微生物学药学专业免疫学应用

第十一章免疫学应用第一节免疫学预防免疫天然获得性被动主动人工天然人工天然自然感染（隐性、显性）抗毒素免疫球蛋白疫苗类毒素来自母亲的抗体（IgG，sIgA）区别天然被动免疫:母亲通过胎盘将IgG、通过初乳将IgA传给婴儿。一、人工主动免疫 概念：给机体输入抗原物质，使免疫系统因抗原的刺激，产生类似感染时所发生的免疫过程，从而产生特异性免疫力。 疫苗的概念： 1.将细菌制作的人工主动免疫的生物制剂称为菌苗。 2.将病毒、立克次体、螺旋体等制成的人工主动免疫的生物制剂称为疫苗。 3.国际上将细菌制剂、病毒制剂以及类毒素统称为疫苗。抗原(Ag)与T细胞结合，激活T细胞记忆T细胞活化的T杀伤细胞与B细胞结合，诱导B细胞释放抗体记忆B细胞活化的B细胞抗体免疫记忆AB白喉疫苗DE抗白喉抗体白喉Bmcell抗白喉抗体白喉Bmcell活疫苗死疫苗类毒素用于主动免疫的疫苗活疫苗：由减毒或无毒力的活病原微生物制成。常见种类：卡介苗、麻疹活疫苗、脊髓灰质炎活疫苗。死疫苗：病原微生物经理化方法灭活制成。常见种类：伤寒、百日咳、霍乱、钩端螺旋体病、流感、狂犬病、乙型脑炎疫苗活疫苗与死疫苗的比较特点制剂特点接种剂量及次数恢复倾向无毒或减毒的活微生物量较小，一般仅需要一次相对稳定性不稳定可以回复为毒株强毒死微生物量较大，需要多次接种较稳定不回复为毒株免疫效果较好，维持3-5年甚至更长较差，维持半年至一年活疫苗死疫苗诱导的免疫类型体液免疫和细胞免疫体液免疫为主活疫苗病毒疫苗脊髓灰质炎,麻疹,腮腺炎,风疹,鸡水痘,甲肝,黄热病。结核(BCG).活菌疫苗（唯一）死病毒疫苗(加热,化学或紫外光照射)流感,狂犬病伤寒,霍乱,百日咳etc.死疫苗死菌疫苗（大多数细菌）常见的疫苗类毒素 概念： 种类：新型疫苗1.亚单位疫苗：脑膜炎球菌2.合成肽疫苗3.基因工程疫苗重组乙型肝炎病毒表面抗原二、人工被动免疫将一个免疫了的供体的血清或免疫球蛋白转入到一个未免疫的个体.免疫血清概念：是指用免疫动物后获得的免疫血清或从机体组织中提取制成的免疫球蛋白，主要成分为抗体。常用的种类有：（一）抗毒素血清（二）胎盘丙种球蛋白和人血清丙种球蛋白（三）抗菌免疫血清（四）抗病毒免疫血清（五）抗淋巴细胞丙种球蛋白人工注射人的球蛋白或免疫动物的球蛋白。马血清抗毒素的两重性：2、异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体，或超敏反应（I，III）。1、特异性抗体----中和毒素人工主动免疫与人工被动免疫区别点人工主动免疫人工被动免疫接种物抗原抗体免疫力出现时间慢，要经过1-4周诱导期快，即刻产生免疫力维持时间长（数月-数年）较短（2周-数周）用途预防治疗或紧急预防第二节（一）免疫增强剂概念：是增强、促进和调节机体免疫功能的生物制剂或非生物制剂。常见种类：免疫因子微生物制剂化学药物中药制剂常用来治疗免疫缺陷、病毒感染性疾病和肿瘤。细胞因子细胞因子作为一类重要和有效的生物反应调节剂，正逐渐称为一种常规手段应用于免疫治疗。目前已在临床得到应用的细胞因子包括IL、IFN、CSF、TNF等。它们主要用于免疫缺陷、自身免疫、病毒感染性疾病和肿瘤的治疗。过继免疫过继免疫治疗：过继免疫是将对疾病有免疫力的供者的免疫应答产物转移给其他个体，或自体的细胞经体外处理后回输自身，以发挥治疗疾病的作用。用于过继免疫的物质：包括免疫血清、免疫细胞、细胞因子如转移因子、免疫核糖核酸等。骨髓干细胞移植概念：是取患者或健康人的骨髓回输给患者，让骨髓中的干细胞进入患者体内定居、分化、增殖，使患者恢复造血功能和免疫力。类型：1.