免疫學

免疫學

所謂“免疫”原由拉丁字“immunis”而來,其原意為“免除稅收”(exceptionfromcharges), 也包含著“免於疫患”之意。免疫學是研究生物體對抗原物質免疫應答性及其方法的生物-醫學科學。免疫應答是機體對抗原刺激的反應,也是對抗原物質進行識別和排除的一種生物學過程。免疫學檢測方法可分為體液免疫和細胞免疫測定。20 世紀初, Landsteiner 等套用偶氮蛋白的人工結合抗原,即以芳香族有機化學分子偶聯到蛋白質分子上形成的抗原,研究抗原抗體反應特異性的物質基礎,從中認識到,抗原特異性實際上是由一些小分子的結構及構象決定的,進而提出了關於抗原抗體反應的格子學說,從理論上解釋了血清學反應現象。

基本信息

免疫

定義

尿液中的變形紅細胞尿液中的變形紅細胞

是機體識別“自身”與“非己”抗原,對自身抗原形成天然免疫耐受,對“非己”抗原產生排斥作用的一種生理功能。正常情況下,這種生理功能對機體有益,可產生抗感染、抗腫瘤等維持機體生理平衡和穩定的免疫保護作用。在一定條件下,當免疫功能失調時,也會對機體產生有害的反應和結果,如引發超敏反應、自身免疫病和腫瘤等。

發展簡史

免疫起源

免疫學是一門既古老而又新興的學科。免疫學的發展是人們在實踐中不斷探索、不斷總結和不斷創新的結果。一般認為免疫學的發展經歷了四個時期即經驗免疫學時期、經典免疫學時期、近代免疫學時期和現代免疫學時期。

經驗時期

早在公元 11 世紀,中國醫學家在實踐中創造性地發明了人痘苗,即用人工輕度感染的方法預防天花。在明代隆慶年間(1567 ~ 1572),人痘苗已在中國廣泛套用;至 17 世紀,人痘苗接種預防天花的方法引起鄰國的注意,先後傳入俄國、朝鮮、日本、土耳其、英國等地,進而使人痘苗預防天花的方法得以推廣和驗證。此即經驗免疫學時期。它是人類認識機體免疫性的開端,為以後英國醫生Jenner (琴納)發明牛痘苗奠定了基礎。該時期發現了免疫現象,對醫學實為一項偉大貢獻。

經典時期

18 世紀至 20 世紀中葉為經典免疫學時期。這一時期,人們對免疫功能的認識由人體現象的觀察進入了科學實驗時期。在此期間取得的重要成果包括:

牛痘苗的發明

牛痘苗的發明是繼人痘苗之後免疫學的一個重要發展,是由英國醫生 Jenner 在觀察到患過牛痘的擠奶女工,不再患天花的事實後,通過長期研究的科學成果。該疫苗給人體接種後,只引起局部反應,並不造成嚴重損害,但能有效地預防天花。它不僅彌補了人痘苗的不足,而且可在實驗室大量生產。因此很快地代替了人痘苗,被醫學界所接受。

減毒活疫苗的發明

19 世紀末,隨著微生物學的發展,法國免疫學家巴斯德(Pasteur)和德國細菌學家郭霍(Koch)在創立了細菌分離培養技術的基礎上,通過系統地科學研究,利用物理、化學,以及生物學方法獲得了減毒菌苗,並用於疾病的預防和治療。Pasteur 以高溫培養法製備了炭疽疫苗,用狂犬病毒在兔體內經連續傳代製備了狂犬病疫苗。這些減毒疫苗的發明不但為實驗免疫學打下了基礎,也為疫苗的發展開闢了新局面。

抗體的發現

1890 年德國學者 Behring (貝苓)和日本學者北里用白喉外毒素免疫動物時發現,在被免疫的動物血清中有一種能中和外毒素的物質,稱為抗毒素。將此免疫血清被動轉移給正常動物,使後者獲得了中和外毒素的能力。同年 Behring 又與 Kitasato 將白喉抗毒素正式用於白喉的治療,開創了人工被動免疫療法之先河。為此, Behring 於 1901 年獲得諾貝爾醫學和生理學獎。後來,人們相繼發現了凝集素、沉澱素等能與細菌或細胞特異性反應的物質,統稱為抗體;而將能引起抗體產生的物質稱為抗原,從而確立了抗原和抗體的概念。

