1、第三十五章免疫学应用第一节免疫学诊断第一节 免疫学诊断免疫学诊断是根据免疫学理论设计实验方法，用于免疫相关疾病的诊断、病情监测及疗效评价等，是当今生命科学主要的研究手段之一。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测.抗原抗体反应是指抗原与相应抗体在体内或体外发生的特异性结合反应。由于抗体主要存在于血清中，故体外的抗原抗体反应又称为血清学反应。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（一）抗原抗体反应的特点1特异性抗原与抗体的结合具有高度特异性，即一种抗原通常只能与由它刺激产生的抗体结合，其结构基础是两者在空间构型上的互补性。如果两种不同的抗原分子上有相同的抗原决定簇，则针对一种抗原的抗体可
2、与另一种具有相同抗原决定簇的抗原发生反应，即交叉反应。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（一）抗原抗体反应的特点2可逆性抗原与抗体结合主要以非共价方式结合，这种结合方式在一定条件下（如温度、酸碱度、离子等）可发生解离，解离后的抗原和抗体仍具有原有的特性。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（一）抗原抗体反应的特点3可见性抗原抗体结合能否出现肉眼可见的反应，取决于两者的浓度和比例是否适当。若比例合适，抗原抗体结合后形成的复合物体积大、数量多，出现肉眼可见的反应。若抗原过剩或抗体过剩，则抗原抗体结合后形成的免疫复合物体积小、数量少，不能出现肉眼可见的反应。第一节 免疫学诊断一、抗原和
3、抗体的体外检测n抗原抗体反应可分为两个阶段：n第一阶段是抗原抗体的特异性结合阶段，仅几秒至几分钟，一般不出现肉眼可见的反应；n第二阶段为可见反应阶段，需数分钟或数小时，甚至更长时间，可出现肉眼可见的反应。（二）抗原抗体反应的影响因素第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测n1电解质n适当浓度的电解质会使抗原抗体失去一部分负电荷而相互结合，出现肉眼可见的聚集团块或沉淀物，故免疫学试验中常用生理盐水作稀释液，以提供适当浓度的电解质。（二）抗原抗体反应的影响因素第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测n2温度n适当提高温度可增加抗原与抗体分子相互碰撞的机会，加快两者结合速度，但也可引起复合物解离
4、。温度低时，抗原抗体反应速度缓慢，但结合牢固，易于观察。通常37为抗原抗体反应的最适温度。n3酸碱度n抗原抗体反应的最适酸碱度为pH 68。pH值过高或过低都可影响抗原、抗体的理化性质。（二）抗原抗体反应的影响因素第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型1凝集反应颗粒性抗原（细菌、细胞等）与相应抗体结合，在一定条件下，出现肉眼可见的凝集现象，称为凝集反应，分为直接凝集反应和间接凝集反应。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（1）直接凝集反应颗粒性抗原本身直接与相应抗体反应出现的凝集现象，称为直接凝集反应，分为玻片凝集反应和试管凝集
