第八章 免疫学应用
学 习 目 标
1．比较人工主动免疫和人工被动免疫的特点。
2．简述人工主动免疫制品和被动免疫制品的种类。
3．简述免疫学诊断的基本方法。
第一节 免疫学防治
免疫学防治的基本原理是应用抗原、免疫分子、免疫细胞及药物等调节机体免疫系统功能，预防和治疗疾病。根据机体产生免疫力机制的不同，免疫学防治分为人工主动免疫、人工被动免疫、过继免疫治疗、免疫增强或抑制法。
一、人工主动免疫
人工主动免疫是给机体输入抗原，诱导机体产生抗体或效应性淋巴细胞，获得特异性免疫力的方法。其特点是产生免疫力慢，一旦建立可维持较长时间。国际上通常把细菌性制剂、病毒性制剂以及类毒素统称为疫苗。
1．死疫苗 即灭活疫苗，是用物理或化学方法，将免疫原性较强的病原体灭活后制成。其特点是用量大，需要反复多次接种，免疫效果有一定局限性，主要诱导特异性抗体产生。常用的灭活疫苗有伤寒、百日咳、霍乱、钩端螺旋体病、狂犬病、乙型脑炎疫苗等。
2．减毒活疫苗 是从反复传代培养的病原体中筛选毒力减弱或无毒力的活菌制成。其特点是疫苗进入体内后类似于隐性感染或轻症感染，可在体内繁殖，一般只接种一次，免疫效果持久，但不易保存。常用的制剂有卡介苗、麻疹活疫苗、脊髓灰质炎活疫苗等。
表8－1 死疫苗与活疫苗的比较
3．类毒素 是将细菌外毒素经甲醛处理后，使其毒力丧失但保留免疫原性后制成。接种后能诱导机体产生抗毒素。常用制剂有破伤风类毒素和白喉类毒素。
4．新型疫苗
(1)亚单位疫苗 是提取病原体的有效抗原成分后制成。其特点是安全有效，但免疫原性较弱。例如，乙型肝炎病毒表面抗原亚单位疫苗，脑膜炎奈瑟菌和肺炎链球菌的荚膜多糖疫苗。
(2)基因工程疫苗 基因工程疫苗又称DNA重组疫苗，包括重组抗原疫苗、重组载体疫苗等。重组抗原疫苗是根据抗原肽氨基酸序列，利用重组DNA技术，设计和合成只含保护性抗原肽的纯化疫苗。重组载体疫苗是将有效抗原基因插入特定载体，如减毒病毒株，接种机体后，随疫苗株在体内增殖而表达相应抗原。
二、人工被动免疫
人工被动免疫是直接给机体注射含特异性抗体的免疫血清或细胞因子制剂，治疗或紧急预防疾病发生。其特点是输注后机体立即获得免疫力。常用的被动免疫制剂有以下几种。
1．抗毒素 抗毒素是用类毒素免疫动物而制备的免疫血清，又称为抗毒素血清，如破伤风抗毒素、白喉抗毒素。
2．人丙种球蛋白制剂 人丙种球蛋白制剂是从大量混合血浆或胎盘血中分离制成的免疫球蛋白浓缩剂。前者称为血清丙种球蛋白制剂，后者称为胎盘丙种球蛋白制剂，主要用于预防传染性肝炎、麻疹、脊髓灰质炎等病毒性疾病。
3．单克隆抗体制剂 单克隆抗体是通过杂交瘤技术生产的第二代抗体。如将抗瘤药物、放射性核素以及毒素等细胞毒性物质与特异性抗肿瘤单抗偶联成“生物导弹”，可特异性杀伤肿瘤细胞。
4．基因工程抗体制剂 基因工程抗体是在基因水平上对抗体分子进行切割、拼接或修饰甚至人工合成目的基因导入宿主菌进行表达。如嵌合抗体、人源化抗体、小分子抗体等，它们具有分子小、穿透力强、免疫原性低、容易进入局部组织等优点。
5．细胞因子制剂 细胞因子制剂为新型的免疫治疗剂。如IFN－γ、IFN－α、IL－2、G－CSF、GM－CSF等。
表8－2 人工主动免疫与人工被动免疫的比较
三、过继免疫治疗
过继免疫治疗是指取自体免疫效应细胞经体外激活、增殖后回输给病人，直接杀伤肿瘤细胞或激发机体抗肿瘤的免疫治疗方法。如输注肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)或淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)等。
四、免疫增强剂和免疫抑制剂
(一)免疫增强剂
免疫增强剂可通过不同方式增强、促进或调节机体的免疫功能。一般用于治疗免疫功能低下的疾病。
1．微生物及其产物 卡介苗(BCG)、短小棒状杆菌等可活化巨噬细胞，增强NK细胞和T细胞的活性，分泌多种细胞因子，从而非特异性增强机体的免疫功能，广泛应用于抗肿瘤和抗感染的治疗。
2．转移因子 转移因子是致敏淋巴细胞经反复冻融、超滤获得的产物，主要成分是低分子多核苷酸和多肽，用于治疗某些病毒及真菌感染、恶性肿瘤、免疫缺陷病等细胞免疫功能低下的疾病。
