分子免疫學

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分子免疫學 (molecular immunology)是免疫學的一個分支學科。它利用現代生物化學技術研究免疫分子的結構和功能。自從E.A.von貝林和北里柴三郎(1890)發現抗毒素並應用於臨床治療、J.博爾代(1895)發現補體並建立補體結合反應以後,就建立了抗原抗體的概念和血清學的實驗方法。這不僅對醫學產生了極大的推動作用,而且引導人們進一步去探索抗原、抗體、補體的理化性質以及抗原抗體反應特異性基礎,逐步形成兔疫化學的研究範圍。

目 錄1簡介

2歷史

3酶聯免疫吸附實驗

4免疫組織化學技術

5免疫蛋白

6免疫耐受

1簡介由於物理、化學,特別是生物化學發展和實驗技術的不斷提高免疫化學得以突飛猛進,並達到分子水 分子免疫學

平。又由於血清蛋白電泳、凝膠擴散免疫電泳等技術的推廣,已經建立了分離和純化抗體的方法,發現了抗體的不均一性。20世紀50年代以後,在單克隆免疫球蛋白血症(如骨髓瘤巨球蛋白血症)患者血液中和本周蛋白陽性者的尿中,發現了均一性骨髓瘤球蛋白,為球蛋白分子結構的研究提供了理想的材料。這些蛋白性質均一、含量多、易於分離和純化,可以利用近代蛋白質分離技術和免疫化學技術進行研究。近20年來,人們已經從分子水平上了解免疫球蛋白的一級結構、肽鏈組成、立體構型和各功能區的功能等,並在研究抗體多樣性獨特型遺傳起源方面取得重大進展。 另外,對抗原的研究也取得很大的成績,如已能從微生物中提取各種保護性抗原製備化學疫苗。在細胞抗原方面,也已弄清紅細胞血型抗原的化學組成;對組織相容性複合體(MHC)產物,特別是對小鼠H-2抗原和人白血細胞抗原 (HLA)的分離純化和化學分析都取得了顯著的進展;對人的腫瘤相關抗原甲胎蛋白(α-FP)癌胚抗原 (CEA)的提取和純化均已成功。由於在分子水平上了解抗原和抗體,對抗原抗體反應的特異性就有了進一步的認識。在這方面起決定性作用的是構型的互補性:對線性抗原來說,抗原決定簇的一級結構比較重要;而對球形抗原來說,抗原決定簇的立體結構比較重要。

在對補體的研究方面,分子免疫學也有突出的成就,如人們已經能夠分離和提取補體系統的各個成分,分析某些補體成分的分子結構和氨基酸序列。對調控免疫應答的其他生物學活性因子 (如淋巴因子胸腺因子、轉移因子免疫核糖核酸等)的分離和理化性質的研究,也都取得顯著的進展。

2歷史儘管免疫學是近年才確立的一門新學科,但其發展歷史可追溯到很久以前.在約兩千年前古代人們就了解到長 分子免疫學與臨床

期接觸某種傳染病的人對該病有抵抗力,並陸續在實踐基礎上開始了應用免疫學方法預防傳染病的偉大創舉,作為成果之一是在1980年從地球上消滅了曾令人類極為恐怖的天花瘟疫.

1979年10月26日:世界衛生組織宣布天花病被消滅

1980年:全球消滅天花證實委員會要求各國停止預防天花的免疫種痘.

人類廣泛應用免疫學方法防治的第一種病是天花,據文獻追記最早在唐朝我國民間已利用人痘苗來防治;11世紀(宋真宗時)宰相王旦就曾接請人給兒子王素種過人痘. 到16世紀初(明隆慶時),我國醫生已廣泛用天花的干痂(人痘)作為免疫原,成功預防了天花,但其術仍為醫家秘傳.清康熙時(1662-1722),醫家朱純嘏公開了種痘術(1713),其後有關技術才廣為人知,傳播於天下,並很快傳入歐洲,啟發後人發明了牛痘.

3酶聯免疫吸附實驗1971年Engvall和Perlmann發表了酶聯免疫吸附劑測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 分子免疫學

用於IgG定量測定的文章,使得1966年開始用於抗原定位的酶標抗體技術發展成液體標本中微量物質的測定方法。這一方法的基本原理是:①使抗原或抗體結合到某種固相載體表面,並保持其免疫活性。②使抗原或抗體與某種酶連接成酶標抗原或抗體,這種酶標抗原或抗體既保留其免疫活性,又保留酶的活性。 在測定時,把受檢標本(測定其中的抗體或抗原)和酶標抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應。用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體複合物與其他物質分開,最後結合在固相載體上的酶量與標本中受檢物質的量成一定的比例。加入酶反應的底物后,底物被酶催化變為有色產物,產物的量與標本中受檢物質的量直接相關,故可根據顏色反應的深淺刊物定性或定量分析。由於酶的催化頻率很高,故可極大地地放大反應效果,從而使測定方法達到很高的敏感度。