補體的發現

1894 年, Pfeiffer 發現了免疫溶菌現象。他將霍亂弧菌注射到已被該菌免疫的豚鼠腹腔內,發現新注入的霍亂弧菌迅速溶解。此外,取細菌免疫血清與相應細菌注入正常豚鼠腹腔也可得到同樣結果。Bordet 將新鮮免疫血清加熱 30 分鐘後,再加入相應細菌,發現只出現凝集,喪失了溶菌能力。據此認為,免疫血清中可能存在兩種與溶菌有關的物質,一種是對熱穩定的物質即抗體,其能與相應細菌或細胞特異性結合,引起凝集;另一種是對熱不穩定的物質,稱之為補體,它是正常血清中的成分,無特異性,但具有協助抗體溶解細菌或細胞的作用。

血清學方法的建立

根據抗原和抗體特異性結合的特點,在抗毒素髮現以後的 10 年中,建立了許多體外檢測抗原、抗體的血清學方法如凝集反應、沉澱反應、補體結合反應等,為傳染病的診斷和流行病學調查提供了新的重要手段。

免疫化學的研究

在抗原和抗體概念確立後,人們對其理化性質、抗原與抗體特異性結合的化學基礎等問題產生了興趣。20 世紀初, Landsteiner 等套用偶氮蛋白的人工結合抗原,即以芳香族有機化學分子偶聯到蛋白質分子上形成的抗原,研究抗原抗體反應特異性的物質基礎,從中認識到,抗原特異性實際上是由一些小分子的結構及構象決定的,進而提出了關於抗原抗體反應的格子學說,從理論上解釋了血清學反應現象。20 世紀 30 年代, Tiselies 和 Kabot 建立了血清電泳技術,證明抗體是丙種球蛋白,並利用分離、純化抗體的方法對抗體分子的結構與功能進行研究。Grubar 等人建立了免疫電泳技術,發現了抗體分子的不均一性的本質,從而使抗體分子與結構研究取得了重大進展。

抗體生成理論的提出

1897 年, Ehrlich 提出關於抗體產生的學說,即側鏈學說。他認為抗毒素分子存在於細胞表面,當外毒素進入機體與其結合後,可刺激細胞產生更多的抗毒素分子,由細胞表面脫落入血。該學說當時未被免疫學界接受。20 世紀 30 年代 Haurowitz 和 Pauling 等先後提出抗體生成的直接模板學說和間接模板學說,他們均認為抗原決定了抗體的特異結構,否認抗體產生細胞的膜上具有識別抗原受體。這種只片面強調抗原對機體免疫反應的作用,忽視機體免疫系統對抗原識別的本質的理論,違背了免疫反應的基本規律,阻礙了抗體生成研究的過程。直到細胞系選擇學說提出後,才使免疫學有了新的進展。

對機體保護性免疫機制的探討

19 世紀末,對機體保護性免疫機制的探討引起人們的關注,在此期間形成兩大學派。一為以 Metchnikoff 為代表的細胞免疫學派,該學派認為抗感染免疫是由體內的吞噬細胞所決定;一為以 Ehrlich 為代表的體液免疫學派,該學派認為血清中的抗體是抗感染免疫的主要因素。它們各持己見,爭論不休,但每一學派都僅僅反應了複雜免疫機制的不同側面,存在一定的片面性。直至 1903 年, Wright 和 Douglas 在研究吞噬現象時,發現血清和其它體液中存在一種物質(調理素),能大大增強吞噬作用,從而初步將兩大學派統一起來,使人們開始認識到機體的免疫機制包括兩個方面:體液免疫和細胞免疫。

近代時期

20 世紀中葉至該世紀 60 年代期間,為近代免疫學時期。這一時期人們衝破了抗感染免疫模板學說的束縛,對生物體的免疫反應性有了比較全面的認識,使免疫學開始研究生物問題,出現了全新的免疫學理論。因此,這一期實際上是免疫生物學時期。在此期間獲得的主要成就包括:

一、遲髮型超敏反應的發現

Koch 在用結核桿菌給患者皮下注射,試圖進行免疫治療時發現,在注射局部出現組織壞死現象,稱為 Koch 現象。該現象具有特異性。Chase 等對 Koch 現象進一步深入研究,他們以致敏豚鼠血清轉移給正常動物,未能引起結核菌素反應;而用其淋巴細胞轉移則引起了陽性反應。從而證明了結核菌素反應不是由抗體,而是由致敏淋巴細胞引起,機體的免疫性不僅僅只有體液免疫,也可形成細胞免疫。