3．免疫核糖核酸 免疫核糖核酸是从康复的肿瘤病人淋巴细胞，也可从肿瘤细胞或微生物抗原免疫的动物脾、淋巴结的淋巴细胞中提取。它可诱导正常淋巴细胞转化为致敏淋巴细胞，用于治疗肿瘤和某些病毒、真菌或细菌的慢性感染。
4．多糖类物质 多种植物多糖成分(香菇多糖、灵芝多糖、枸杞多糖等)可促进淋巴细胞增殖及细胞因子产生，可用于传染病和肿瘤的辅助治疗。
5．化学合成药物 具有代表性的是左旋咪唑，原为驱虫剂，后来发现对免疫功能低下者具有明显的免疫增强作用，主要用于免疫功能低下导致的慢性反复感染者的辅助治疗。另外，西咪替丁、异丙肌苷等也可增强免疫功能，用于抗病毒的辅助治疗。
(二)免疫抑制剂
免疫抑制剂可抑制免疫应答的不同环节从而抑制机体的免疫效应，多用于移植排斥反应、自身免疫病和超敏反应等疾病的治疗。
1．糖皮质激素 糖皮质激素具有明显的抗炎和免疫抑制作用，是临床上应用最早、最广泛的抗炎药物，常用于治疗炎症、各型超敏反应和器官移植排斥反应等疾病。
2．化学合成药物 环磷酰胺、硫唑嘌呤、甲氨蝶呤等抗肿瘤药物均为有效的免疫抑制剂，可用于治疗自身免疫病、移植排斥反应和肿瘤等疾病。
3．微生物制剂 环孢素A和FK－506是真菌代谢产物的提取物。环孢素A(CsA)可选择性抑制T细胞，主要用于防治移植排斥反应，是目前临床首选药物。FK－506抑制T细胞的作用比环孢素A强数十倍至数百倍，主要用于治疗移植排斥反应和顽固性自身免疫性疾病。
4．中草药 如雷公藤、汉防己等均具有免疫抑制作用。雷公藤的作用特点是对细胞免疫和体液免疫均有抑制作用，可用于治疗移植排斥反应和多种自身免疫性疾病。
第二节 免疫学诊断
一、抗原抗体反应
(一)抗原抗体反应的原理及特点
抗原抗体反应是指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应，在体外一定条件下可出现肉眼可见的现象，其特异性结合是基于两种分子间的结构互补性与亲和性。据此，可用已知抗原检测未知抗体，或用已知抗体检测未知抗原。因为抗体主要存在于血清中，并且临床上标本多用血清，所以体外抗原抗体反应亦称为血清学反应。
抗原抗体反应具有特异性、比例性、可逆性和阶段性等特点，并受电解质、温度及酸碱度等外界因素的影响。
(二)抗原抗体反应的常见类型
1．凝集反应 颗粒性抗原(如细菌、细胞)或表面覆盖抗原(或抗体)的颗粒状物质(如聚苯乙烯胶乳、红细胞等)，在一定条件下与相应抗体(或抗原)结合形成凝集团块，称为凝集反应。凝集反应既可定性检测，又可以进行半定量检测，即将标本作一系列倍比稀释后进行反应，以出现阳性反应的最高稀释度作为效价(或滴度)。
(1)直接凝集反应 细菌、螺旋体和红细胞等颗粒性抗原，在适当电解质参与下可直接与相应抗体结合出现凝集，称为直接凝集反应。方法有两种:①玻片凝集试验，为定性试验，用于菌种的诊断、分型及红细胞(ABO)血型的鉴定;②试管凝集试验，为半定量试验方法，常用已知细菌作为抗原与一系列稀释的受检血清混合，以产生明显凝集现象的最高稀释度作为血清中抗体的效价。临床中常用的有肥达反应和输血时的交叉配血试验。
(2)间接凝集反应 将可溶性抗原(或抗体)先吸附在适当大小的载体颗粒(如胶乳颗粒、人O型红细胞)表面，再与相应抗体(或抗原)作用，在一定条件下可出现特异性凝集现象，称为间接凝集反应或被动凝集反应。常用的间接凝集反应有:①正向间接凝集试验(图8－1)，用抗原致敏载体以检测标本中相应抗体，如测定类风湿因子(RF);②反向间接凝集试验(图8－2)，用抗体致敏载体以检测标本中相应抗原，如测定乙型肝炎病毒的HBsAg;③间接凝集抑制试验，诊断试剂为抗原致敏的载体颗粒及相应的抗体，用于检测标本中是否存在与致敏抗原相同的抗原，如测定尿液中的HCG。
图8－1 间接凝集试验示意图
图8－2 反向间接凝集试验示意图
2．沉淀反应 可溶性抗原与相应抗体结合，在合适条件下形成可见的沉淀现象，称为沉淀反应。
(1)单向琼脂扩散试验 方法是将抗体混入加热溶解的琼脂中，制成含有抗体的琼脂板，将待检抗原材料加入琼脂板的小孔内，抗原向四周的琼脂中扩散，与抗体相遇并比例适宜时可形成以小孔为中心的圆形沉淀圈，其直径与加入的抗原浓度呈正相关。常用于定量测定血清IgG、IgM、IgA和C3的含量。
