抗原抗體反應(yīng)及免疫化學(xué)

1、多塞(1916) 法國免疫學(xué)家、醫(yī)學(xué)家1965年發(fā)現(xiàn)人類的白細(xì)胞表面抗原(HLA) 系統(tǒng)，此發(fā)現(xiàn)在輸血和組織器官移植中有重要意義，于1980年獲諾貝爾獎(jiǎng)。利根川進(jìn)(1939) 日本分子生物學(xué)家1976年發(fā)現(xiàn)了抗體多樣性的遺傳現(xiàn)象，80年代初揭示了抗體合成的基本原理，為了解機(jī)體如何制造出抵抗多種疾病所需的不同抗體作出了重要貢獻(xiàn)。于1987年獲諾貝爾獎(jiǎng)。杰尼(19111994)丹麥免疫學(xué)家 50至70年代相繼提出了抗體形成的“天然”選擇學(xué)說、抗體多樣性發(fā)生學(xué)說和免疫系統(tǒng) 的網(wǎng)絡(luò)學(xué)說，由此建立了細(xì)胞免疫學(xué)理論。于1984年獲諾貝爾獎(jiǎng)。他被稱為是“現(xiàn)代免疫學(xué)之父”。 抗原的免疫原性與分子基礎(chǔ)抗原及其免

2、疫原性基礎(chǔ)抗原概念：指能刺激機(jī)體免疫誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，并能與應(yīng)答產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)。免疫性能：完全抗原和半抗原免疫原性和免疫反應(yīng)性抗原產(chǎn)生作用的因素：免疫原性是抗原最重要的性質(zhì)，免疫原性取決于三個(gè)因素：抗原性質(zhì)、宿主的反應(yīng)性和免疫方式。宿主的反應(yīng)性免疫方式抗原性質(zhì)？抗原性質(zhì)：異物性：分子量大?。夯瘜W(xué)結(jié)構(gòu)：抗原特異性基礎(chǔ)半抗原及其應(yīng)用（藥物殘留檢測(cè)）半抗原-載體效應(yīng)：載體不僅賦予半抗原以免疫原性，還與半抗原免疫應(yīng)答的記憶性密切相關(guān)。天然抗原的表位抗原表位：也稱抗原決定簇，表位是抗原分子表面或者其他部位的具有一定組成和結(jié)構(gòu)的特殊化學(xué)基團(tuán)。蛋白質(zhì)抗原有幾個(gè)氨基酸殘基組成；糖類抗

3、原有單糖殘基組成的特殊結(jié)構(gòu)。順序表位和構(gòu)象表位。表位的數(shù)目和定位數(shù)目：用飽和情況下能夠結(jié)合多少抗體分子來測(cè)定，一般情況下，表位數(shù)目與抗原分子量呈正相關(guān)。甲狀腺球蛋白的分子量700kD，大約有40個(gè)表位。顯性表位：多個(gè)抗原表位中起主要作用，是宿主產(chǎn)生特異性的免疫應(yīng)答，這種表位稱之為顯性表位，這種現(xiàn)象稱之為免疫顯性。共同表位與交叉反應(yīng)單純抗原：一個(gè)表位共同抗原類屬抗原異嗜性抗原交叉反應(yīng)：由某一抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體，也可以與其共同抗原結(jié)合，發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，這種現(xiàn)象稱之為交叉反應(yīng)。表位的細(xì)胞識(shí)別性B細(xì)胞表位：供B細(xì)胞識(shí)別誘導(dǎo)抗體應(yīng)答，而T細(xì)胞不能識(shí)別的表位T細(xì)胞表位：抗原的類型依據(jù)誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的性能

4、：胸腺依賴性（T細(xì)胞參與）、胸腺非依賴性、超抗原與宿主親緣相關(guān)性：異種抗原、同種異型抗原、自身抗原。化學(xué)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)抗原、多糖抗原、核酸抗原等。免疫球蛋白結(jié)構(gòu)及特征概念： 一組具有抗體活性或抗體結(jié)構(gòu)的球蛋白。由漿細(xì)胞產(chǎn)生，存在于血液和其他體液（組織液和外分泌液）中。Ig的基本結(jié)構(gòu)：Y字形。一IgG IgG是血清中含量最高的免疫球蛋白類型，占人血清免疫球蛋白總量的80%。 IgG為單體，IgG是主要的抗感染抗體，大多數(shù)抗菌性、抗病毒性、抗毒素抗體都屬于IgG類抗體。 不少自身抗體如抗甲狀腺球蛋白抗體、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosis, SLE)和引起、型超