二、免疫耐受的發現

1945 年, Owen 發現異卵雙生的兩頭小牛體內有兩種血型紅細胞共存,稱其為血型細胞相嵌現象。由於不同血型細胞天然存在於同一機體內不引起免疫應答故又稱為天然耐受。此後, Medawar 等在新生期小鼠體內成功地進行了人工誘導異己抗原耐受實驗,揭示了體內處於發育階段的免疫細胞無論接觸自身抗原還是異己抗原,均可導致對相應抗原的耐受。

三、細胞系選擇學說的提出

1958 年,澳大利亞免疫學家 Burnet 在 Ehrlich 側鏈學說影響下,提出細胞系選擇學說。該學說闡明了抗體產生的機制,並對諸如抗原識別、免疫記憶及自身耐受與自身免疫等許多重要免疫生物學現象作了解釋,大大促進了現代免疫學的發展。該學說基本觀點為① 認為機體記憶體在識別不同抗原的多種細胞系,每一細胞系的細胞表面表達識別相應抗原的同一受體;② 抗原進入機體後,選擇性地與具有相應受體細胞系的細胞作用,使之活化、增殖、分化成效應細胞或記憶細胞;③ 胚胎期針對自身抗原的免疫細胞與自身抗原接觸後可被破壞、排除或處於抑制狀態;④免疫細胞可突變形成與自身抗原反應的細胞系,導致自身免疫病。

四、免疫學技術的發展

在此期間,免疫學技術也得到快速發展,建立了間接凝集反應和免疫標記技術,進一步促進了免疫學基礎理論的研究和套用。

現代時期

現代免疫學時期指 20 世紀 60 年代至今的時期。在這一時期,確認了淋巴細胞系在免疫反應中的地位,闡明了免疫球蛋白的分子結構與功能,對免疫系統特別是細胞因子、粘附分子等進行了大量研究,並從分子水平對免疫球蛋白的多樣性、類別轉化等進行了有益的探討,在許多方面取得了突破性成就。

一、免疫系統的研究

1957 年 Click 發現摘除雞法氏囊,可引起抗體產生缺陷。認為法氏囊是抗體產生細胞存在的主要場所,並將產生抗體的細胞稱為 B 細胞。Miller 和 Good 通過在哺乳類動物體內進行早期胸腺摘除,導致細胞免疫缺陷和抗體產生嚴重下降,證明了存在於胸腺的免疫細胞主要執行細胞免疫,稱之為 T 細胞。1969 年 Claman 和 Mitchell 等提出了 T 細胞亞群的概念。此後,人們進一步證實了經胸腺和法氏囊分化、成熟的 T 、 B 淋巴細胞在外周淋巴組織的分布,以及 T 、 B 細胞在抗體產生中的協同作用,從而建立了免疫系統的組織學和細胞學基礎。

二、抗體結構與功能的研究

20 世紀 60 年代, Porter 用木瓜蛋白酶水解抗體,獲得了抗體活性片段(Fab)和可結晶片段(Fc)。用化學還原法證明抗體是由多肽鏈組成,並以抗原分析法證明了抗體分子的不均一性。此後,人們統一了抗體球蛋白名稱,並建立了免疫球蛋白的分類。

三、免疫網路學說的提出

正常紅細胞電鏡圖正常紅細胞電鏡圖

1972 年, Jerne 提出免疫網路學說。該學說認為:抗體和淋巴細胞表面的抗原受體存在獨特性,在抗原進入前,抗體處於相對穩定狀態,當抗原進入機體後,使這種平衡被打破,導致特異性抗體產生,當後者達到一定量時,可引起抗獨特型抗體產生。由此可見,在同一機體內一組抗體的獨特型

決定基可被另一組抗獨特型抗體分子識別;而一組淋巴細胞表面的抗原受體可被另一組淋巴細胞表面抗獨特型表面受體所識別,這樣在淋巴細胞和抗體之間就形成了獨特型 - 抗獨特型免疫網路。

