免疫學診斷技術的發(fā)展及趨勢.doc

免疫學診斷技術的發(fā)展及趨勢免疫學廣泛應用于三大方面：傳染病預防：接種菌苗、疫苗，使機體主動產(chǎn)生免疫力.嚴重急性呼吸道綜合征（SARS）及艾滋病，終將有賴于疫苗的發(fā)明（詳見第二十五章）。疾病治療：包括腫瘤、慢性傳染病及超敏性疾病，可用抗體、細胞因子、體外擴增的免疫細胞及治療性抗原疫苗治療。免疫診斷：按抗原與抗體及T 細胞受體特異結合的原理；按抗原能活化特異的適應性免疫應答，發(fā)展起多種特異敏感的免疫學診斷方法，已廣泛用于ABO血型定型，傳染病診斷，妊娠確診等等天花曾是人類歷史上的烈性傳染病，是威脅人類的主要殺手之一。在歐洲，十七世紀中葉，患天花死亡者達30%。我國早在宋朝（十一世紀）已有吸入天花痂粉預防天花的傳說。到明代，即公元十七世紀七十年代左右，則有正式記載接種“人痘”，預防天花。從經(jīng)驗觀察，將沾有皰漿的患者的衣服給正常兒童穿戴，或將天花愈合后的局部痂皮磨碎成細粉，經(jīng)鼻給正常兒童吸入，可預防天花。這些方法在北京地區(qū)較為流行，且經(jīng)陸上絲綢之路西傳至歐亞各國，經(jīng)海上絲綢之路，東傳至朝鮮、日本及東南亞國家。英國于1721年流行天花期間，曾以少數(shù)犯人試種人痘預防天花成功，但因當時英國學者的保守，未予推廣。由于種“人痘”預防天花具有一定的危險性，使這一方法未能非常廣泛地應用。然而，其傳播至世界各國，對人類尋求預防天花的方法有重要的影響。公元十八世紀后葉，英國鄉(xiāng)村醫(yī)生Jenner 觀察到?；加信６?，局部痘疹酷似人類天花，擠奶女工為患有牛痘的病牛擠奶，其手臂部亦得“牛痘”，但卻不得天花。于是他意識到接種“牛痘”可預防天花。為證實這一設想，他將牛痘接種于一8 歲男孩手臂，兩個月后，再接種從天花患者來源的痘液，只致局部手臂皰疹，未引起全身天花。他于1798年公布了他的論文，把接種牛痘“Vaccination”（拉丁語中，牛寫為Vacca），即接種牛痘，預防天花。在Jenner年代，人們全然不知天花是由天花病毒感染所致，而他在實踐觀察中，總結發(fā)現(xiàn)的種牛痘預防天花，既安全、又有效，是一劃時代的發(fā)明。接種牛痘在十九世紀初至中葉，在歐洲廣泛推廣?？傊?，在十九世紀以前，人們從經(jīng)驗得知接種人痘或牛痘，可獲得免疫力，預防天花，但對病原體及獲得免疫的道理卻全然不知。細胞免疫學的發(fā)展明確了T 及B 淋巴細胞經(jīng)表面受體識別抗原分子，受體與抗原結合的信號由細胞表面?zhèn)髦良毎藘?，導致基因活化，使細胞進行克隆擴增，并分化為效應細胞，表達功能。接踵而來的問題是，外界抗原數(shù)目龐大，細胞的抗原識別受體的數(shù)目也必然龐大，如一個基因編碼一個受體分子，體內不可能有如此龐大的基因數(shù)目。再則，細胞表面的信號，怎么才能傳入核內？信號類型與活化的基因種類，及細胞功能之間是怎么聯(lián)系的？1975 年后分子生物學的興起，從基因水平揭示了B 細胞及T 細胞抗原識別受體（BCR，TCR）多樣性產(chǎn)生的機制；從分子水平闡明信號轉導通路、信號類型與細胞因子對細胞增殖和分化的作用及效應機制；揭示出細胞毒性T 細胞致靶細胞發(fā)生程序性細胞死亡的信號轉導途徑。這些研究不僅開創(chuàng)了分子免疫學，更使免疫學進展到以基因活化及分子作用為基礎，理解免疫細胞的生命活動與功能，理解細胞與細胞間及免疫系統(tǒng)與機體整體間的功能。