自体骨髓干细胞移植2.异体骨髓干细胞移植3.脐血干细胞移植应用：1.免疫缺陷病2.再生障碍性贫血3.白血病（二）免疫抑制剂概念：是一类抑制机体免疫功能的生物制剂或非生物制剂。常见种类：1.真菌代谢产物2.McAb3.抗肿瘤药物4.中药制剂5.激素特点：1.作用是非特异性2.大多有毒副作用治疗性疫苗概念：是以抗原为治疗剂，用特定的抗原成分制成的疫苗。进入机体后可增强免疫应答或诱导免疫耐受，从而达到治疗疾病的目的。用途：1.增强免疫应答的疫苗：治疗感染和肿瘤。2.诱导免疫耐受的疫苗：治疗自身免疫病和超敏反应，防止免疫排斥。第三节免疫学诊断 一、体液免疫测定法（一）抗原抗体反应的原理和特点 原理：抗原决定簇与抗体的抗原结合部位间存在结构的互补性，二者相互结合，在适宜条件下，出现可见反应。 原则：用已知抗体检测未知抗原，也可用已知抗原检测未知抗体。 特点：1.特异性2.可见性3.可逆性1.特异性 一种抗原一般仅能与由它刺激所产生的抗体结合，这种抗原-抗体结合反应的专一性即特异性。2.可见性若抗原、抗体的数量比例恰当，抗体分子的两个Fab段分别与两个抗原分子结合，相互交叉连接成网格状复合体，反应体系中基本无游离的抗原或抗体。此时，可形成肉眼可见的明显反应物（沉淀物或凝集物）。因此，确定抗原、抗体的最适比例十分重要，应根据抗原的物理性状，对抗原或抗体进行稀释，以确定最适比例。3.可逆性抗原与抗体的结合为分子表面的非共价结合，结合稳定且可逆。在一定条件下，抗原抗体结合形成的复合物可被解离，如低pH、高浓度盐、冻融等。解离后的抗原或抗体分子仍保持原有的理化特性和生物学活性。如解离后的外毒素恢复其毒性，细菌仍可存活。（二）抗原或抗体的检测方法根据抗原的性质、结合反应的现象、参与反应的成分因素，可将抗原抗体反应分为：凝集反应沉淀反应补体参与的反应采用标记物的抗原抗体反应1.凝集反应概念：细菌、红细胞等颗粒性抗原与相应抗体结合后形成凝集团块，此类反应称为凝集反应。方法：（1）直接凝集（2）间接凝集（1）直接凝集 将细菌或红细胞与相应抗体直接反应，出现细菌凝集或红细胞凝集现象。 玻片法：是用已知抗体与相应抗原在玻片上反应，用于抗原的定性检测，如ABO血型鉴定、细菌鉴定。 试管法：是在试管中连续稀释待检血清，加入已知颗粒性抗原，用于抗体的定量检测，如诊断伤寒病的肥达试验。（2）间接凝集 概念：将可溶性抗原包被在与免疫无关的载体颗粒表面，再与相应抗体反应，出现颗粒物凝集的现象。 常用的载体：人O型血红细胞聚苯乙烯乳胶颗粒 反应的类型：间接凝集反应的类型 根据致敏载体用的是抗原或抗体以及凝集反应的方式，间接凝集反应可分为：（正向）间接凝集反应：用抗原致敏载体以检测标本中的相应抗体。反向间接凝集反应：用特异性抗体致敏载体以检测标本中的相应抗原。间接凝集抑制反应间接凝集抑制反应 诊断试剂：为抗原致敏的颗粒载体及相应的抗体，用于检测标本中是否存在与致敏抗原相同的抗原。 检测方法：为将标本先与抗体试剂作用，然后再加入致敏的载体，若出现凝集现象，说明标本中不存在相同抗原，抗体试剂未被结合，因此仍与载体上的抗原起作用。如标本中存在相同抗原，则凝集反应被抑制。2、沉淀反应 概念：血清蛋白质、细胞裂解液或组织浸液等可溶性抗原与相应抗体结合后出现沉淀物，此类反应称为沉淀反应。 方法：沉淀反应多用半固体琼脂凝胶作为介质进行琼脂扩散或免疫扩散。即可溶性抗原与抗体在凝胶中扩散，在比例合适处相遇时形成可见的白色沉淀。（1）单向琼脂扩散方法：将一定量已知抗体混于琼脂凝胶中制成琼脂板，在适当位置打孔后将抗原加入孔中扩散。结果：抗原在扩散过程中与凝胶中的抗体相遇，形成以抗原孔为中心的沉淀环，环的直径与抗原含量呈正相关。