網路學說探討了免疫調節機制,提出由抗原刺激引起的免疫應答不是無休止地進行,而是受獨特型抗體的制約,籍以維持機體的生理穩定和平衡。

四、抗體多樣性研究

早在 20 世紀 60 年代 Dreyer 和 Benner 等曾提出一種假設,認為編碼免疫球蛋白(Ig)肽鏈的基因是由兩種基因組成。在胚胎期,它們彼此分隔存在,在 B 細胞分化、發育過程中重排和拼接在一起。日本學者利根川進等套用分子雜交技術克隆出編碼 Ig 分子 V 區和 C 區基因,並套用 cDNA 克隆探針證明了 B 細胞在分化發育過程中編碼 Ig 的基因結構,進而闡明了抗原結合部位多樣性的遺傳控制。

五、細胞因子與免疫細胞膜分子研究

細胞因子和免疫細胞膜分子研究是近 20 年來免疫學研究的熱點。

吞噬細胞吞噬病菌吞噬細胞吞噬病菌

最初人們從細胞培養液中提取細胞因子進行功能和結構的研究,相繼發現了白細胞介素(IL) 、干擾素(IFN) 、腫瘤壞死因子(TNF) 、集落刺激因子(CSF) 等細胞因子,對其生物學功能、作用特點有了進一步的了解。在此基礎上,通過基因工程技術,可大批量生產細胞因子,促進了細胞因

子在臨床治療和實驗研究中的套用。

免疫細胞膜分子種類很多,主要包括 T 、 B 細胞抗原識別受體(TCR / BCR)、主要組織相容性抗原、白細胞分化抗原(CD) 、促分裂素受體、細胞因子受體、免疫球蛋白受體,以及其它受體和分子。20 世紀初,人們發現在不同種屬或同種不同個體間進行正常組織或腫瘤移植時出現的排斥反應是由細胞表面主要組織相容性分子(MHC Ⅰ/Ⅱ類分子)決定的。此後,人們又注意到 T 細胞識別抗原時,存在 MHC 的限制性即 T 細胞抗原受體 (TCR) 在識別異己抗原時,同時識別自身 MHC 分子。

人們對白細胞分化抗原 (CD) 的大量研究,揭示了 T 細胞亞群的功能、細胞激活途經和膜信號的轉導及細胞分化過程中的調控等機制。此外,在研究細胞毒性T 細胞(CTL)殺傷作用時,發現 CTL 表達的 FasL 可與靶細胞表達的 Fas 結合,引起靶細胞內半胱天冬蛋白酶(caspsase)級聯活化,裂解 DNA ,導致靶細胞死亡稱為細胞程式性死亡(PCD)或細胞凋亡(apoptosis)。

六、套用免疫學的發展

1975 年 Kohler 和 Milstein 首創雜交瘤技術。他們將小鼠骨髓瘤細胞和經綿羊紅細胞(SRBC)致敏的 B 細胞在體外進行融合形成雜交瘤(hybridoma)。這種雜交瘤細胞既保持了骨髓瘤細胞大量無限制生長繁殖的特性,又具有合成和分泌抗體的能力。套用該技術可產生均一的、只針對單一抗原決定基的抗體,稱為單克隆抗體(McAb)。McAb 具有純度高、特異性強、可大量生產等優點,已被廣泛套用於血清學診斷、免疫細胞及其它組織細胞表面分子的檢測,並通過與核素、各種毒素或藥物化學偶聯進行腫瘤導向治療研究。

將分子生物學技術套用於免疫學研究也是一項突破性成就。利用分子雜交技術和分子遺傳學理論製備的基因工程抗體如完全人源化抗體、單鏈抗體及雙特異性抗體等較 McAb 更具優越性。20 世紀 80 年代,分子雜交技術就被用於研究免疫球蛋白分子、 T 細胞受體分子、補體、細胞因子,以及 MHC 分子等的基因結構、功能及其表達機制。20 世紀 80 年代出現的聚合酶鏈反應(PCR)是一種體外核酸擴增技術。套用該技術製備重組疫苗、 DNA 疫苗及轉基因植物疫苗,為免疫預防開闢了嶄新的前景。而利用基因工程製備重組細胞因子的廣泛開展,已取得了較大的經濟效益和社會效益。

免疫功能

巨噬細胞巨噬細胞

現代免疫學認為,機體的免疫功能是對抗原刺激的應答,而免疫應答又表現為免疫系統識別自己和排除非己的能力。免疫功能根據免疫識別發揮作用。這種功能大致有:對外源性異物(主要是傳染性因子)的免疫防禦;去除衰退或損傷細胞的免疫,以保持自身穩定;消除突變細胞的免

