免疫学和免疫学检验

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2、世纪的历史时期内，免疫一直被理解为机体的抗感 染能力，被描述为宿主对病原微生物的不同程度的不感受性。 20 世纪中期以后，免疫学的发展逐渐突破了抗感染研究的局限。事实上， 机体不仅是对微生物，而是对各种抗原都能够进行识别和排斥，以维持正常的生 命内环境。所以，免疫是机体识别和排斥抗原性异物的一种生理功能。 现代免疫学认为： 人体内存在一个负责免疫功能的完整的解剖系统棗免疫系 统，与神经和内分泌等其他系统一样，这个系统有着自身的运行机制并可与其他 系统相互配合、相互制约，共同维持机体在生命过程中总的生理平衡，具体表现 为以下几种生理功能。 1免疫防御（immunologicaldefence）指

3、机体排斥外源性抗原异物的能力。 这是动物藉以自净、不受外来物质干扰和保持物种纯洁的生理机制。这种功能一 是抗感染，即传统的免疫概念；二是排斥异种或同种异体的细胞和器官，这是器 官移植需要克服的主要障碍。这种能力低下时机体易出现免疫缺陷病，而过高时 易出现超敏反应性组织损伤。 2免疫自稳（immunololgicalhomeostasis）指机体识别和清除自身衰老残 损的组织、细胞的能力，这是机体藉以维持正常内环境稳定的重要机制。这种自 身稳定功能失调时易导致某些生理平衡的紊乱或者自身免疫病。 3 免疫监视(immunologicalsurveillance)指机体杀伤和清除异常突变细胞 的能力

4、，机体藉以监视和抑制恶性促瘤在体内生长。一旦功能低下，宿主易患恶 性肿瘤。 近几十年来，免疫学以其辉煌的成就令人瞩目，免疫学技术的优势有力地推 动了医学和生物学各领域的研究，并促进了临床医学的进步。目前，免疫学已经 成为医学和生物学领域的带头学科之一。 二、免疫学发展简史 与其他学科一样，免疫学也是随着社会的发展和科学的进步而逐渐发生、发 展和成熟的。免疫学的发展可分为原始、传统和现代三个时期。 1原始免疫学时期免疫学起源于中国。我国古代医师在医治天花的长期临 床实践中，发现康复后的天花患者及护理者，或穿过沾染患者痘痂的衣服的人不 再患天花，于是就大胆创用了将天花痂粉吹入正常人鼻孔的方法来预防

5、天花，这 是世界上最早的原始疫苗。 据考证， 这种人痘苗在唐代开元年间 （公元 713741 年）就已出现，至 10 世纪时已在民间广为流传，并逐渐传播到国外。 在约在 15 世纪，人痘苗法传到中东。当地人把鼻孔吹入法改良为皮内接种 法，免疫效果更加显著。1721 年，英国驻土耳其大使夫人 MaryMontagu 把这种 接种法传入英国，并且很快遍及欧洲。但是这种经验性的人痘苗虽然有一定免疫 效果，却不十分可靠，而且还有人工感染的危险，所以未能为人们普遍接受。 到了 18 世纪末，英格兰乡村医生 E.Jenner 从挤奶女工多患牛痘（一种轻型 的局部痘疹）、但不患天花的现象中得到启示，经过一系

6、列实验后，于 1798 年 成功地创制出牛痘苗， 并公开推行牛痘苗接种法。 这是世界上第一例成功的疫苗， 为人类最终战胜天花做出了不朽的贡献。但当时微生物学尚未发展起来，人们尚 不认识天花和牛痘的病原体，所以这种孤立的成功并未得到理论上的升华。此后 一个世纪内，免疫学一直停留在这种原始的经验状态。 2传统免疫学时期 19 世纪后期，微生物学的发展为免疫学的形成奠定了基 础。1880 年，法国微生物学家 L.Pasteur 偶然发现接种陈旧的鸡霍乱杆菌培养 物可使鸡免受毒性株的感染，转而成功地创制了炭疽杆菌减毒疫苗和狂犬病疫 苗，并开始了免疫机制的研究。1883 年，俄国动物学家 E.Metch