5、敏反應(yīng)的抗體也都屬于IgG類抗體。IgG能通過胎盤進(jìn)入嬰兒體內(nèi)，是新生兒抗感染的重要因素。 二IgM IgM由5個(gè)單體的IgM通過J鏈連接而成，是分子量最大的免疫球蛋白，不能穿過血管壁。 IgM是機(jī)體最早出現(xiàn)的免疫球蛋白，在胚胎發(fā)育晚期的胎兒就有能力合成IgM，主要在脾臟合成。IgM主要分布于血液里，占人血清免疫球蛋白總量的10%左右。 三IgA IgA占人血清免疫球蛋白總量的10%15%，具有單體、雙體甚至三體和多聚體種形式，單體IgA主要存在于血清之中，而分泌型二聚體IgA(SIgA)主要存在于外分泌液中，SIgA是機(jī)體粘膜防御感染的重要抗體，主要分布于初乳、唾液、呼吸道分泌液、胃腸液、泌

6、尿生殖道分泌液中。SIgA能與相應(yīng)的病原微生物結(jié)合，抑制病毒感染和細(xì)菌侵入，尤其對(duì)于防御流感病毒，呼腸病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、沙門氏菌、霍亂弧菌、淋病雙球菌等的感染發(fā)揮重要作用。嬰兒可從初乳中獲得SIgA，4-6個(gè)月后開始自身合成IgA。 四 IgE IgE為單體，在人血清中含量極低，主要由鼻咽部、扁桃腺、支氣管、胃腸道等處粘膜固有層的漿細(xì)胞合成與分泌。當(dāng)寄生蟲感染，如蠕蟲、血吸蟲和旋毛蟲等，真菌感染，如曲霉菌、白色念珠菌等可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生大量的IgE。阿米巴痢疾和阿米巴肝膿腫時(shí)也能引發(fā)產(chǎn)生抗阿米巴的IgE抗體，但原蟲感染一般不引起IgE分泌量增加。IgE能介導(dǎo)速發(fā)型超敏反應(yīng)，如哮喘、蕁麻疹、過敏

7、性休克、枯草熱等。還有，花粉敏感者在花粉季節(jié)，機(jī)體內(nèi)IgE含量升高。五 IgD IgD在人血清含量中極低，不穩(wěn)定，容易被胰蛋白酶降解。IgD的功能不清楚，mIgD是B細(xì)胞成熟的重要標(biāo)志。在B細(xì)胞分化過程中，先出現(xiàn)mIgM，后出現(xiàn)mIgD，當(dāng)mIgM和mIgD同時(shí)存在時(shí)，標(biāo)志著B細(xì)胞成熟，并且容易被抗原激活。 mIgM 和mIgD 是B細(xì)胞抗原受體。 免疫學(xué)反應(yīng)舉例輸血根據(jù)人類紅細(xì)胞表面所含有的 A 、 B 抗原的不同，將人類血型分為 A 、 B 、 AB 和 O 四種血型。 A 型和 B 型紅細(xì)胞上分別有 A 抗原和 B 抗原； AB 型紅細(xì)胞上有 A 、 B 兩種抗原； O 型紅細(xì)胞上不含

8、A 、 B 抗原，但含有 A 、 B 抗原的前體物質(zhì) H 抗原，如圖 2-3 所示。同一人血清中不含與本人血清抗原相應(yīng)的抗體。 A 血型人血清中含有抗 B ， B 血型人血清中含有抗 A ， AB 血型人血清中既無抗 A 又無抗 B ， O 血型人血清中既有抗 A 又有抗 B 。 免疫學(xué)反應(yīng)舉例一、體外免疫學(xué)檢測(cè)（一）體液免疫檢測(cè)（血清學(xué)反應(yīng)）1、抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)：特異性可逆性比例性特異性是由抗原決定簇和抗體分子的超變區(qū)之間空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性確定的。這種高度的特異性在傳染病的診斷與防治方面得到有效的應(yīng)用。隨著免疫學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，還將在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域得到更加深入和廣泛的應(yīng)用，比如腫瘤的診斷和