免疫學的研究闡明并揭示出細胞生命活動的基本規(guī)律（如信號轉導、程序性細胞死亡、細胞分化發(fā)育等等），促進了醫(yī)學和整個生命科學的發(fā)展。本世紀伊始，以人類基因組計劃完成為標識，小鼠基因組序列測定亦已基本完成，病原體，如痢疾桿菌、結核桿菌、艾滋病毒（HIV）及最近的致嚴重急性呼吸道綜合征（SARS）的新型冠狀病毒的基因組序列均已測出。在進入后基因組時代的基本任務是研究功能基因在時空上的表達順序及其功能?；蚪M的揭示已成為免疫學發(fā)展的新動力，反向免疫學（reverse immunology）應運而生，即以基因序列推測功能基因，再以生物試驗驗證闡明，這也加快了有效重組疫苗的研制，如成功制成新型的結核菌苗及更為有效的HIV 疫苗等。應用cDNA 微陣列法（microarray）及蛋白組學，結合生物信息學，用于研究基因表達譜與細胞處于不同狀態(tài)（靜息、活化）下的功能特點，更深入理解免疫應答機理。新世紀免疫學的研究，將更重視體內的免疫細胞間在時間與空間的動態(tài)相互作用及功能表達，這種研究遠較體外試驗更為復雜，但更符合生理的、在整體調節(jié)下的實際情況。在免疫學技術上，創(chuàng)立的多種轉基因動物、基因敲除及缺陷動物都為體內功能研究提供了基礎。免疫學的重要任務，仍為預防和治療傳染病。人類的多種疾病，如自身免疫病、超敏反應、移植物排斥、腫瘤、多發(fā)性硬化、動脈粥樣硬化等均與免疫學相關。對于在發(fā)病上可能與免疫不直接相關的疾病，Alzheimers 病（老年性癡呆）及瘋牛病，亦可望以免疫學手段，清除有害致病蛋白，而得以治療。今后的免疫學防治，將以免疫應答的特異性及免疫應答的可調節(jié)性為根本，尋求有效的措施，而不損及整個機體的免疫功能。自然界生物物種間的共同進化，致使在人類間總會有新的傳染病發(fā)生的危險，如艾滋病及2002 年發(fā)生的SARS病，免疫學的使命是早期覺察和消滅傳染病。目前在人類的各個器官系統(tǒng)中，以免疫系統(tǒng)的組成及其功能研究最為清楚，今后，仍要以免疫細胞及免疫學方法為主要手段，研究并開發(fā)功能基因及功能蛋白，以防治疾病、提高健康、預防生物恐怖。在新的世紀中，免疫學對醫(yī)學及生命科學的發(fā)展，必將有更大貢獻。免疫學是人類與傳染病作斗爭過程中發(fā)展起來的。經(jīng)驗免疫學時期的杰出成就是受中國人種人痘影響，十八世紀末Jenner 發(fā)明牛痘苗預防天花，免疫（immunity）由此被正式提出。十九世紀后半期，病原菌的發(fā)現(xiàn)，從抗感染免疫研究，開始了科學免疫學時期， 經(jīng)歷一百年時間，免疫學才發(fā)展成為一門獨立的學科，揭示了免疫系統(tǒng)及免疫細胞的存在，揭示了免疫細胞的免疫應答過程及其生物功能；闡明了免疫防衛(wèi)及免疫病理作用；認識經(jīng)免疫應答及免疫耐受的兩種不同效應，免疫系統(tǒng)執(zhí)行協(xié)調統(tǒng)一的生理功能等等免疫學的基本問題。上世紀七十年代后期，借助于各學科，尤其是分子生物學發(fā)展的成就，使免疫學發(fā)展現(xiàn)代免疫學時期，即以基因、分子、細胞、整體的不同的互為基礎的層次上，研究免疫細胞生命活動基本規(guī)律的機制，使細胞活化、信號轉導、細胞凋亡、細胞活動的生物活性調節(jié)分子、細胞分化發(fā)育等根本問題得以深入理解。從而開拓了認識生命奧秘的諸多重要途徑，推動了生命科學的發(fā)展，免疫學自身也發(fā)展成為生命科