面的蛋白結(jié)合，使這些蛋白無法與細(xì)胞上的受體結(jié)合，阻止病原進(jìn)入細(xì)胞。

舉個(gè)例子：新冠病毒進(jìn)入身體后，其表面的刺突糖蛋白（S蛋白）需要與細(xì)胞表面的ACE2受體（S蛋白的相應(yīng)受體）結(jié)合后才能進(jìn)入細(xì)胞?？贵w搶先和S蛋白結(jié)合，占據(jù)了這些位置以后，病毒便無法再利用S蛋白侵入細(xì)胞了。

2.凝集作用：

當(dāng)一些顆粒狀結(jié)構(gòu)的病原體與相應(yīng)的抗體共存時(shí)，抗體就會(huì)像“橋梁”一樣結(jié)合病原體，使得多個(gè)病原體相互集結(jié)，形成較大的團(tuán)塊，便于吞噬細(xì)胞吞噬病原體。

3.調(diào)理作用：

某些抗體的Fc段可以與中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞表面的相應(yīng)受體（FcR）結(jié)合，增強(qiáng)其吞噬病原體的能力。

插一句嘴：日常生活中，很多人會(huì)對(duì)花粉、灰塵等過敏，這是因?yàn)樯眢w免疫系統(tǒng)將花粉等物質(zhì)當(dāng)作了抗原物質(zhì)。 當(dāng)免疫細(xì)胞第一次接觸這些抗原時(shí)，對(duì)其產(chǎn)生免疫反應(yīng)，產(chǎn)生了很多特異性抗體，機(jī)體進(jìn)入敏感狀態(tài)。當(dāng)這些免疫細(xì)胞再次接觸相同抗原時(shí)，抗體會(huì)迅速與抗原結(jié)合，而抗體的另一端會(huì)結(jié)合至肥大細(xì)胞的表面，誘導(dǎo)肥大細(xì)胞產(chǎn)生一定的反應(yīng)，并釋放一些物質(zhì)如組胺，造成平滑肌收縮，粘液分泌增加，出現(xiàn)氣喘等過敏癥狀。

4.抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用：

病原體成功感染細(xì)胞以后，會(huì)在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行“殖民”，利用其資源、生產(chǎn)工具來制造新的病毒（生產(chǎn)過程中會(huì)有一些病毒的外殼蛋白展現(xiàn)在細(xì)胞表面成為可以識(shí)別的抗原）。相應(yīng)的抗體通過其Fab段與宿主細(xì)胞表面的病毒抗原結(jié)合，再通過Fc段與具有殺傷性的細(xì)胞（如NK細(xì)胞等）表面表達(dá)的Fc受體結(jié)合，讓這些殺傷細(xì)胞殺死感染的病毒的細(xì)胞，同時(shí)也把病毒消滅了。

5.補(bǔ)體激活作用：

補(bǔ)體是另一種殺傷病原體的特效武器，在免疫過程中發(fā)揮著多種重要作用，而在抗體的幫助下，免疫系統(tǒng)可以活化、調(diào)用這些武器。

6.通過胎盤及黏膜：

抗體按照其重鏈的不同可以分為五種：IgA、IgD、IgE、IgG、IgM，各類抗體的功能各不相同。其中IgG可以通過胎盤進(jìn)入嬰兒血液中，為嬰兒提供天然的被動(dòng)免疫，所以嬰兒雖然嬌弱，但是媽媽的抗體可以保護(hù)他們。而免疫球蛋白中的IgA可以穿過黏膜，是黏膜局部抗感染的主要因素。

總而言之，抗體發(fā)揮作用的主要方式是：其Fab段可以識(shí)別并和病原體結(jié)合使其失去感染能力， Fc段可以和其他免疫細(xì)胞上的Fc受體結(jié)合，借助免疫細(xì)胞發(fā)揮作用。

總結(jié) :

抗體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白，由效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生，是免疫系統(tǒng)非常重要的成員。從胎兒時(shí)期開始，它（主要是IgG）就可以通過胎盤保護(hù)我們的健康，在我們長(zhǎng)大并接觸了多種抗原后，相應(yīng)的抗體會(huì)分泌到全身各處保護(hù)我們的安全。我們注射的許多疫苗，也是為了通過免疫反應(yīng)對(duì)已知的病原體產(chǎn)生抗體。

抗體還可以用于治療多種疾病。在身體遇到自身免疫系統(tǒng)無法戰(zhàn)勝的病原體時(shí)，可以利用他人或者其他動(dòng)物的含有相應(yīng)抗體的血漿/血清進(jìn)行被動(dòng)免疫，如：抗蛇毒血清、新冠肺炎康復(fù)者的血漿。腫瘤的抗體治療是抗體藥物治療的重要方向，例如PD-1/PD-L1抗體藥物，已經(jīng)成為了癌癥治療的明星。

現(xiàn)在科研人員已經(jīng)可以通過基因工程技術(shù)對(duì)抗體進(jìn)行改造，使其可以更加安全、有效，臨床上用抗體治療癌癥的例子也越來越多。

我們自身的免疫系統(tǒng)是神奇而強(qiáng)大的，科研人員也無時(shí)無刻不在為使抗體變得更加有效而努力。