抗体是多功能分子，可执行一系列效应功能，其中许多作用涉及免疫系统的不同分支。它们的作用方式超越了简单的抗原结合，能够激活各种免疫机制，从而导致病原体的中和和清除。这些功能包括阻断分子相互作用、激活补体系统以及通过 Fc 受体参与将体液免疫反应与细胞免疫反应联系起来。
阻塞和中和
抗体最简单但关键的功能之一是阻断病原体和宿主细胞之间的相互作用。通过与病毒或细菌结合，抗体可以防止其附着或进入宿主细胞。这种形式的中和作用在预防病毒感染方面尤为重要，因为抗体会物理干扰病原体感染细胞的能力。例如，针对 SARS-CoV-2 等病毒的中和抗体会阻止病毒与其细胞受体 ACE2 相互作用，从而在早期阻止感染。
这种阻断机制在治疗环境中也至关重要。旨在阻断配体-受体相互作用的单克隆抗体已成功治疗癌症和自身免疫性疾病。治疗性抗体，如英夫利昔单抗（用于阻断炎症性疾病中的 TNF-α）在临床应用中证明了这种作用模式的强大功能。
补体依赖性细胞毒性 （CDC）
抗体发挥作用的另一个重要机制是通过补体依赖性细胞毒性 （CDC）。当抗体与病原体或感染细胞表面的抗原结合时，它们会聚集，使补体系统的 C1q 蛋白可以与其 Fc 区结合。这种相互作用启动了经典的补体途径，导致膜攻击复合物 （MAC） 的形成，该复合物在靶标的细胞膜上打孔，导致裂解和死亡。
不同的抗体同种型和亚类在启动 CDC 的能力上有所不同。例如，IgG3 和 IgG1 是 C1q 结合最有效的人 IgG 亚类，因此它们在触发 CDC 方面非常有效。相比之下，IgG4 通常用于治疗性抗体以避免过度免疫激活，其 CDC 活性要弱得多。这种变异允许根据特定的治疗需求定制抗体，无论目标是诱导细胞死亡（例如，在癌症治疗中）还是简单地阻断抗原活性而不触发细胞裂解。
抗体依赖性细胞毒性 （ADCC）
抗体依赖性细胞毒性 （ADCC） 是将体液免疫反应和细胞免疫反应联系起来的关键机制。在 ADCC 中，与靶细胞表面结合的抗体被免疫效应细胞（如自然杀伤 （NK） 细胞、巨噬细胞和单核细胞）上的 Fc 受体 （FcR） 识别。这种参与触发效应细胞内的信号级联反应，导致穿孔素和颗粒酶等细胞毒性物质的释放，最终破坏抗体包被的靶细胞。
Fc 受体对不同 IgG 亚类的亲和力不同。在人类中，FcγRI （CD64） 是一种高亲和力受体，而 FcγRII （CD32） 和 FcγRIII （CD16） 是低至中等亲和力受体。这些受体在决定引发的免疫反应的强度和类型方面起着至关重要的作用。人 IgG1 和 IgG3 是参与 FcγR 和驱动 ADCC 的最有效亚类，使其成为旨在杀死靶细胞的治疗性抗体的首选候选者，例如在癌症免疫疗法中。
小鼠 IgG 亚类表现出不同的 ADCC 效力层次结构，其中 IgG2b 和 IgG2a 在这方面最有效。这种物种特异性变异对于使用动物模型的临床前研究至关重要，与人类相比，抗体的功能和行为可能会有很大差异。
Opsonization 和 Phagocytosis
抗体还通过调理素作用促进病原体的清除，调理素作用是病原体被吞噬细胞摄入和破坏的过程。当与病原体结合的抗体的 Fc 区与吞噬细胞（如巨噬细胞和中性粒细胞）表面的 Fcγ 受体相互作用时，就会发生调理作用。这会触发吞噬作用，病原体被免疫细胞吞噬和消化。
IgG 同种型，特别是 IgG1 和 IgG3，由于与 Fcγ 受体有很强的相互作用，因此可有效促进调理素作用。一旦内化，病原体就会暴露于溶酶体酶、活性氧和其他导致其破坏的机制中。这种作用方式对于清除细菌感染和其他病原体至关重要，这些病原体可能太大而无法通过简单结合或 CDC 中和。
Fc 受体：抗体效应器功能的核心
Fc 受体 （FcRs） 是一个受体家族，可介导抗体结合抗原与免疫系统之间的通讯。这些受体在各种免疫细胞上表达，包括 NK 细胞、巨噬细胞、树突状细胞和粒细胞。FcRs 识别并结合免疫球蛋白的 Fc 区，启动细胞反应，包括吞噬作用、ADCC 和炎症介质的释放。
在人类中，Fcγ 受体与 IgG 抗体的 Fc 区结合。FcγR 有三大类：
- FcγRI （CD64）：高亲和力受体，结合单体 IgG。
- FcγRII （CD32）：低到中等亲和力受体，参与调节免疫反应。
- FcγRIII （CD16）：低亲和力受体，对 NK 细胞中的 ADCC 至关重要。
抗体亚类的结构差异，尤其是 Fc 区域的差异，会影响它们与 Fc 受体相互作用的效率。例如，IgG1 和 IgG3 以高亲和力与这些受体结合，导致强烈的 ADCC 和吞噬反应。这使得这些亚类在以消除感染或恶性细胞为目标的疗法中很有价值。相反，已知 IgG4 对 Fc 受体的亲和力较低，使其在需要最小化免疫激活的治疗环境中很有用，例如在慢性炎症性疾病中。
用于增强效应子功能的工程抗体
抗体工程的进步使 Fc 区域的优化成为可能，以增强或减少特定的效应子功能。通过修饰 Fc 部分，研究人员可以改变抗体结合 FcγRs 或激活补体系统的能力，从而调整其治疗活性。
例如，Fc 工程可以增强抗体与 FcγRIIIa 结合的能力，从而促进 ADCC。这种方法广泛用于癌症治疗，其中增加抗体的细胞毒性潜力可以改善治疗结果。另一方面，减少 Fc 受体结合或补体激活可能有益于针对自身免疫性疾病的治疗，其中过度的免疫激活会加剧病情。