疫監視。

只有免疫系統在正常條件下發揮相應的作用和保持相對的平衡,機體才能維持生存。如果免疫功能發生異常,必然導致機體平衡失調,出現免疫病理變化。

免疫系統在發揮免疫功能的過程中,識別是個重要的前提。一切生物都具有這種能力。單細胞生物只具有分辨食物、入侵微生物和本身細胞成分等低級的識別功能。脊椎動物的機體免疫系統逐漸完善,不僅具有完整的免疫器官和免疫細胞,而且免疫活性細胞還能產生特異性抗體和琳巴因子,從而準確地識別自己,排除異物以達到機體內環境的相對穩定,這對保護自己、延續種族和生物進化都有重大意義。高等生物的免疫系統充分發展,它對內外環境的各種抗原異物刺激既表現出多樣性和適應性,又表現出特異性和回憶性,這對生物的進化過程、生物種系的生存和適應具有重大影響。

抗原抗體抗原抗體

免疫功能是免疫系統在識別和清除“非己”抗原的過程中所產生的各種生物學作用的總稱。主要包括:

1.免疫防禦(Immunologicaldefence)

是機體排斥外來抗原性異物的一種免疫保護功能。正常時可產生抗感染免疫的作用,防禦功能過強會產生超敏反應,過弱則產生免疫缺陷(後兩種情況均屬異常反應)。

2、免疫自穩

是機體免疫系統維持內環境相對穩定的一種生理功能。

正常時:機體可及時清除體內損傷、衰老、變性的血細胞和抗原-抗體複合物,而對自身成份保持免疫耐受

異常時:發生生理功能紊亂、自身免疫病等。

單克隆抗體技術單克隆抗體技術

3、免疫監視

是機體免疫系統及時識別、清除體內突變、畸變和病毒干擾細胞的一種生理保護作用。

喪失:機體突變細胞失控,有可能導致腫瘤發生;或出現病毒的持續感染。

免疫性疾病

免疫性疾病是免疫調節失去平衡影響機體的免疫應答而引起的疾病。

廣義的免疫性疾病還包括先天或後天性原因導致的免疫系統結構上或功能上的異常。其中自身免疫性疾病是免疫系統對自身機體的成分發生免疫反應,造成損害而引發的疾病。在某些因素影響下,機體的組織成分或免疫系統本身出現了某些異常,致使免疫系統誤將自身成分當成外來物來攻擊。這時候免疫系統會產生針對機體自身一些成分的抗體及活性淋巴細胞,損傷破壞自身組織臟器,導致疾病,如:類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡、乾燥綜合症、強直性脊柱炎等。

數據顯示,在我國類風濕關節炎的患病率為0.24-0.3%,女性多於男性,約2-3:1,在任何年齡均可發病,以40-60歲最多。類風濕關節炎是一種以關節病變為主的慢性全身性自身免疫性疾病,反覆發作。初期表現為關節腫痛,繼而軟骨破壞、關節間隙變窄,晚期可能導致關節僵直、畸形、功能障礙,致殘率較高。

強直性脊柱炎是一種主要累及中軸骨骼(脊椎)的自身免疫性疾病,也可累及其他組織,如心臟、眼部、肺部等。該病具有高致殘性,如不及時有效治療將造成脊柱強直、駝背畸形,嚴重影響患者正常生活。我國有超過500萬的強直性脊柱炎患者,發病年齡通常在13-31歲,其中大部分為20-30歲年輕人,男性多於女性。

檢測方法

免疫學檢測方法可分為體液免疫和細胞免疫測定。

抗體抗原反應抗體抗原反應

1. 體液免疫測定主要利用抗原與相應抗體在體外發生特異性結合,並在一些輔助因子參與下出現反應,從而用已知抗原或抗體來測知未知抗體或抗原。此外,尚包括檢測體液中的各種可溶性免疫分子,如補體、免疫球蛋白、循環複合物、溶菌酶等。

2. 細胞免疫測定法是根據各種免疫細胞(T細胞、B細胞、K細胞、NK細胞及巨噬細胞等)表面所具有的獨特標誌和產生的細胞因子等,測定各種免疫細胞及其亞群的數量和功能,以幫助了解機體的細胞免疫水平。

