第八节 免疫学应用
一、免疫学检测
免疫学检测是用免疫学方法对抗原、抗体、免疫细胞及细胞因子等进行定性或定量测定，协助诊断免疫相关疾病，探讨其发病机制，评估机体的免疫功能状态。
（一）抗原或抗体检测
1．抗原或抗体检测的原理 在一定条件下，抗原与相应抗体在体外能特异性结合，并出现肉眼可见的反应现象（凝集、沉淀等）或通过仪器能定量分析。利用抗原或抗体检测的原理可进行抗原或抗体的定性检测或定量检测。定性检测可用已知的抗原检测未知抗体或用已知抗体检测未知抗原，如乙型肝炎病毒表面抗原的检测；定量检测是根据抗原与相应抗体特异性结合反应程度的不同，对某些物质进行定量测定，如伤寒患者体内抗体的测定。由于抗体主要存在于血清中，试验时多用血清作为标本，所以常把检测抗原、抗体的试验称为血清学反应。但随着单克隆抗体技术的应用，抗体不一定来自血清，现多以抗原抗体反应代替血清学反应一词。
2．抗原或抗体的检测类型
（1）凝集反应：颗粒性抗原，或表面覆盖抗原（或抗体）的颗粒状物质（红细胞、聚苯乙烯胶乳等），与相应抗体（或抗原）结合后，在一定条件下形成肉眼可见的凝集团块，称为凝集反应。
①直接凝集反应：颗粒性抗原与相应抗体直接结合出现的凝集现象。常用的方法有玻片法和试管法两种。玻片法为定性试验，方法简便快捷，常用已知的抗体检测未知抗原，如人红细胞血型鉴定；试管法为半定量试验，操作简单但敏感性不高，常用已知抗原检测血清中有无相应抗体及其含量，作为临床辅助诊断及病情分析，如诊断伤寒、副伤寒的肥达反应。试管凝集试验中，抗原抗体结合出现明显凝集反应时的血清最高稀释倍数称为该血清的抗体效价（图3－24）。
图3－24 直接凝集反应示意图
②间接凝集反应：是将可溶性抗原吸附于与免疫无关的载体颗粒上，形成致敏载体，再与相应抗体反应出现肉眼可见的凝集现象，称为间接（或被动）凝集反应。常用的载体颗粒有红细胞、聚苯乙烯乳胶、活性炭等，所产生的凝集反应分别称间接血凝、间接乳胶凝集和间接炭凝试验等（图3－25）。
图3－25 间接凝集反应示意图
（2）沉淀反应：可溶性抗原（如细菌的培养滤液、细胞或组织的浸出液、血清蛋白等）与相应抗体在适当电解质存在下，出现肉眼可见的沉淀现象，称为沉淀反应。本法大多用半固体琼脂凝胶作为介质进行，当可溶性抗原与相应抗体在凝胶介质中扩散并相遇时，在比例合适处形成肉眼可见的白色沉淀线（或环）。琼脂扩散试验有单向琼脂扩散试验和双向琼脂扩散试验，又可与电泳结合，派生出许多方法（如火箭电泳、对流免疫电泳等）。
①单向琼脂扩散试验：简称单扩，抗原在含有抗体的琼脂凝胶板中扩散，若抗原与抗体对应，则抗原孔周围形成白色沉淀环。沉淀环直径与抗原浓度成正比。本法为定量试验，可用于各类免疫球蛋白或补体含量的测定（图3－26）。
图3－26 单向琼脂扩散试验示意图
②双向琼脂扩散试验：简称双扩，将抗原与抗体分别加入琼脂凝胶板的小孔中，两者自由向四周扩散并相遇，若两者相应，在比例合适处形成沉淀线。本法为定性试验，可测定抗原或抗体，亦可用于判断免疫血清的效价。
③火箭电泳：将单向琼脂扩散的凝胶板加入待检抗原后，将琼脂凝胶板置于电泳仪上，通电后抗原由负极向正极定向扩散，与板中抗体结合形成火箭形沉淀峰，沉淀峰的高度与抗原浓度成正比。火箭电泳需时较短，可用于快速测定抗原含量。应用范围与单扩相似。如用放射性核素标记抗体，则可增加试验的敏感性。
④对流免疫电泳：是一种通过电泳进行加速的双向琼脂扩散试验。
（3）免疫标记技术：是用酶、荧光素、放射性核素等标记物标记抗原或抗体再进行的抗原－抗体反应。通过检测能显示的标记物来检测微量抗体或抗原。本法特异性强，敏感性高。常用的方法有酶免疫技术、免疫荧光技术和放射免疫技术。临床应用最广泛的是酶联免疫吸附试验（ELISA）。