5、反应。前者是一种定性试验，用已知抗体检测未知抗原，主要用于菌种鉴定、ABO血型鉴定等；后者为半定量试验，用已知抗原检测待检血清中有无相应抗体及其含量，以协助疾病的诊断，如肥达反应、外斐反应等。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（2）间接凝集反应将可溶性抗原或抗体结合于某些颗粒载体表面，再与相应抗体或抗原进行反应产生的凝集现象，称为间接凝集反应。常用的颗粒载体有红细胞、聚苯乙烯乳胶颗粒等。若将抗体结合于颗粒载体上检测未知抗原，则称为反向间接凝集反应。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（2）间接凝集反应如果先将可溶性抗原与抗体
6、反应一定时间后，再加入颗粒载体，则抗体因与抗原结合而消耗，不再出现凝集现象，这种反应称为间接凝集抑制反应，常用于妊娠诊断，即用乳胶间接凝集抑制试验检测早期妊娠孕妇尿中的绒毛膜促性腺激素。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型2沉淀反应可溶性抗原与相应抗体在一定条件下结合后，出现肉眼可见的沉淀物，称为沉淀反应。常用的有单向琼脂扩散、双向琼脂扩散、对流免疫电泳。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（1）单向琼脂扩散试验将已知特异性抗体均匀混合于溶化的琼脂中，浇制成琼脂板，间隔适当的距离打孔并在孔中加入待测抗原，使抗原向孔周围自由扩散
7、。抗原与琼脂中的抗体相遇，并在比例合适处结合形成沉淀圈。沉淀圈的直径与抗原浓度相关，可从标准曲线中查出样品中抗原的含量。本法为定量试验，可用于血清中免疫球蛋白、补体C3及AFP等的测定。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（2）双向琼脂扩散试验双向琼脂扩散试验是将抗原和抗体分别加入琼脂凝胶的不同小孔中，使两者同时在琼脂中扩散，当两者对应且比例适宜时，在抗原和抗体两孔之间形成白色沉淀线。一对相应抗原和抗体只形成一条沉淀线，多种抗原抗体系统，可形成多条沉淀线。本法常用于抗原或抗体的定性检测和两种抗原相关性分析。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗
8、体反应的常见类型（3）对流免疫电泳对流免疫电泳是在电场作用下的双向琼脂扩散反应。将琼脂板放入电泳槽内，负极侧的孔内加入抗原，正极侧的孔内加入抗体，通电后，在pH 8.6的缓冲液中电泳。抗体球蛋白只带有微弱的负电荷，且体积大，往往不能抵抗电渗作用，反而向负极倒退。而一般抗原常带较强的负电荷，体积小，泳动快，虽然由于电渗作用泳动速度减慢，但仍能向正极泳动。抗原和抗体两者相对而行，在比例适当处形成白色沉淀线。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型3免疫标记技术免疫标记技术是用标志物（酶、荧光素、放射性核素、胶体金等）标记抗原或抗体，进行抗原抗体反应检测的实验技术，具有
9、特异性强、灵敏度高、定位精确等优点，广泛用于多种抗原抗体的测定。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（1）酶免疫测定酶免疫测定（enzyme immunoassay，EIA）是一种用酶标记一抗或二抗检测特异性抗原或抗体的方法。通过酶分解底物产生有色物质，用酶标仪测定光密度值（OD），以反映抗原或抗体的含量。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（1）酶免疫测定常用的方法有酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）和酶免疫组化技术。ELISA主要的操作方法有双抗体夹心法和间接