取已知量抗原绘制标准曲线，可根据所形成沉淀环的直径，从标准曲线中查出待检标本的抗原含量。应用：本法常用于定量测定血清IgG、IgM、IgA和C3等。（2）双向免疫扩散将抗原与抗体分别加于琼脂凝胶的小孔中，二者自由向四周扩散，在相遇处形成沉淀线。若反应体系中含两种以上抗原-抗体系统，则小孔间可出现两条以上沉淀线。本法常用于抗原或抗体的定性检测、组成和两种抗原的相关性分析。（3）免疫电泳 方法：先将待检血清标本作琼脂凝胶电泳，血清中各蛋白组份被分为不同区带，然后按电泳方向平行挖一小槽，加入相应抗血清，与已分成区带的蛋白抗原成分作双向免疫扩散，在各区带相应位置形成沉淀弧。 结果：对照正常血清形成的沉淀弧数量、位置和形态，可分析标本中所含抗原成分的性质和含量。 应用：该法常用于血清蛋白种类分析，以观察Ig异常增多或缺失，可诊断骨髓瘤及性联低丙种球蛋白血症等疾病。（4）免疫比浊 方法：在一定量抗体中分别加入递增量的抗原，经一定时间形成免疫复合物，液体混浊。 结果：用浊度计测量反应液体的浊度，复合物形成越多则浊度越高，可绘制标准曲线并依据反应液体的浊度推算样品中抗原含量。 应用：该法快速简便，可取代单向免疫扩散用于测定Ig含量。3.免疫标记技术概念：免疫标记技术乃用荧光素、酶或放射性核素等标记抗体或抗原，进行抗原-抗体反应。标记物与抗体或抗原连接后并不改变后者的免疫特性。优点：具有灵敏度高、快速、可定性、定量、定位等优点。是目前应用最为广泛的免疫学检测技术。（1）免疫荧光法(IF) 概念：用荧光素与抗体连接成荧光抗体，再与待检标本中抗原反应，置荧光显微镜下观察，抗原-抗体复合物散发荧光，借此鉴定或定位标本中的抗原。 常用的荧光素：有异硫氰酸荧光素(FITC)和藻红蛋白（PE），前者发黄绿色荧光，后者发红色荧光。 方法：直接荧光法 方法：将荧光素直接标记抗体，对标本进行染色。 优点：是特异性高。 缺点：是检查任一抗原均须制备相应荧光抗体。间接荧光法 方法：用一抗与标本中抗原结合，再用荧光素标记的二抗染色。 优点：是敏感度比直接法高，制备一种荧光素标记的二抗即可用于多种抗原的检查，但非特异性反应亦增加。免疫荧光法的应用检查细菌、病毒、螺旋体等抗原或抗体，用于诊断传染病。鉴定免疫细胞表面的CD分子。检测自身免疫病的抗核抗体。（2）酶免疫测定(EIA) 方法：将抗原-抗体反应的特异性与酶催化作用的高效性相结合，通过酶作用于底物后的显色反应判定结果。 结果观察：可用目测定性，也可用酶标测定仪测定光密度（OD）值以反映抗原含量，灵敏度可达每毫升ng甚至pg水平。 常用于标记的酶：有辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶等。 常用的方法：酶联免疫吸附试验：测定可溶性抗原或抗体酶免疫组化法：检测组织或细胞表面抗原酶联免疫吸附试验(ELISA)是酶免疫测定中应用最广的技术。基本方法是：将已知抗原或抗体吸附在固相载体（聚苯乙烯微量反应板）表面，使抗原-抗体反应在固相表面进行，用洗涤法将固相上的抗原-抗体复合物与液相中的游离成份分开。ELISA的操作方法很多，简介以下方法：双抗体夹心法间接法双抗体夹心法用于检查特异性抗原。方法：将已知抗体包被固相，加入待检标本，标本中若含有相应抗原即与固相表面的抗体结合，洗涤去除未结合成分，加入该抗原特异的酶标记抗体，洗去未结合的酶标记抗体，加底物后显色。若标本中无相应抗原，固相表面即无抗原结合，加入的酶标记抗体则不能结合于固相并被洗涤去除，当加入无色底物后，因无酶催化故不显色。间接法用于检查特异性抗体。