9、特異性治療等。比例性是指抗原與抗體發(fā)生可見反應(yīng)需遵循一定的量比關(guān)系，只有當(dāng)二者濃度比例適當(dāng)時(shí)才出現(xiàn)可見反應(yīng)，在抗原抗體比例相當(dāng)或抗原稍過剩的情況下，反應(yīng)最徹底，形成的免疫復(fù)合物沉淀最多、最大。而當(dāng)抗原抗體比例超過此范圍時(shí)，反應(yīng)速度和沉淀物量都會(huì)迅速降低甚至不出現(xiàn)抗原抗體反應(yīng)。 可逆性是指抗原抗體結(jié)合形成復(fù)合物后，在一定條件下又可解離恢復(fù)為抗原與抗體的特性。由于抗原抗體反應(yīng)是分子表面的非共價(jià)鍵結(jié)合，所形成的復(fù)合物并不牢固，可以隨時(shí)解離，解離后的抗原抗體仍保持原來的理化特征和生物學(xué)活性。 免疫學(xué)反應(yīng)舉例一、體外免疫學(xué)檢測(cè)1、抗原抗體反應(yīng)的特點(diǎn)：抗體過剩比例適當(dāng)抗原過?？乖贵w的比例與其形成免疫復(fù)合

10、物大小的關(guān)系一、體外免疫學(xué)檢測(cè)常見的體液免疫檢測(cè)法：（1）凝集反應(yīng)：間接凝集和間接凝集抑制試驗(yàn)?zāi)磻?yīng)：顆粒性抗原(如細(xì)菌、紅細(xì)胞或表面帶有抗原的乳膠顆粒)與相應(yīng)抗體結(jié)合，在一定條件下可形成凝集團(tuán)塊的現(xiàn)象。 直接凝集反應(yīng)： 顆粒狀抗原（如細(xì)菌、紅細(xì)胞等）與相應(yīng)抗體直接結(jié)合所出現(xiàn)的凝集現(xiàn)象。分為玻片法和試管法。玻片法是一種定性試驗(yàn)方法?？捎靡阎贵w來檢測(cè)未知抗原。若鑒定新分離的菌種時(shí)，可取已知抗體滴加在玻片上，將待檢菌液一滴與其混勻。數(shù)分種后，如出現(xiàn)肉眼可見的凝集現(xiàn)象，為陽性反應(yīng)。間接凝集反應(yīng)： 將可溶性抗原（或抗體）先吸附于一種與免疫無關(guān)的、一定大小的顆粒狀載體的表面，然后與相應(yīng)抗體（或抗原）

11、作用。 （2）沉淀反應(yīng)：單向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)單向瓊脂擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)：一種常用的定量檢測(cè)抗原的方法。將適量抗體與瓊脂混勻，澆注成板，凝固后，在板上打孔，孔中加入抗原，抗原就會(huì)向孔的四周擴(kuò)散，邊擴(kuò)散邊與瓊脂中的抗體結(jié)合。一定時(shí)間后，在兩者比例適當(dāng)處形成白色沉淀環(huán)。沉淀環(huán)的直徑與抗原的濃度成正比。如事先用不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)抗原制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，則從曲線中可求出標(biāo)本中抗原的含量。本試驗(yàn)主要用于檢測(cè)標(biāo)本中各種免疫球蛋白和血清中各種補(bǔ)體成分的含量，敏感性很高。（2）沉淀反應(yīng)：雙向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)雙向瓊脂擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)：常用于定性檢測(cè)，也可用于半定量檢測(cè)。將抗原與抗體分別加入瓊脂凝膠板上相鄰近的小孔內(nèi)，讓它們相互向?qū)Ψ綌U(kuò)散。當(dāng)兩者在最

12、適當(dāng)比例處相遇時(shí)，即形成一條清晰的沉淀線。根據(jù)有否出現(xiàn)沉淀線，可用已知的抗體鑒定未知的抗原，或用已知的抗原鑒定未知的抗體。臨床常用本方法檢查原發(fā)性肝癌患者血清中的甲胎蛋白，作為原發(fā)性肝癌的早期輔助診斷。甲種胎兒蛋白（-Fetal protein, AFP），是胎兒組織及體液中的正常組織成份。胎兒在第9周才出現(xiàn)此種蛋白，1319周達(dá)高峰，到21周后逐漸下降，胎兒出生后該蛋白即行消失或含量甚微，普通試驗(yàn)方法檢查不出，而肝癌病人的血清檢出有此種蛋白。 （2）沉淀反應(yīng)：對(duì)流免疫電泳-+對(duì)流免疫電泳：即將抗原和抗體在瓊脂凝膠孔中電泳，帶負(fù)電荷的抗原向正極運(yùn)動(dòng)，帶正電荷的抗體向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，二者在瓊脂凝膠中相