7、nikoff 发现了 白细胞的吞噬作用并提出了细胞免疫（cellularimmunity）学说。1890 年，德 国医师 E.vonBehring 和日本学者北里发现了白喉抗毒素。1894 年比利时血清学 家 J.Bordet 发现了补体。这此发现支持体液免疫（humoralimmunity）学说。两 种学派曾一度论战不休，直到 20 世纪初英国医师 A.Wright 发现了调理素，德国 学者 P.Ehrlich 提出侧链学说，才将两种学说统一起来。1901 年，“免疫学” 一词首先出现在IndexMedicus中，1916 年JournalofImmunology创刊。 作为一门学科，免疫学

8、至此才正式为人们所承认。 于此同时，研究抗原体反应的学问棗血清学（serology）也逐渐形成和发展 起来。 1896 年 H.Durham 等人发现了凝集反应， 1897 年 R.Kraus 发现了沉淀反应， 1900 年 K.Landsteiner 发现了人类 ABO 血型，J.Bordet 发现了补体结合反应。 这些实验逐渐在临床检验中得到应用。此后的几十年中，血清学研究代表了免疫 学发展的主流。 3现代免疫学时期 20 世纪中期以后，免疫学众多新发现频频向传统免疫学 观念挑战。1945 年 R.Owen 发现同卵双生的两只小牛的不同血型可以互相耐受， 1948 年 C.Snell 发现

9、了组织相容性抗原， 1953 年 R.Billingham 等人成功地进行 了人工耐受试验，1956 年 Witebsky 等人建立了自身免疫病动物模型。这些免疫 生物学现象迫使人们必须跳出抗感染的圈子， 甚至站在医学领域之外去看待免疫 学。 于是一个免疫学的新理论棗克隆选择学说 （cloneselectiontheory） 于 1958 年由澳大利亚学者 F.Burnet 提出。该学说认为：体内存在识别各种抗原的免疫 细胞克隆；抗原通过细胞受体选择相应的克隆重并使之活化和增殖，变成抗体产 生细胞和免疫记忆细胞；胚胎时期与抗原接触的免疫细胞可被破坏或抑制，称为 禁忌细胞株（forbiddenc

10、lone）；部分免疫细胞可因突变而与自身抗原起反应。 这个理论虽不十分完善，但解释了大部分免疫现象，为多数学者所接受并被后来 的实验所证明，可以说是一个划时代的免疫学理论。 嗣后，细胞免疫以一个崭新的面貌再度兴起。1956 年 B.Glick 发现了腔上 囊的作用，1961 年 J.Miller 发现了胸腺的功能，1966 年 H.Claman 等人区分出 B 细胞与 T 细胞，并且发现了它们的免疫协同作用，以后又相继发现了 T 细胞中 不同的亚群及其鉴定方法， 以及免疫细胞间朴素作用的机制和主要组织相容性复 合体限制性。 同时，体液免疫继续向纵深发展。自 40 年代初确认抗体是血清丙种球蛋白

11、 之后，1950 年 R.Porter 用蛋白酶水解获得了抗体的片段，G.Edelman 用化学断 裂法得到了抗体的多肽链，共同证明了抗体的分子结构；60 年代统一了免疫球 蛋白的分类和名称；1957 年 G.Khler 和 C.Milstein 等人用 B 细胞杂交瘤技术 制备出单克隆抗体；1978 年 S.Tonegawa 发现了免疫球蛋白的基因重排。 80 年代以来，众多的细胞因子相继被发现。对它们的受体、基因及其生物 活性的研究促进了分子免疫学的蓬勃发展，有人称之为“分子免疫学时期”，但 从理论上并未突破克隆重选择学说， 只是从技术手段上把免疫学研究推向一个新 水平。 三、免疫学的分支