體液免疫檢測法

1.凝集反應。

顆粒性抗原(細菌或紅細胞等)與相應抗體特異性結合,在電解質參與下形成肉眼可見的凝集物,稱之為凝集反應。

1)直接凝集反應。顆粒性抗原與相應抗體直接結合所產生的凝集現象,前者多為細胞表面的結構成分,如細菌或紅細胞的表面結構抗原。⑴玻片法:多用於抗原的定性檢測。⑵試管法:多用於抗體的定量檢測。

2)間接凝集反應。將可溶性抗原吸附於載體顆粒(如乳膠顆粒、紅細胞等)的表面,稱之為致敏顆粒。當致敏顆粒與相應抗體結合,即可出現凝集現象。這個反應常用於測定細菌性抗體、病毒性抗體、鉤端螺鏇體和梅毒螺鏇體抗體及某些自身抗體(如抗核抗體、抗腎抗體、抗甲狀腺抗體等)。

根據凝集反應的原理,還有間接凝集抑制試驗、反向間接凝集試驗、協同凝集試驗等。

2.沉澱反應。

可溶性抗原(外毒素、血清、細菌培養的濾液、組織浸出液等)與相應抗體特異性結合,在電解質參與下,形成沉澱物,稱為沉澱反應。沉澱反應的抗原多為多糖、類脂、蛋白質等。

1)單向擴散試驗。這是一種抗原定量試驗,是可溶性抗原在含抗體的瓊脂介質中擴散的沉澱反應。此法常用於檢測血清免疫球蛋白和補體各成分的含量。

2)雙向擴散試驗。這是可溶性抗原與抗體在瓊脂介質中相互擴散的沉澱反應。本法常用於定性試驗,如檢測血清免疫球蛋白、甲胎蛋白、B型肝炎表面抗原等。單克隆抗體技術

3)對流免疫電泳。對流電泳是一敏感快速的檢測方法,即在電場作用下的雙向免疫擴散。此法常用於檢測血清中的B型肝炎表面抗原與甲胎蛋白等。

3.中和試驗。

特異性抗體可抑制相應抗原物質的活性,抗體使相應抗原的毒性或傳染性消失的反應為中和試驗。例如抗毒素中和外毒素的毒性,病毒的中和抗體可使病毒失去感染性等。診斷風濕熱的抗鏈球菌溶血毒素“O”試驗也為一種中和試驗。乙型溶血性鏈球菌能產生一種溶解人、兔紅細胞的溶血毒素“O”,該毒素的溶血毒性可被抗溶血毒素“O”抗體所中和而不出現溶血。試驗時將病人血清與溶血毒素“O”混合,作用一段時間後加入人紅細胞,紅細胞不被溶解為陽性反應,表示病人血清中存在抗溶血毒素“O”抗體。血清抗體效價達400單位以上時提示患者曾感染乙型溶血性鏈球菌,有助於風濕熱的診斷。

4.免疫螢光法(螢光抗體法)。

是套用螢光素染料(如異硫氰酸螢光黃等)來標記抗體,但不影響其活性,此種抗體稱螢光抗體。用已知種類的螢光抗體浸染待檢的含有抗原的細胞或組織切片,如有相應抗原存在,則抗原即與此種抗體發生特異性結合,形成複合物而粘著在細胞上,不易洗脫,在螢光顯微鏡下成為發出螢光的可見物,可達到診斷或定位的目的。包括直接法和間接法。

5.酶聯免疫吸附試驗。

本法的原理是利用酶(常用辣根過氧化物酶)標記的抗原或抗體,以測定被檢標本中有無相應的抗原或抗體。有間接法、雙抗體法、競爭法三種。

6.溶血空斑試驗。

7.免疫印跡技術。

免疫印跡或免疫轉印技術(immunoblotting或Westernblot)是在Southern(1975)

抗體抗原反應

創建的DNA印跡術(Southernblotting)基礎上發展起來的新型免疫生化技術。

細胞免疫檢測法

近代免疫學廣泛採用了細胞生物學、免疫血清學、免疫標記、免疫組化等多方面技術,不斷發展和完善了一系列細胞免疫檢測技術,用於檢測各類免疫細胞的表面標誌(包括抗原及受體)、細胞的活化、增殖、吞噬、殺傷功能、各種細胞因子的活性或含量等方面。這些技術為深入研究和認識機體免疫系統的生理、病理改變,闡明某些疾病的發病機制和臨床診治提供了有用的手段。隨著細胞免疫學的迅猛發展,時有新的細胞免疫檢測技術出現。二十一世紀初期,新發展的項目集中在對有關細胞因子以及細胞受體方面的檢測。

