四、免疫球蛋白的多樣性

　　四、免疫球蛋白的多樣性

　　機體對外界環境中眾多抗原刺激可產生相應的特異性抗體，有人推算抗體的多樣性在107以上，這種抗體多樣性主要是由遺傳控制的。引起免疫球蛋白多樣性的原因主要有以下幾個方面。

　　1.胚系中眾多的V、D、J基因片段　胚系（germ line)中未重排的（unrearranged) DNA有眾多的V基因片段以及一定數量的D、J基因片段。以小鼠為例。VH、DH和JH基因片段分別為1000、12和4，單獨重鏈重組的多樣性可達4.8×104左右；Vκ和Jκ分別約為250和4，κ輕鏈V-J重排的多樣性為1.0×103。經重鏈與κ輕鏈隨機配對後推算的多樣性為（4.8×104）×（1.0×103）=4.8×107。

表3-5　小鼠Ig胚系基因片段和重鏈、κ輕鏈配對的多樣性

多肽鏈 基因片段數 可變區基因 經重排和隨機配對後 　 V　J 重組方式 推算的多樣性數目 重　鏈 1000　12　4　 V-D-J 4.8×10

4

　 　 　 　 　 4.8×10

7

κ輕鏈 250 V-J 1.0×10

3 　

　　註：多樣性數目不包括VDJ連接多樣性、N區插入和體細胞突變所增加的多樣性數目。

　　2.VDJ連接的多樣性　輕鏈基因重排過程中，VJ連接點以及重鏈基因重排過程中D-J以及V-D-J連接點有一定的變異範圍。例如輕鏈VL因片段3′端5個核苷酸CCTCC和JL基因片段5′端4個核苷酸GTGG連接時，9個核苷酸中只有6個核苷酸編碼輕鏈第95、96位胺基酸，可產生8種不同的連接方式（圖3-13）。

　　3.體細胞突變（somatic mutation)　體細胞在發育過程中可發生基因的突變。以長期體外培養的B細胞前體為例，每個細胞每個鹼基對的突變率為1～3×10-5，這種類型突變主要發生在V基因。體細胞突變擴展了原有胚系眾多基因片段的多樣性。

　　4.N區的插入（insert of N region)　在Ig重鏈基因片段重排過程中，有時可通過無模板指導的機理（non-temple directed mechanism)在重組後D基因片段的兩側即VH-DH或DH-JH連接處插入稱之為N區的幾個核苷酸。N區不是由胚系基因所編碼。在N區插入前，先通過外切酶切除VH-DH或DH-JH連接處的兒個鹼基對，然後通過末端脫氧核苷酸轉移酶（terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT）連接上N區。由於額外插入了N區，可發生移碼突變（frameshift mutation),使插入部位以及下遊密碼子發生改變，從而編碼不同的胺基酸，增加了抗體的多樣性。

圖3-13　輕鏈基因V-J連接多樣性舉例

圖3-14　N區插入D-J連的接處（示意圖）

　　5.輕鏈重鏈相互隨機配對　如表3-5所示，小鼠重鏈與κ輕鏈隨機配對後推算的多樣性可達4.8×107，如果再加上重鏈與λ輕鏈的隨機配對其多樣性就更多了。