12、学科 免疫学的发展日新月异，涉及的领域越来越广，学科分支也越来越细，主要 可分为基础免疫学和临床免疫学两大类。 （一）基础免疫学 基础免疫学（basicimmunology）是研究免疫系统组织结构、生理功能及其 调节的几个学科分支的统称。包括以下几个方面。 1 免疫生物学(immunobiology)是研究免疫系统组成、 免疫应答发生的机制、 类型及其调节的学科。 目前已经大体清楚民淋巴样细胞各类群和单核巨噬细胞的 发育过程、主要特征、免疫功能与检测方法，以及它们在免疫应答中识别与递呈 抗原、相互识别与协作的基本过程及机制。免疫生物学的成果可望能够对免疫应 答进行特异性的人工调节，克服超敏应答

13、对机体的损害，抑制器官移植的排斥反 应，使自身免疫病患者重近对自身抗原的免疫耐受状态。 2分子免疫学(molecularimmunology)是研究免疫分子及其受体的化学结 构、基因表达、生物活性及其检测的学科，免疫化学(immunochemistry)的大部 分内容可以包涵在这个学科中。免疫蛋白基因的研究、独特型抗体的发现、杂交瘤单克隆抗体技术的创立、基因工和抗体的制备、免疫细胞因子的进展等使得分 子免疫学成为整个免疫不中最活跃的一个分支。 从微观入手研究整体效应可望取 得意想不到的效果， 不久将会有更多的免疫分子应用到临床诊断和治疗以及疾病 预防中。 3免疫遗传学(immunogineti

14、cs)是从遗传学角度研究免疫应答发生及其调 控的学科。人类的免疫应答主要受控于人类白细胞抗原（HLA）基因组棗人的主 要组织相容性复合体（MHC），机体对某抗原是否产生应答、应答过程中免疫细 胞间的相互识别与合作、Tc 细胞的杀伤活性等都受 MHC 的限制。器官移植排斥 反应和某些变态反应都与 MHC 有关；MHC 还与多种疾病、与母胎关系和衰老等多 种临床和生物学现象关联。免疫遗传学的研究正日益受到重视，许多免疫学上的 难题可望从遗传学方面找到答案。 4免疫病理学(immunopathology)是研究免疫相关疾病的发生、发展和转归 及其机制的学科，是基础免疫研究通向临床医学的桥梁。目前对免

15、疫炎症的发生 机制已经基本了解，过去许多原因不明、机制不清的疾病都已证明是自身免疫病 或免疫相关性疾病。这些成果为有关疾病的诊断和治疗提供了理论基础。另外， 免疫系统本身的异常，例如免疫缺陷病（包括艾滋病）和免疫增殖病等，也都等 到了较为深入的研究。 （二）临床免疫学 临床免疫学(clinicalimmunology)是利用免疫学理论与技术研究疾病的机 制、诊断、治疗和预防的多个分支学科的总称。 1感染免疫学（infectionimmunology）是研究病原生物与宿主相互关系从 而控制感染的学科，是传统免疫学的核心。现在已经对大多数传染病的诊断和治 疗建立了一系列的方法，尤其是在预防传染病方

16、法取得了辉煌的成就。传染与免 疫的研究进展将为人类最终战胜传染病做出巨大的贡献。 2 移植免疫学(transplantationimmunology)是研究移植物与宿主相互关系 从而选择移植物和延长移植物存活的学科。 目前已经能够通过检测 HLA 或其基因 的办法来选择移植物，并且可以通过一定的免疫学方法延缓排斥反应的发生；移 植器官的长期存活最终还要依赖移植免疫的研究。 3肿瘤免疫学(oncoimmunology)是研究肿瘤与宿主的免疫相关性及其实验 诊断和生物治疗的学科。免疫系统有免疫监督功能，这种功能的降低与宿主发生 肿瘤有很大的相关性，有关这方面的研究尚未取得实用性成果；但肿瘤的免疫诊 断方法已经广泛地用于临床，免疫治疗的研究也取得了令人瞩目的进展。 4免疫性疾病(immunologicdiseases)包括变态反应病、自身免疫病、免疫 缺陷病和免疫增殖病等，是各种原因引起的机体免疫应答异常所致的疾病。现大 已经明确了许多免疫性疾病的发病机制和诊断方法， 但对多数这类疾病的治疗和 预防尚需进一步深入研究。 此外，尚有免疫药理学(immu