1.淋巴細胞轉化試驗。

人類淋巴細胞在體外與特異性抗原(如結核菌素)或非特異性有絲分裂原(如植物血凝素,PHA)等一起孵育,T細胞即被激活而向淋巴母細胞轉化。T細胞轉化過程可伴隨有DNA、RNA、蛋白質的合成增加,最後導致細胞分裂。在光學顯微鏡下可計數轉化後的淋巴母細胞數,也可用氚標記的胸腺嘧啶核苷(3H-TdR)摻入正在分裂的淋巴細胞,用液閃測定儀來確定摻入量以確定淋巴細胞轉化率。2000年開始出現一種不用同位素,又可用儀器測量的淋巴細胞增殖反應的檢查法,稱為MTT檢測法。MTT是一種甲氮唑鹽,它是細胞線粒體脫氫酶的底物,細胞內的酶可將MTT分解產生藍黑色成分。該產物的多少與活細胞數成正比,結果可用酶標儀(595nm)測量光密度,作為MTT法的指標。

2.E-花環法。

人類T細胞表面有羊細胞受體(CD2)能與羊紅細胞結合形成玫瑰花樣結構。即將分離液分離出的外周的單個核細胞懸液與羊紅細胞在體外混合,經37℃培養5~10分鐘後放4℃過夜,取細胞懸液計數,外周血淋巴細胞中約70%~80%淋巴細胞結成花環即為T細胞,此法可用來分離T細胞。

3.T細胞亞群檢測。

4.細胞毒試驗。

Tc細胞、NK細胞、LAK細胞、TIL細胞等對其靶細胞有直接的細胞毒(殺傷)作用。

抗體製備

常用的檢測方法是51Cr(鉻)釋放法,將51Cr-Na2CrO4鹽水溶液與靶細胞(不同的細胞需不同的靶細胞,如NK細胞的靶細胞為K562),於37℃培養1小時左右,51Cr即進入靶細胞,與胞漿結合,洗去游離的51Cr後,即可得到51Cr標記的靶細胞,將待測細胞毒的細胞與51Cr標記的靶細胞混合(比例約為50:1或100:1),靶細胞殺傷越多,釋放到上清液中的游離51Cr就越多,且不能再被其他細胞吸收,用γ射線測量儀檢測上清液中的cpm值,可計算出待檢細胞殺傷活性高低。細胞毒的檢測對腫瘤免疫有較大價值。

5.巨噬細胞吞噬功能的測定。

將中藥(10%斑蝥)乙醇浸出液浸漬的濾紙(1cm2大小)置於受試者前臂屈側皮膚上,4~5小時後取下濾紙。48小時內皮膚局部可水泡,內含巨噬細胞。取水泡液0.5ml加雞紅細胞懸液0.01ml,37℃經30分鐘後作塗片、染色與鏡檢,計算吞噬百分率及每個巨噬細胞吞噬雞紅細胞的平均數。本試驗有助於腫瘤病情及療效的觀察。

6.移動抑制試驗。

致敏淋巴細胞與其特異性抗原再次接觸時,可以產生移動抑制因子(MIF)。這種因子可以抑制巨噬細胞和中性粒細胞的移動,使之定位於局部而增強其免疫作用。本試驗用來觀察受檢者淋巴細胞在體外受特異性抗原刺激後,有無MIF產生,以測定機體對某種抗原的特異性細胞免疫反應的功能。

時間分辨螢光測量技術(time-resolvedfluorometry,TrF)是一項新型的超微量非放射性分析技術。該技術的敏感性和特異性與放射性核素測量技術相仿,但無放射測量的弊端,故問世雖短,進展卻極為迅速,有取代放射測量之勢。