13、互作用而形成沉淀線。 （3）補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng)：補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng)一、體外免疫學(xué)檢測(cè)免疫標(biāo)記技術(shù)：免疫熒光技術(shù)免疫熒光直接法免疫熒光間接法免疫標(biāo)記技術(shù)：免疫酶技術(shù)1、包被抗體 洗2、加抗原 洗3、加酶標(biāo)抗體 洗4、加底物顯色1、包被抗原 洗2、加抗體 洗3、加酶標(biāo)抗 球蛋白 洗4、加底物顯色ELISA雙抗體夾心法ELISA間接法免疫標(biāo)記技術(shù)：放射免疫測(cè)定法（RIA）將放射性檢測(cè)高靈敏度與抗原-抗體反應(yīng)高特異性相結(jié)合、對(duì)抗原(激素、藥物等)進(jìn)行測(cè)定的技術(shù)。即利用標(biāo)記物與非標(biāo)記物對(duì)抗體的競爭結(jié)合作用，通過比較未標(biāo)記的未知量抗原及已知量標(biāo)準(zhǔn)抗原，分別對(duì)放射性標(biāo)記抗原與特定抗體結(jié)合的抑制效應(yīng)，可得出未知抗原的量。

14、 膠體金是由氯金酸(HAuCl4)在還原劑如白磷、抗壞血酸、枸櫞酸鈉、鞣酸等作用下，可聚合成一定大小的金顆粒，并由于靜電作用成為一種穩(wěn)定的膠體狀態(tài)，形成帶負(fù)電的疏水膠溶液，由于靜電作用而成為穩(wěn)定的膠體狀態(tài)，故稱膠體金。膠體金標(biāo)記，實(shí)質(zhì)上是蛋白質(zhì)等高分子被吸附到膠體金顆粒表面的包被過程。免疫金標(biāo)記技術(shù)(Immunogold labelling techique) 主要利用了金顆粒具有高電子密度的特性，在金標(biāo)蛋白結(jié)合處，在顯微鏡下可見黑褐色顆粒，當(dāng)這些標(biāo)記物在相應(yīng)的配體處大量聚集時(shí)，肉眼可見紅色或粉紅色斑點(diǎn)，因而用于定性或半定量的快速免疫檢測(cè)方法中，這一反應(yīng)也可以通過銀顆粒的沉積被放大，稱之為免疫

15、金銀染色。 免疫標(biāo)記技術(shù)：膠體金免疫技術(shù)二、體內(nèi)免疫學(xué)檢測(cè)（一）體液免疫檢測(cè)1、I型超敏反應(yīng)皮膚試驗(yàn) 用常見變應(yīng)原作皮內(nèi)注射或劃痕后，在20分鐘內(nèi)引起紅斑及丘疹。如超過1cm或無紅腫但注射處有癢感，或全身有不適反應(yīng)者均為陽性，反之為陰性。2、中和反應(yīng)皮膚試驗(yàn) 將微量外毒素注射于受試者前臂屈側(cè)皮內(nèi)，24-48小時(shí)局部出現(xiàn)皮膚紅腫者為陽性反應(yīng)，表示無免疫力。陰性反應(yīng)為有免疫力。錫克實(shí)驗(yàn)檢測(cè)對(duì)白喉易感性：注射一定量的白喉毒素于受試者前臂屈側(cè)皮內(nèi)。受試者如無免疫力，2448小時(shí)，局部皮膚出現(xiàn)紅腫，直徑在12厘米者為陽性反應(yīng)。相反，受試者如有免疫力，其血清中含有足量的抗毒素抗體，能中和注入的毒素，局部不出現(xiàn)紅腫，為陰性反應(yīng)。此試驗(yàn)除用來測(cè)定機(jī)體對(duì)白喉的易感性以外，還可檢測(cè)白喉預(yù)防接種后是否產(chǎn)生免疫力。 二、體內(nèi)免疫學(xué)檢