10、法，前者用于检测特异性抗原，后者用于检测特异性抗体。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（2）免疫荧光技术免疫荧光技术（immunofluorescence technique）是用荧光素标记一抗或二抗检测特异性抗原或抗体的方法。荧光抗原/抗体与相应抗体/抗原结合后形成免疫复合物，在荧光显微镜下观察时可见荧光。常用的有间接荧光法和直接荧光法，前者检测不同的抗原需要不同的特异性荧光抗体；后者一种荧光抗体可用于多种不同抗原的检测。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（3）免疫胶体金技术免疫胶体金技术（immune colloida
11、l gold technique）是以胶体金作为标记物，用于抗原抗体检测的一种免疫技术。胶体金又称金溶胶，是氯金酸在还原剂作用下形成的有一定大小、形态和颜色的金颗粒，其表面带有较多的负电荷，可与带正电荷的抗体（或抗原）借静电牢固结合形成金标记抗体（或抗原）。胶体金与相应抗原（或抗体）反应后，通过观察胶体金的颜色等特性可对被检对象做出定性定位分析。第一节 免疫学诊断一、抗原和抗体的体外检测（三）抗原抗体反应的常见类型（4）放射免疫测定法放射免疫测定法（radioimmunoassay，RIA）是用放射性核素标记抗原或抗体进行的免疫学检测技术，常用于微量物质（如胰岛素、生长激素、甲状腺激素及IgE
12、等）的测定。第一节 免疫学诊断二、免疫细胞的测定n1免疫荧光法n用荧光素标记淋巴细胞特异性表面标志的单克隆抗体，通过间接免疫荧光法检测淋巴细胞表面标志或鉴定细胞亚群。n例如，应用抗CD3单克隆抗体可测定T细胞总数；应用抗CD4、CD8单克隆抗体检测CD4+T细胞、CD8+T细胞的数量及比值。（一）T细胞的测定第一节 免疫学诊断二、免疫细胞的测定n2E花环试验n人T淋巴细胞表面有绵羊红细胞受体（又称E受体），在体外条件下，能直接与绵羊红细胞结合形成花环，此试验称为E花环试验。n正常情况下，人外周血淋巴细胞中能形成花环的细胞（即T细胞）约60%80%。（一）T细胞的测定第一节 免疫学诊断二、免疫细
13、胞的测定n3淋巴细胞转化试验n淋巴细胞转化试验即T细胞增殖试验，是指用特异性抗原等丝裂原刺激T细胞转化为淋巴母细胞。n根据T细胞转化率，可判断机体细胞免疫功能水平。常用的检测方法为3H-TdR掺入法。（一）T细胞的测定第一节 免疫学诊断二、免疫细胞的测定n4检测细胞免疫功能的皮肤试验n皮肤试验的原理是迟发型超敏反应。n临床上常用来检测某些病原微生物感染（如结核、麻风等）、免疫缺陷病和肿瘤患者的细胞免疫功能。（一）T细胞的测定第一节 免疫学诊断二、免疫细胞的测定n1B细胞增殖试验n其原理同T细胞增殖试验。n2抗体形成细胞测定n抗体形成细胞测定常用溶血空斑试验，即将吸附有已知抗原的绵羊红细胞、待检
14、B细胞、补体及适量琼脂糖液混匀，倾注培养皿培养，温育13小时后，肉眼可见有分散的溶血空斑出现，每一空斑中央含一个抗体形成细胞，通过计算溶血空斑数目可知分泌特异性抗体的B细胞数目。（二）B细胞的测定第二节免疫预防第二节 免疫预防概述免疫预防是指利用各种生物或非生物制剂建立机体的免疫应答，达到预防疾病的目的。人工免疫是免疫预防的主要手段。人工免疫是指人为地给机体输入抗原以增强机体的免疫功能，或直接输入免疫血清、细胞免疫制剂等，使机体获得某种特异性免疫力，达到预防或治疗某些疾病的方法。人工免疫包括人工主动免疫和人工被动免疫。第二节 免疫预防一、人工主动免疫.人工主动免疫是指给机体接种疫苗或类毒素等抗
