Иммуноглобулины G

Иммуноглобули́ны G (IgG) — класс антител. IgG составляют около 75 % антител плазмы крови у человека и являются наиболее часто встречаемыми в кровотоке антителами^[1]. IgG продуцируются плазматическими B-клетками, и каждая молекула IgG имеет два сайта связывания антигена.

Строение иммуноглобулина G

Структура

Антитела IgG — крупные молекулы массой около 150 кДа^[2][3], состоящие из четырёх полипептидных цепей. Одна молекула IgG содержит две идентичные тяжёлые цепи типа γ массой около 50 кДа и две лёгкие цепи массой около 25 кДа. Две тяжёлые цепи связаны друг с другом и с лёгкими цепями посредством дисульфидных связей. Получающийся тетрамер состоит из двух идентичных половин, которые вместе формируют Y-образную структуру. На каждом конце «вилки» находится по одному сайту связывания с антигеном, которые имеют вариабельную структуру. «Ствол» Y-образной структуры константен, обозначается Fc и содержит высококонсервативные сайты N-гликозилирования. Присоединённые к Fc N-гликаны обогащены фукозой и образуют сложные структуры. Некоторые из этих гликанов также содержат N-ацетилглюкозамин и α-2,6-связанные остатки сиаловой кислоты^[4].

Функции

Антитела составляют главную часть гуморального иммунитета. IgG — главный тип антител крови и межклеточной жидкости, поэтому принимает участие в контроле инфекции по всему телу, связываясь с самыми разными патогенами: вирусами, бактериями, грибками. Связывание IgG с патогенами вызывает их иммобилизацию и связывание друг с другом (агглютинацию). Покрывание поверхности патогена молекулами IgG (опсонизация) позволяет фагоцитам распознать, поглотить и уничтожить его. Кроме того, IgG активирует классический путь системы комплемента, который приводит к образованию белков, уничтожающих патоген. Молекулы IgG также способны к связыванию и нейтрализации^[англ.] токсинов. Этот вид антител играет важную роль в зависимой от антител клеточной цитотоксичности^[англ.] (англ. antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC) и внутриклеточный опосредованный антителами протеолиз^[англ.] за счёт связывания с TRIM21^[англ.] (рецептор клеток человека, обладающий максимальной афинностью к IgG). В результате этих процессов вирионы направляются на разрушение в протеасомах цитозоля^[5]. IgG также связаны с реакциями гиперчувствительности II и III типов. IgG образуются за счёт переключения классов антител, поэтому они участвуют преимущественно во вторичном иммунном ответе^[6]. IgG секретируется в виде мономеров, которые легко проникают в ткани. IgG — единственный вид антител, способный к проникновению через плаценту при помощи специальных рецепторов, обеспечивая защиту плода in utero. Наряду с IgA, которые входят в состав грудного молока, остатки IgG, проникнувшие в плод через плаценту, обеспечивают гуморальный иммунитет младенца, пока его собственная иммунная система не начала работать. Высокий процент IgG содержится в молозиве, особенно коровьем. В течение первых шести месяцев младенец имеет, по сути, иммунитет матери и имеет защиту против тех патогенов, с которыми она сталкивалась, пока полученные от матери антитела не разрушаются. IgG участвуют в развитии аллергических реакций и могут предотвращать анафилактические реакции, опосредованные IgE, взаимодействуя с антигенами раньше, чем это сделают IgE, связанные с тучными клетками. Таким образом, IgG блокируют системную анафилаксию, вызванную проникновением в организм небольшого количества антигена, вместе с тем участвуя в анафилактических реакциях, спровоцированных большим количеством антигена^[7].

Подклассы

У человека выделяют четыре подкласса IgG (обозначаются IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4), пронумерованные в зависимости от их многочисленности в плазме крови (IgG1 — самый многочисленный).

Название	Процент	Пересекает ли плаценту	Активатор комплемента	Связывание с рецептором Fc на фагоцитирующих клетках	Время полужизни[8]
IgG1	66 %	да (1,47)*	второй по силе	высокое сродство	21 день
IgG2	23 %	нет (0,8)*	третий по силе	очень низкое сродство	21 день
IgG3	7 %	да (1,17)*	самый сильный	высокое сродство	7 дней
IgG4	4 %	да (1,15)*	нет	промежуточное по силе сродство	21 день
* Отношение концентраций в крови пуповины и крови матери[9]

Поскольку IgG различных подклассов имеют противоположные свойства (некоторые активируют комплемент, некоторые нет; некоторые обладают высоким сродством к рецептору Fc, другие нет) и иммунный ответ на любой антиген приводит к образованию антител всех четырёх подклассов, долгое время оставалось неясным, как работа различных подтипов IgG согласована друг с другом. В 2013 году была предложена модель, согласно которой на ранних этапах иммунного ответа происходит образование IgG3 и IgE, и IgG3 присоединяется к IgM-опосредованному ответу на антиген. Далее происходит образование IgG1 и IgG2. Относительное соотношение IgG разных подклассов определяет силу последующего воспалительного ответа. Наконец, если антиген всё ещё не уничтожен, образуются антитела подкласса IgG4, которые снижают силу воспаления, подавляя активность фагоцитирующих клеток^[10].

Различной способностью к активации комплемента подклассов IgG можно объяснить вредоносность некоторых антител, направленных против донора, при трансплантации органов^[11].