4免疫組織化學技術免疫組織化學又稱免疫細胞化學,是指帶顯色劑標記的特異性抗體在組織細胞原位通過抗原抗體反應和組織化學的呈色反應,對相應抗原進行定性、定位、定量測定的一項新技術。它把免疫反應的特異性、組織化學的可見性巧妙地結合起來,借助顯微鏡(包括熒光顯微鏡、電子顯微鏡)的顯像和放大作用,在細胞、亞細胞水平檢測各種抗原物質(如蛋白質、多肽、酶、激素病原體以及受體等)。

免疫組化技術近年來得到迅速發展。50年代還僅限於免疫熒光技術,50年代以後逐漸發展建立起高度敏感,且更為實用的免疫酶技術

5免疫球蛋白一、免疫球蛋白的基本結構 分子免疫學

四肽鏈結構 所有Ig的基本單位都是四條肽鏈的對稱結構。兩條重鏈(H)和兩條輕鏈(L)。每條重鏈和輕鏈分為氨基端和羧基端。 人類Ig根據其重鏈穩定區的分子結構和抗原特異性的不同,分為五類:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,其重鏈分別為:γ、α、μ、δ、ε

輕鏈可分為兩型:κ、λ型

可變區根據氨基酸排列順序的不同分為可變區(V)和恆定區(C)。 比較不同抗體V區的氨基酸序列,發現VH和VL各有3個區域的氨基酸組成和排列順序特別易變化,這些區域稱為高變區。三個高變區共同組成Ig的抗原結合部位,該部位也稱為互補性決定區

恆定區重鏈和輕鏈的C區分別稱為CH和CL,不同類Ig的重鏈CH長度不一,同一種屬動物中,同一類別Ig分子C區氨基酸的組成和排列順序比較恆定。

鉸鏈區位於CH1與CH2之間,含有豐富的脯氨酸,因此易伸展彎曲,而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解

6免疫耐受免疫耐受是機體對抗原刺激表現為「免疫不應答」的現象,免疫耐受具有免疫特異性,自身耐受可以避免自身免疫病的發生,後天接觸抗原導致的免疫耐受,適宜的抗原刺激,可產生特異性免疫應答,不適宜的抗原量,特殊的Ag表位及Ag表位的變異,均會導致免疫耐受,T細胞活化缺乏第二信號;缺乏生長分化因子,使T細胞克隆不能擴增,可導致免疫耐受

相關文獻HIE患兒血清IL-8 IL-18及脂聯素水平變化的臨床意義-浙江臨床醫學-2012年 第11期 (2)

淫羊藿苷對ConA誘導的小鼠肝臟損傷保護機理的研究-中國免疫學雜誌-2012年 第10期 (4)

流式細胞術臨床檢驗中的應用-中日友好醫院學報-2012年 第5期 (4)

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1簡介由於物理、化學,特別是生物化學的發展和實驗技術的不斷提高,免疫化學得以突飛猛進,並達到分子水 分子免疫學

平。又由於血清蛋白電泳、凝膠擴散和免疫電泳等技術的推廣,已經建立了分離和純化抗體的方法,發現了抗體的不均一性。20世紀50年代以後,在單克隆免疫球蛋白血症(如骨髓瘤、巨球蛋白血症)患者的血液中和本周蛋白陽性者的尿中,發現了均一性骨髓瘤球蛋白,為球蛋白分子結構的研究提供了理想的材料。這些蛋白性質均一、含量多、易於分離和純化,可以利用近代蛋白質分離技術和免疫化學技術進行研究。近20年來,人們已經從分子水平上了解免疫球蛋白的一級結構、肽鏈組成、立體構型和各功能區的功能等,並在研究抗體多樣性與獨特型的遺傳起源方面取得重大進展。 另外,對抗原的研究也取得很大的成績,如已能從微生物中提取各種保護性抗原製備化學疫苗。在細胞抗原方面,也已弄清紅細胞血型抗原的化學組成;對組織相容性複合體(MHC)產物,特別是對小鼠H-2抗原和人白血細胞抗原 (HLA)的分離純化和化學分析都取得了顯著的進展;對人的腫瘤相關抗原如甲胎蛋白(α-FP)癌胚抗原 (CEA)的提取和純化均已成功。由於在分子水平上了解抗原和抗體,對抗原抗體反應的特異性就有了進一步的認識。在這方面起決定性作用的是構型的互補性:對線性抗原來說,抗原決定簇的一級結構比較重要;而對球形抗原來說,抗原決定簇的立體結構比較重要。

在對補體的研究方面,分子免疫學也有突出的成就,如人們已經能夠分離和提取補體系統的各個成分,分析某些補體成分的分子結構和氨基酸序列。對調控免疫應答的其他生物學活性因子 (如淋巴因子、胸腺因子、轉移因子和免疫核糖核酸等)的分離和理化性質的研究,也都取得顯著的進展。

2歷史儘管免疫學是近年才確立的一門新學科,但其發展歷史可追溯到很久以前.在約兩千年前古代人們就了解到長 分子免疫學與臨床

期接觸某種傳染病的人對該病有抵抗力,並陸續在實踐基礎上開始了應用免疫學方法預防傳染病的偉大創舉,作為成果之一是在1980年從地球上消滅了曾令人類極為恐怖的天花瘟疫.