15、原物质，刺激机体产生特异性免疫应答而获得免疫力的方法，也称为预防接种。国际上将用于人工主动免疫的生物制品（如细菌性制剂、病毒性制剂及类毒素等）统称为疫苗。第二节 免疫预防一、人工主动免疫n1减毒活疫苗n减毒活疫苗是用减毒或无毒的活病原微生物制成。常用的有卡介苗，麻疹、风疹、脊髓灰质炎疫苗等。n其优点是接种后类似隐性感染或轻症感染，病原体在体内有一定的生长繁殖能力，接种量小，一般只需要接种一次。n缺点是稳定性差，不易保存，且在体内存在回复突变的危险。免疫缺陷病者和孕妇一般不宜接种减毒活疫苗。（一）疫苗第二节 免疫预防一、人工主动免疫n2灭活疫苗n灭活疫苗又称死疫苗，是选用免疫原性强的病原体，经人
16、工培养后，用理化方法灭活制成。常用的有伤寒、乙脑、百日咳、霍乱、狂犬病疫苗等。n其优点是安全、稳定，易于运输和保存。n缺点是免疫作用弱，需多次大剂量接种，只诱导抗体产生，不具有细胞免疫效应，维持时间短。（一）疫苗第二节 免疫预防一、人工主动免疫n类毒素是用细菌的外毒素经0.3%0.4%甲醛处理而成。n因其失去外毒素毒性，但保留免疫原性，接种后可诱导机体产生抗毒素。n常用的类毒素有白喉类毒素和破伤风类毒素，这两种毒素常与百日咳疫苗混合制成百白破三联疫苗。（二）类毒素第二节 免疫预防一、人工主动免疫n为克服传统疫苗存在的一些问题，随着免疫学、生物化学和分子生物学技术的发展，现已研制出了许多高效、安
17、全且廉价的新型疫苗。n1亚单位疫苗n亚单位疫苗是提取病原体刺激机体产生保护性免疫力的有效免疫原成分制成的疫苗，如乙型肝炎亚单位疫苗、流感病毒亚单位疫苗等。（三）新型疫苗第二节 免疫预防一、人工主动免疫n2合成肽疫苗n合成肽疫苗是将人工合成的多肽抗原结合于载体上，再加入佐剂制成的疫苗，如HBsAg合成肽疫苗。n3基因工程疫苗n将病原微生物中编码诱导抗原的基因与载体重组后导入宿主细胞，表达产生大量相应抗原，由此制备的疫苗称为基因工程疫苗，如乙型肝炎疫苗、口蹄疫疫苗和莱姆病疫苗等。（三）新型疫苗第二节 免疫预防二、人工被动免疫.人工被动免疫是给机体注射含特异性抗体或细胞因子的制剂，使机体获得特异性免
18、疫力，以治疗或紧急预防疾病的措施。此法免疫力出现快，但维持时间短，一般约23周。第二节 免疫预防二、人工被动免疫（一）抗毒素抗毒素是用细菌外毒素或类毒素免疫动物而制备的免疫血清，具有中和外毒素毒性的作用。常以类毒素免疫马，待马体内产生高效价抗毒素后，取其血清分离纯化精制而成，主要用于治疗或紧急预防外毒素所致的疾病。常用的有破伤风抗毒素、白喉抗毒素等。第二节 免疫预防二、人工被动免疫（二）人免疫球蛋白制剂人免疫球蛋白制剂是从正常人血浆或健康产妇胎盘血中分离制成的免疫球蛋白浓缩剂，分别称为人血浆丙种球蛋白和胎盘丙种球蛋白，主要用于甲型肝炎、丙型肝炎、麻疹、脊髓灰质炎等疾病的紧急预防和治疗。第二节
19、免疫预防二、人工被动免疫（三）特异性人血清免疫球蛋白特异性人血清免疫球蛋白是由恢复期患者血清或经疫苗高度免疫的人血清提取制备而成。本制剂的特异性抗体含量较正常人丙种球蛋白制剂的高，在体内存留时间长，常用于治疗过敏体质及丙种球蛋白疗效不佳的疾病。第二节 免疫预防二、人工被动免疫（四）细胞因子和单克隆抗体细胞因子及单克隆抗体制剂为新型免疫治疗剂，已应用于肿瘤、感染、自身免疫性疾病的治疗。第二节 免疫预防三、计划免疫.计划免疫（planned immunization）是根据特定传染病的疫情监测和人群免疫状况分析，按照规定的免疫程序有计划地进行人群免疫接种，以提高人群免疫水平，达到控制以至消灭相应传