Значение для диагностики

Измерение содержания IgG в плазме крови может быть диагностическим инструментом для ряда состояний, таких как аутоиммунный гепатит^[12]. В клинике уровень IgG в крови считают индикатором активации иммунной системы индивидуума против определённого патогена.^{[источник не указан 1182 дня]} По концентрации IgG можно судить об иммунитете человека против кори, свинки, краснухи, гепатита B, ветрянки и других инфекционных болезней^[13]. Однако уровень IgG не используется при диагностике аллергии^[14][15].

Примечания

1. Junqueira, Luiz C.; Jose Carneiro. Basic Histology (неопр.). — McGraw-Hill Education, 2003. — ISBN 978-0-8385-0590-8.
2. Janeway CA Jr; Travers P; Walport M. et al. Ch3 Antigen Recognition by B-Cell and T-cell Receptors // Immunobiology: The Immune System in Health and Disease (англ.). — 5th. — New York: Garland Science^[англ.], 2001.
3. Antibody Basics  (неопр.). Sigma-Aldrich. Дата обращения: 10 декабря 2014. Архивировано 14 декабря 2014 года.
4. Stadlmann J., Pabst M., Kolarich D., Kunert R., Altmann F. Analysis of immunoglobulin glycosylation by LC-ESI-MS of glycopeptides and oligosaccharides. (англ.) // Proteomics. — 2008. — July (vol. 8, no. 14). — P. 2858—2871. — doi:10.1002/pmic.200700968. — PMID 18655055. [исправить]
5. Mallery D. L., McEwan W. A., Bidgood S. R., Towers G. J., Johnson C. M., James L. C. Antibodies mediate intracellular immunity through tripartite motif-containing 21 (TRIM21). (англ.) // Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America. — 2010. — 16 November (vol. 107, no. 46). — P. 19985—19990. — doi:10.1073/pnas.1014074107. — PMID 21045130. [исправить]
6. Meulenbroek A. J., Zeijlemaker W. P. Human IgG Subclasses: useful diagnostic markers for immunocompetence (англ.). — SanquinLaboratory for Experimental and Clinical Immunology University of Amsterdam, the Netherlands, 1996. — P. 7. — ISBN 978-90-5267-011-9. Архивировано 2 марта 2014 года. Архивированная копия  (неопр.). Дата обращения: 4 августа 2019. Архивировано из оригинала 2 марта 2014 года.
7. Finkelman F. D. Anaphylaxis: lessons from mouse models. (англ.) // The Journal Of Allergy And Clinical Immunology. — 2007. — September (vol. 120, no. 3). — P. 506—515. — doi:10.1016/j.jaci.2007.07.033. — PMID 17765751. [исправить]
8. Bonilla F. A. Pharmacokinetics of immunoglobulin administered via intravenous or subcutaneous routes. (англ.) // Immunology And Allergy Clinics Of North America. — 2008. — November (vol. 28, no. 4). — P. 803—819. — doi:10.1016/j.iac.2008.06.006. — PMID 18940575. [исправить]
9. Hashira S., Okitsu-Negishi S., Yoshino K. Placental transfer of IgG subclasses in a Japanese population. (англ.) // Pediatrics International : Official Journal Of The Japan Pediatric Society. — 2000. — August (vol. 42, no. 4). — P. 337—342. — PMID 10986861. [исправить]
10. Collins A. M., Jackson K. J. A Temporal Model of Human IgE and IgG Antibody Function. (англ.) // Frontiers In Immunology. — 2013. — Vol. 4. — P. 235—235. — doi:10.3389/fimmu.2013.00235. — PMID 23950757. [исправить]
11. Gao Z. H., McAlister V. C., Wright Jr. J. R., McAlister C. C., Peltekian K., MacDonald A. S. Immunoglobulin-G subclass antidonor reactivity in transplant recipients. (англ.) // Liver Transplantation : Official Publication Of The American Association For The Study Of Liver Diseases And The International Liver Transplantation Society. — 2004. — August (vol. 10, no. 8). — P. 1055—1059. — doi:10.1002/lt.20154. — PMID 15390333. [исправить]
12. Lakos G., Soós L., Fekete A., Szabó Z., Zeher M., Horváth I. F., Dankó K., Kapitány A., Gyetvai A., Szegedi G., Szekanecz Z. Anti-cyclic citrullinated peptide antibody isotypes in rheumatoid arthritis: association with disease duration, rheumatoid factor production and the presence of shared epitope. (англ.) // Clinical And Experimental Rheumatology. — 2008. — March (vol. 26, no. 2). — P. 253—260. — PMID 18565246. [исправить]
13. Teri Shors. Ch5 Laboratory Diagnosis of Viral Diseases and Working with Viruses in the Research Laboratory // Understanding Viruses (неопр.). — 2nd. — Jones & Bartlett Publishers^[англ.], 2011. — С. 103—104. — ISBN 978-0-7637-8553-6.
14. Five Things Physicians and Patients Should Question  (неопр.). Choosing Wisely: an initiative of the ABIM Foundation. American Academy of Allergy, Asthma, and Immunology. Дата обращения: 14 августа 2012. Архивировано 3 ноября 2012 года.
15. Cox L., Williams B., Sicherer S., Oppenheimer J., Sher L., Hamilton R., Golden D., American College of Allergy, Asthma and Immunology Test Task Force., American Academy of Allergy, Asthma and Immunology Specific IgE Test Task Force. Pearls and pitfalls of allergy diagnostic testing: report from the American College of Allergy, Asthma and Immunology/American Academy of Allergy, Asthma and Immunology Specific IgE Test Task Force. (англ.) // Annals Of Allergy, Asthma & Immunology : Official Publication Of The American College Of Allergy, Asthma, & Immunology. — 2008. — December (vol. 101, no. 6). — P. 580—592. — PMID 19119701. [исправить]