8.細胞因子檢測技術。

細胞因子的檢測,2005年起在中醫臨床及實驗室中已廣泛套用。

9.細胞受體的檢測。

受體是細胞表面標誌之一,通過對受體的檢測,可以了解細胞的功能,並為某些疾病的發病機制提供一定的理論依據。

發展套用

新中國成立以來,免疫學在醫學上的套用已經有了很大進展。防治傳染病的生物製品不僅滿足國內的需要,而且支援其他一些國家。21世紀初期研製的新疫苗如化學疫苗、B型肝炎疫苗等,已經接近世界先進水平。中國已經消滅天花,並且基本上消滅和控制了人間鼠疫和真性霍亂等烈性傳染病。脊髓灰質炎、麻疹、白喉、百日咳、破傷風等常見傳染病的發病率已經大大降低。

現代免疫學逐步發展成為既有自身的理論體系、又有特殊研究方法的獨立學科。它為生物學的研究提供了一些新的手段。

早在20世紀初,人們已經利用免疫學來區分人類的血型。植物分類學很早就套用免疫學的方法。在研究植物和動物的毒素時也採用了免疫學技術。例如,1889~1890年,人們用免疫學技術研究白喉毒素和破傷風毒素,隨後又用它來研究植物毒素,如蓖麻毒素、巴豆毒素和動物毒素中的蛇毒、蜘蛛毒。另外,人們很早就利用沉澱反應鑑別動物的血跡。21世紀初期發展起來的一些新技術,如放射免疫、免疫螢光和酶免疫等,都為生物學提供了實用的研究手段。

2011年8月美國麻省理工學院網站上的一則訊息稱

:麻省理工學院林肯實驗室科學家托德·瑞德從細胞自身免疫系統獲得了靈感,開發出了一種名為DRACO的藥物,稱其為一種能治療幾乎所有病毒性感染的新藥。當病毒感染細胞時,病毒會通過其特殊的機制,創建大量的病毒副本。在這個過程中,病毒會產生一長串雙鏈RNA(dsRNA),這種RNA在人類和其它動物的健康細胞中並不存在。作為對病毒感染自然防禦的一部分,細胞中的一種蛋白能夠控制雙鏈RNA,防止病毒的自我複製。但不少病毒則更勝一籌,能夠阻斷這一防禦過程。瑞德的解決方法是,同時使用雙鏈RNA結合蛋白和另外一種蛋白,啟動“細胞自殺程式”,誘導被病毒感染的細胞凋亡。因此從理論上講,它應該對所有病毒都有效。如果這種新藥真正獲得成功,將是一類免疫學的一大進步。

近年,單克隆抗體技術的出現,成為免疫學領域的重大突破。

單克隆抗體可用於對各種免疫細胞及其它組織細胞表面分子的檢測,這對免疫細胞的分離、鑑定及分類及研究各種膜表面分子的結構與功能都具有重要意義。

單克隆抗體是繼重組蛋白後生物醫藥的又一重要組成部分。它在疾病治療上具有廣闊的套用前景,已被成功用於治療自身免疫性疾病和腫瘤等多種疾病,成為生物製藥的最大產品類別,如全人源單克隆抗體用於類風濕關節炎。

分支學科

從實質上說,現代免疫學不過是生物-醫學的一個分支。但是,隨著科學技術的發展,它本身又派生出許多獨立的分支學科,例如,與現代生物學有密切關係的分子免疫學、免疫生物學和免疫遺傳學,與醫學有密切關係的免疫血液學、免疫藥理學、免疫病理學、生殖免疫學、移植免疫學、腫瘤免疫學、抗感染免疫學、臨床免疫學等。

21世紀初期我們對免疫學的研究已經達到細胞水平和分子水平,人們正在努力探討生物的基本生理規律——免疫的自身穩定機制。醫學中的許多重要問題,如自身免疫、超敏反應、腫瘤免疫、移植免疫、免疫遺傳等,必將得到更好的解決。

院校排名

排名 學校名稱 等級 排名 學校名稱 等級 排名 學校名稱 等級
1 北京大學 A+ 5 南方醫科大學 A 9 四川大學 A
2 華中科技大學 A+ 6 蘇州大學 A 10 中國醫科大學 A
3 上海交通大學 A 7 復旦大學 A 11 浙江大學 A
4 吉林大學 A 8 哈爾濱醫科大學 A

B+ 等 ( 16 個 ) : 中山大學、山東大學、暨南大學、中南大學、河北醫科大學、武漢大學、南京醫科大學、天津醫科大學、安徽醫科大學、汕頭大學、河南大學、首都醫科大學、西安交通大學、遵義醫學院、東南大學、三峽大學

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C 等 ( 14 個 ) :略

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