20、染病的重要措施。第二节 免疫预防三、计划免疫免疫程序的制定是实施计划免疫的重要内容，严格按照程序接种是有效控制传染病的重要手段。我国儿童计划免疫程序见表。疫苗名称疫苗名称接种对象月（年）龄接种对象月（年）龄接种剂接种剂次次备注备注乙肝疫苗乙肝疫苗0、1、6月龄3出生24小时内接种第1剂次，第1、2剂次间隔28天卡介苗卡介苗出生时1脊灰疫苗脊灰疫苗2、3、4月龄，4周岁4第1、2剂次，第2、3剂次间隔均28天第二节 免疫预防三、计划免疫疫苗名称疫苗名称接种对象月（年）龄接种对象月（年）龄接种剂接种剂次次备注备注百白破疫苗百白破疫苗3、4、5月龄，1824月龄4第1、2剂次，第2、3剂次间隔均28
21、天白破疫苗白破疫苗6周岁1麻风疫苗（麻疹疫麻风疫苗（麻疹疫苗）苗）8月龄1麻腮风（麻腮、麻疹）麻腮风（麻腮、麻疹）疫苗疫苗1824月龄1乙脑减毒活疫苗乙脑减毒活疫苗8月龄，2周岁2A群流脑疫苗群流脑疫苗618月龄22剂次间隔3个月A+C群流脑疫苗群流脑疫苗3周岁、6周岁22剂次间隔3年甲肝减毒活疫苗甲肝减毒活疫苗18月龄1第三节免疫治疗第三节 免疫治疗免疫治疗是指用生物制剂或药物增强或抑制机体的免疫应答、调节免疫功能，达到治疗疾病的目的。免疫治疗法主要有过继免疫、治疗性疫苗的应用、免疫增强剂和免疫抑制剂的应用等。第三节 免疫治疗一、过继免疫.过继免疫治疗是将对疾病有免疫力的供者的免疫效应物质转
22、移给其他个体，或自体细胞经体外处理后回输自身，以发挥治疗疾病的作用。例如，淋巴因子激活的杀伤细胞广泛应用于肿瘤和慢性病毒感染的非特异性免疫治疗；细胞因子诱导的杀伤细胞对白血病和某些实体肿瘤有较好的疗效。第三节 免疫治疗二、治疗性疫苗（一）微生物抗原疫苗许多肿瘤与微生物感染有关，如EB病毒与鼻咽癌、人乳头瘤病毒与宫颈癌、幽门螺杆菌与胃癌等。正常机体的免疫系统可阻止这些微生物的感染，但是当机体的免疫功能受损时，这些微生物可导致肿瘤的发生。应用微生物疫苗可预防和治疗相应的肿瘤。第三节 免疫治疗二、治疗性疫苗（二）细胞疫苗细胞疫苗包括肿瘤细胞疫苗、基因修饰的疫苗、树突状细胞疫苗等，细胞疫苗可以增强机体
23、的免疫应答效应。第三节 免疫治疗二、治疗性疫苗（三）分子疫苗分子疫苗包括合成肽疫苗、重组载体疫苗、DNA疫苗等，可作为肿瘤和感染性疾病的治疗性疫苗。第三节 免疫治疗三、免疫增强剂和免疫抑制剂n免疫增强剂是指具有促进或调节免疫功能的制剂，通常对免疫功能正常者无影响，而对免疫功能异常者，特别是免疫功能低下者，有促进或调节作用。n常见的免疫增强剂有微生物制剂（如卡介苗、短小棒状杆菌）、化学合成药物（如左旋咪唑、西咪替丁）、中药制剂（如黄芪多糖、枸杞子多糖、灵芝多糖）等。（一）免疫增强剂第三节 免疫治疗三、免疫增强剂和免疫抑制剂n免疫抑制剂是一类抑制机体免疫功能的生物制剂或非生物制剂，主要用于抗移植排
24、斥反应、超敏反应性疾病及自身免疫性疾病的治疗。n常见的免疫抑制剂有抗肿瘤药物（如环磷酰胺、硫唑嘌呤）、激素（如糖皮质激素）、真菌代谢产物（如环孢素）、传统中药（如雷公藤多苷）等。（二）免疫抑制剂本章小结本章小结免疫学诊断是根据免疫学理论设计实验方法，用于免疫相关疾病的诊断、病情监测及疗效评价等。免疫预防是指利用各种生物或非生物制剂通过人工免疫建立机体的免疫应答，达到预防疾病的目的。人工免疫包括人工主动免疫和人工被动免疫。人工主动免疫是指给机体接种疫苗或类毒素等抗原物质，刺激机体产生特异性免疫应答而获得免疫力的方法，也称为预防接种。人工被动免疫是给机体注射含特异性抗体或细胞因子的制剂，使机体获得特异性免疫力，以治疗或紧急预防疾病的措施。本章小结本章小结免疫治疗是指用生物制剂或药物增强或抑制机体的免疫应答、调节免疫功能，达到治疗疾病的目的。Thanks!