1979年10月26日:世界衛生組織宣布天花病被消滅

1980年:全球消滅天花證實委員會要求各國停止預防天花的免疫種痘.

人類廣泛應用免疫學方法防治的第一種病是天花,據文獻追記最早在唐朝我國民間已利用人痘苗來防治;11世紀(宋真宗時)宰相王旦就曾接請人給兒子王素種過人痘. 到16世紀初(明隆慶時),我國醫生已廣泛用天花的干痂(人痘)作為免疫原,成功預防了天花,但其術仍為醫家秘傳.清康熙時(1662-1722),醫家朱純嘏公開了種痘術(1713),其後有關技術才廣為人知,傳播於天下,並很快傳入歐洲,啟發後人發明了牛痘.

3酶聯免疫吸附實驗1971年Engvall和Perlmann發表了酶聯免疫吸附劑測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 分子免疫學

用於IgG定量測定的文章,使得1966年開始用於抗原定位的酶標抗體技術發展成液體標本中微量物質的測定方法。這一方法的基本原理是:①使抗原或抗體結合到某種固相載體表面,並保持其免疫活性。②使抗原或抗體與某種酶連接成酶標抗原或抗體,這種酶標抗原或抗體既保留其免疫活性,又保留酶的活性。 在測定時,把受檢標本(測定其中的抗體或抗原)和酶標抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應。用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體複合物與其他物質分開,最後結合在固相載體上的酶量與標本中受檢物質的量成一定的比例。加入酶反應的底物后,底物被酶催化變為有色產物,產物的量與標本中受檢物質的量直接相關,故可根據顏色反應的深淺刊物定性或定量分析。由於酶的催化頻率很高,故可極大地地放大反應效果,從而使測定方法達到很高的敏感度。

4免疫組織化學技術免疫組織化學又稱免疫細胞化學,是指帶顯色劑標記的特異性抗體在組織細胞原位通過抗原抗體反應和組織化學的呈色反應,對相應抗原進行定性、定位、定量測定的一項新技術。它把免疫反應的特異性、組織化學的可見性巧妙地結合起來,借助顯微鏡(包括熒光顯微鏡、電子顯微鏡)的顯像和放大作用,在細胞、亞細胞水平檢測各種抗原物質(如蛋白質、多肽、酶、激素、病原體以及受體等)。

免疫組化技術近年來得到迅速發展。50年代還僅限於免疫熒光技術,50年代以後逐漸發展建立起高度敏感,且更為實用的免疫酶技術。

5免疫球蛋白一、免疫球蛋白的基本結構 分子免疫學

四肽鏈結構 所有Ig的基本單位都是四條肽鏈的對稱結構。兩條重鏈(H)和兩條輕鏈(L)。每條重鏈和輕鏈分為氨基端和羧基端。 人類Ig根據其重鏈穩定區的分子結構和抗原特異性的不同,分為五類:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,其重鏈分別為:γ、α、μ、δ、ε

輕鏈可分為兩型:κ、λ型

可變區根據氨基酸排列順序的不同分為可變區(V)和恆定區(C)。 比較不同抗體V區的氨基酸序列,發現VH和VL各有3個區域的氨基酸組成和排列順序特別易變化,這些區域稱為高變區。三個高變區共同組成Ig的抗原結合部位,該部位也稱為互補性決定區

恆定區重鏈和輕鏈的C區分別稱為CH和CL,不同類Ig的重鏈CH長度不一,同一種屬動物中,同一類別Ig分子C區氨基酸的組成和排列順序比較恆定。

鉸鏈區位於CH1與CH2之間,含有豐富的脯氨酸,因此易伸展彎曲,而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。

6免疫耐受免疫耐受是機體對抗原刺激表現為「免疫不應答」的現象,免疫耐受具有免疫特異性,自身耐受可以避免自身免疫病的發生,後天接觸抗原導致的免疫耐受,適宜的抗原刺激,可產生特異性免疫應答,不適宜的抗原量,特殊的Ag表位及Ag表位的變異,均會導致免疫耐受,T細胞活化缺乏第二信號;缺乏生長及分化因子,使T細胞克隆不能擴增,可導致免疫耐受