酶联免疫吸附试验是一种既可以检测抗原又可以检测抗体的免疫技术，方法简便快速。其基本方法是将抗体（抗原）包被在固相载体（聚苯乙烯微量反应板）表面，加入待检抗原（抗体）和酶标抗体（抗原），充分反应后用洗涤的方法，使固相形成的抗原抗体复合物与其他物质分离，最后加入底物，根据酶对底物催化的显色反应程度，对标本中的抗原（抗体）进行定性或定量测定。常用的方法有两种：①间接法：用于检测特异性抗体。将已知抗原先吸附在固相载体上，加入待检的血清，如血清中含有相应的抗体，则与固相载体上抗原结合形成复合物，洗去未结合的抗体后，再加入酶标抗体（抗抗体），洗涤后加入底物，观察显色，用目测或酶标仪测定底物颜色深浅，推测抗体的含量（图3－27）。②双抗体夹心法：用于检测特异性抗原。将特异性抗体吸附在固相载体表面，加入待检的抗原标本，如标本中含有相应的抗原，则与载体上抗体结合成复合物，洗去未结合的抗原后，再加入酶标抗体，洗涤后加入底物显色，用目测或酶标仪测定底物颜色深浅，推测抗原的量。
图3－27 ELISA间接法示意图
（二）免疫细胞功能的检测
免疫细胞功能检测包括T细胞、B细胞、吞噬细胞等功能的检测，其中以T细胞功能检测最为重要，通过检测T细胞的数量及功能，了解机体的细胞免疫状态，为某些疾病的诊断及预后分析提供参考。
1．T细胞总数测定
（1）E花环试验：人类成熟T细胞表面具有绵羊红细胞受体即CD2分子，能在体外与绵羊红细胞结合形成花环，即E花环。实验时将外周血中分离的淋巴细胞与绵羊红细胞按一定的比例混合，温育后置4℃过夜，取细胞悬液涂片染色，镜下计数淋巴细胞，凡结合有3个或3个以上绵羊红细胞的淋巴细胞即为T细胞。由此计算出T细胞占淋巴细胞的百分数，正常值为60%～80%。
（2）T细胞特异性抗原的检测：因T细胞表面具有特异性抗原成分CD3分子，可用抗CD3的单克隆荧光抗体来检测T细胞，在显微镜下计数荧光抗体结合的细胞即为T淋巴细胞，正常值为60%～80%。
2．T细胞功能测定 T细胞功能测定常用T细胞增殖试验（淋巴细胞转化试验）。其原理是：当T细胞在体外培养时，若受到非特异性有丝分裂原如植物血凝素（PHA）、刀豆蛋白（ConA）等刺激（T细胞表面具有有丝分裂原受体）或特异性抗原刺激后，能转化为淋巴母细胞，通过计数T细胞转化为淋巴母细胞的转化率，间接判断T细胞功能。正常人T细胞转化率为70%左右。
二、免疫学预防
免疫学预防是根据特异性免疫的原理，用人工免疫的方法，给机体输入抗原或抗体等生物制品，使机体获得某种特异性免疫力的方法。根据输入机体的免疫物质不同，将人工免疫分为人工自动免疫和人工被动免疫两种，二者的区别见表3－11。
表3－11 人工自动免疫与人工被动免疫的区别
（一）人工自动免疫
1．人工自动免疫的概念及特点 人工自动免疫又称人工主动免疫，是给机体输入疫苗、类毒素等抗原生物制品，经过一定的时间，刺激机体自动产生特异性免疫力的方法，亦称预防接种。其特点是免疫力出现较慢，但维持时间长，可达数月至数年，主要用于传染病的预防。
2．人工自动免疫常用的生物制剂
（1）疫苗：习惯上将细菌性制剂、病毒性制剂以及类毒素等人工自动免疫制剂统称为疫苗。
①灭活疫苗：又称死疫苗，是选用免疫原性强的病原体，经人工大量培养后，用理化方法灭活制成的生物制剂。死疫苗在机体内不能增殖，产生的免疫力低，故必须多次注射，且量相对要大。但死疫苗有安全、稳定、易保存和运输的优点。常用的死疫苗有伤寒副伤寒甲乙联合疫苗、钩端螺旋体疫苗、乙型脑炎疫苗、百日咳疫苗、人用狂犬病疫苗等。