方法：用已知抗原包被固相，加入待检血清标本，再加酶标记的二抗，加底物观察显色反应。 ELISA敏感性高、操作简便，配套仪器设备的发展使操作程序化和自动化，并进一步提高了稳定性，被广泛用于检测多种病原体抗原或抗体、血液及其它体液中微量蛋白成分、细胞因子等。 免疫组化技术概念：是应用标记的抗体与组织或细胞抗原发生反应，结合形态学观察，对抗原作定性、定量、定位检测。常用的技术包括：酶免疫组化（辣根过氧化物酶标记）免疫金组化（胶体金颗粒标记）免疫电镜技术（铁蛋白、胶体金、过氧化物酶标记）（3）放射免疫测定法(RIA)概念：用放射性核素标记抗原或抗体进行免疫学检测。它将放射性核素具有的高灵敏度和抗原-抗体反应的特异性相结合，使检测的灵敏度达pg水平。常用于标记的放射性核素有：125I和131I。采用的方法分为：液相法和固相法两种。应用：常用于测定微量物质，如胰岛素、生长激素、甲状腺素、孕酮等激素，吗啡、地高辛等药物，以及IgE等。二、细胞免疫测定法检测淋巴细胞的类别、数量与功能，是判断机体免疫功能状态的重要手段。患者外周血是主要的标本来源，但仅代表再循环的淋巴细胞。实验动物还可取胸腺、脾脏、淋巴结等作为标本进行检查。（一）体外测定法1.E花结试验：人成熟T细胞表面CD2分子是绵羊红细胞（SRBC）受体，能结合SRBC而形成花结。2.T细胞增殖试验原理：植物血凝素（PHA）、刀豆蛋白A（ConA）等丝裂原以及抗CD3抗体等均能非特异性激活培养的T细胞，使其转化为淋巴母细胞。在增殖过程中，细胞DNA、RNA、蛋白质合成增加，细胞形态发生改变，最终细胞分裂。方法：3H-TdR掺入法3H-TdR掺入法方法：在外周血单个核细胞（PBMC）中加入PHA共同培养，终止培养前8-15小时加入氚标记的胸腺嘧啶核苷（3H-TdR），由于3H-TdR能掺入细胞合成的DNA中，故细胞增殖水平越高，掺入的放射性核素亦越多。培养结束后收集细胞，用液体闪烁仪测定样品的放射活性，可反映细胞的增殖状况。特点：该法灵敏可靠，应用广泛，但需特殊仪器，易发生放射性污染。3.T细胞亚群测定法 用间接免疫荧光法检测淋巴细胞表面标志或鉴定细胞亚群。4.细胞因子检测应用：了解其免疫调节作用；鉴定分离的淋巴细胞；监测某些疾病状态的细胞免疫功能。检测方法包括以下三种：（1）ELISA（2）生物活性测定法（3）聚合酶链反应（PCR）（1）ELISA用抗细胞因子抗体包被固相的双抗体夹心法，也可使用RIA法。此法可用于检测IL-2、IL-5、IL-6等。（2）生物活性测定法根据细胞因子生物学活性选用相应实验系统，包括细胞增殖法、直接杀伤法、保护细胞免受病毒致病变法等。细胞增殖法：如选用细胞因子依赖的细胞株，其增殖反应与细胞因子量呈正相关，通过与相应标准品比较，可确定样品中细胞因子（如IL-1、IL-2、IL-4、IL-6）含量。（3）聚合酶链反应（PCR）根据细胞因子的核苷酸序列，相应细胞因子的引物，借助逆转录PCR测定待检细胞中特异性mRNA。该法可用于多种细胞因子的检定。（二）体外测定法皮肤试验原理：正常机体对特定抗原产生细胞免疫应答后，再用相同抗原作皮肤试验，即出现以局部红肿为特征的迟发型超敏反应，细胞免疫正常者呈阳性反应，而细胞免疫低下者则呈阴性反应。皮肤试验方法简便，可帮助诊断某些病原微生物感染（结核杆菌、麻风杆菌）、免疫缺陷病等。皮肤试验常用的生物性抗原多从病原体中提取，如结核菌素、麻风菌素、链激酶-链道酶、念珠菌素、腮腺炎病毒等。一、名词解释疫苗抗毒素血清人血清丙种球蛋白二、简答题1.简述人工自动免疫与人工被动免疫的区别。2.简述免疫增强剂及免疫抑制剂的种类。复习题