(2)免疫比浊法 当已知抗体的浓度远高于待检可溶性抗原时，即可形成一些肉眼看不见的相对分子质量小的免疫复合物。它可使通过的光束发生散射或透射光强度改变，随着加入的抗原增多，形成的免疫复合物也增多，散射光强度增加或透射光强度减少。利用光散射浊度计或分光光度计测量液体的浊度，就可推算样品中的抗原含量。本法敏感、快速简便，可用于定量测定免疫球蛋白的浓度。
3．免疫标记技术 用荧光物质、放射性核素、酶或胶体金等标记抗体或抗原，检测未知的抗原或抗体，是目前广泛应用的敏感、可靠的方法。
(1)酶免疫测定 酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunoadsorbent assay，ELISA)是酶免疫测定中应用最广泛的检测方法。常用的方法类型有:①双抗体夹心法，将已知的特异性抗体包被在固相载体上，加入待检标本，标本中的抗原可与载体上的抗体结合，洗涤后加入该抗原的酶标记抗体，洗去未结合的酶标记抗体，加底物显色，根据颜色的光密度计算出标本中抗原的含量(图8－3);②间接法，将已知特异性抗原包被载体，加入待检标本，再加入酶标抗抗体，加底物显色后，根据颜色的光密度计算出标本中抗体的含量。
图8－3 酶联免疫吸附试验原理
(2)荧光免疫显微技术 它是用荧光素标记的抗体(或抗抗体)与标本中相应抗原(或抗体)特异性结合的方法，可进行定位或定性检查抗原。免疫荧光显微技术在细菌、病毒、螺旋体感染的疾病诊断方面有广泛的用途。
(3)放射免疫分析法 应用放射性核素标记抗原与待检的抗原竞争结合限量的相应抗体，通过测定抗原抗体复合物的放射活性判断结果。本方法可进行超微量分析，应用范围广泛，包括多种激素、维生素、药物、IgE等的测定。
二、淋巴细胞的检测
(一)T淋巴细胞数量及功能的检测
1．T细胞特异性抗原检测 人T细胞表面具有较特异的抗原成分CD3、CD4、CD8，分别用小鼠抗CD3、CD4和CD8的单克隆抗体作为第一抗体与细胞结合，再用荧光素标记的兔抗小鼠IgG的抗体作为第二抗体进行间接免疫荧光染色，用荧光显微镜或流式细胞仪检测T细胞数量。正常人外周血中CD3+细胞占淋巴细胞总数的65%～70%，CD4+细胞与CD8+细胞的比值约为2∶1。
2．淋巴细胞转化试验 有丝分裂原或特异性抗原可在体外引起淋巴细胞增殖，根据其转化程度可测定细胞免疫的功能和水平，这类方法称为淋巴细胞转化试验，是临床上常用的一种细胞免疫功能的检测指标。刺激物以PHA应用最为广泛，正常人外周血淋转率为65%～70%。
3．皮肤试验 通常用特异性抗原(结核菌素、链激酶－链道酶等)和非特异性抗原(PHA)注入皮内。正常机体对某种抗原建立了细胞免疫后，如用相同抗原做皮肤试验时，常出现阳性的Ⅳ型超敏反应。细胞免疫功能低下者，反应微弱或阴性。此法临床上较常用。
(二)B细胞数量及功能的检测
1．间接荧光法 成熟B细胞表面具有特异性的Sm Ig，用异硫氰酸荧光素(FITC)标记的兔抗人免疫球蛋白做直接荧光法染色或用流式细胞仪检测，显荧光的细胞为B细胞。正常人外周血中Sm Ig+细胞占淋巴细胞总数的10%～15%。
2．溶血空斑试验 是体外检查B细胞产生免疫球蛋白功能的一种方法，主要用于测定药物和手术等因素对体液免疫功能的影响，评价免疫治疗或免疫重建后机体产生抗体的能力。
小 结
用人工免疫的方法可使机体获得特异性免疫，常用的制剂是疫苗和抗体制剂。常规疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗和类毒素。减毒活疫苗效果优于灭活疫苗。近年来发展的新型疫苗有亚单位疫苗、合成肽疫苗以及基因工程疫苗。疫苗不仅用于防病，还可用于治病。
抗原与抗体能特异性结合，这一关系被用于多种检测方法中。根据抗原的性质可将抗原抗体反应分为凝集反应和沉淀反应，采用免疫标记技术具有灵敏性高，能定性、定量等优点，应用十分广泛。
(丁 丽)
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