②减毒活疫苗：是用减毒或基本无毒的活的病原微生物制成的疫苗，即通常所说的活疫苗。活疫苗在机体内能增殖，能持续刺激免疫系统引起免疫应答，一般只需接种一次，且用量较小。但活疫苗稳定性差，不易保存，有毒力回复突变的可能，故制备和鉴定必须严格，需低温保存，且保存时间不长。常用的活疫苗有卡介苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗等。
新型疫苗
人工自动免疫常用的生物制剂除传统的疫苗（灭活疫苗、减毒活疫苗）及类毒素外，还有新型疫苗。新型疫苗是指用能诱导产生有效保护性反应的病原体抗原成分或DNA等制备的疫苗。包括：亚单位疫苗、结合疫苗、合成肽疫苗、基因工程疫苗、抗独特型疫苗、多糖交联疫苗、瘤苗和避孕疫苗等。有些已经用于疾病的防治，部分正在临床试验阶段。随着研究的不断深入，新型疫苗将发挥更大的作用。
（2）类毒素：是将细菌外毒素用0．3%～0．4%甲醛处理后，使其失去毒性，保留其免疫原性，即为类毒素。例如白喉类毒素、破伤风类毒素等。类毒素可与灭活疫苗混合制成联合制剂使用，如百日咳鲍特菌灭活疫苗与白喉类毒素、破伤风类毒素混合制成的百白破三联疫苗。
（二）人工被动免疫
1．人工被动免疫的概念及特点 人工被动免疫是给机体输入抗体等制剂，使机体立即获得某种特异性免疫力的方法。其特点是免疫作用快，输入后立即获得，但维持时间短，一般只有2～3周，主要用于传染病的治疗或紧急预防。
2．人工被动免疫常用的生物制剂
（1）抗毒素：是用类毒素多次免疫马，取马血清分离纯化而成。抗毒素具有中和外毒素毒性的作用，可用于治疗或紧急预防某些细菌外毒素所致的疾病，如白喉抗毒素、破伤风抗毒素等。来源于动物的免疫血清（抗毒素），对人体有二重性，既是抗体，又是异种抗原，因此，注射抗毒素前必须做皮肤过敏试验。
（2）人免疫球蛋白制剂：包括血浆丙种球蛋白和胎盘丙种球蛋白。人血浆丙种球蛋白是正常人血浆提取物，含IgG和IgM；而胎盘丙种球蛋白则是从健康产妇胎盘血液中提取，主要含IgG。因多数成人已隐性感染或显性感染过麻疹、脊髓灰质炎和甲型肝炎等传染病，血清中含有相应的抗体。所以，肌内注射这两种丙种球蛋白制剂，可用于麻疹、脊髓灰质炎、甲型肝炎等病毒性疾病及其他感染性疾病的预防。
三、免疫学治疗
免疫学治疗是应用某些生物制剂或药物来改变机体的免疫状态，以达到治疗疾病的目的。常见的免疫治疗方法有免疫增强、免疫抑制和免疫重建。
（一）免疫增强
免疫增强是指用物理、化学或生物手段来增强机体的免疫功能。免疫增强可用于感染、肿瘤、免疫缺陷病的治疗。增强机体免疫功能的制剂称为免疫增强剂。
（二）免疫抑制
免疫抑制是指用物理、化学或生物手段抑制机体的免疫功能。免疫抑制疗法主要用于治疗自身免疫病、移植排斥反应、超敏反应病和炎症等。抑制机体免疫功能的制剂称为免疫抑制剂。
（三）免疫重建
免疫重建是将免疫功能正常个体的造血干细胞或淋巴细胞移植给免疫缺陷个体，使后者免疫功能得到全部或部分恢复。目前多用于治疗再生障碍性贫血、白血病及免疫缺陷病等。包括骨髓移植和脐血干细胞移植。骨髓移植是指取患者自身或健康人的骨髓输给患者，使骨髓中的干细胞进入患者体内定居、分化，帮助患者恢复造血能力。骨髓移植包括同种异体骨髓移植和自体骨髓移植。脐血干细胞免疫原性较弱，来源方便，因此可作为免疫重建细胞来源，代替同种异体骨髓移植。
（高 义）
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