免疫学发展简史分三个时期:①经验免疫学时期(公元前400年〜18世纪末); ②免疫学科建立时期(19世纪〜1975 年);③现代免疫学时期(1975 年至今)一、经验免疫学时期(公元前 400 年〜18 世纪末)(一)天花的危害 天花是一种古老的、世界流行的烈性传染病,死亡率可高达 25%〜40%,我国民间早有“生了孩子算一半,得了天花才算全” 的说法患天花痊愈后留下永久的疤痕,但可获得终身免疫16 世纪由于西班牙殖民者侵略,将天花传播到美洲,墨西哥土 著人从 16 世纪初(1518 年)的 2000〜3000 万人到 16 世纪末减 少到 100 万人,阿茨特克帝国消亡16 世纪中期之后向南进发,在 美洲中部毁灭了玛雅与印加文明,随后又毁灭了秘鲁二)人痘苗接种 1.人痘苗接种实践: 中医称天花为“痘疮”,据史书记载人痘苗接种预防天花的方法 是在公元前约400年由我们中华民族的祖先建立的Zinsser微生 物学(1988):发明于中国2000 多年之前明庆隆年间(1567〜1572);16〜17 世纪人痘苗接种预防天 花已在全国普遍展开清康熙 27 年(1688)俄国曾派医生到北京 学习种痘技术。
并经丝绸之路东传至朝鲜、日本与东南亚国家,西传 至欧亚、北非与北美各国1700年传入英国/Momtagu夫人在英国积极推广人痘苗接种 中起了重要的作用1721〜1722 年天花在英国爆发流行期间,英国皇家学会在国 王的特许下,主持进行了用犯人与孤儿做人痘苗接种的试验,均获得 了成功,试验者无一人死于天花在此基础上,1722 年给英国威尔 士王子的两个女儿(一个 9 岁,一个 11 岁)也进行了人痘苗接种, 也都获得成功2.人痘苗接种意义:有三个方面: ①能有效预防天花② 在接种方法、痘苗的制备与保存建立了一整套完整的科学方 法,为以后疫苗的发展提供了丰富的经验与借鉴清代吴谦所著的《医宗金鉴•幼科种痘心法要旨》(1742年) 中介绍了四种接种法:痘衣法-痘浆法-旱苗法-水苗法并指出这 些方法的优劣:“水苗为上,旱苗次之,痘衣多不应验,痘浆太涉残 忍对痘苗保存指出:“若遇热则气泄,日久则气薄,触污秽则气不清,藏不洁则气不正,此蓄苗之法 “须贮新磁瓶内,上以物密覆 之,置之洁净之所,清凉之处痘苗有“时苗”与“熟苗”之分,开始采用的痘痂叫时苗,经人 体接种传代后制备的叫熟苗清代朱奕梁编著的《种痘心法》中写道: “其苗传种愈久,则药力之提拔愈清。
人工之选炼愈熟,火毒汰尽, 精气独存,所以万全而无害也若‘时苗'能连种七次,精加选炼, 则为‘熟苗',不可不知③ “以毒攻毒”的思想对防治疾病意义深远首届诺贝尔医学奖获得者贝林(Emil von Behring)深受“以 毒攻毒”这种观念的影响,开创了抗毒素免疫治疗的方法他说:“中 国人远在两千年前即知‘以毒攻毒'的医理,这是合乎现代科学的一 句古训!”(三)牛痘苗接种英国乡村医生琴纳(Edward Jenner)1798发明牛痘苗接种,1 804年传入中国牛痘接种预防天花既安全又有效,是一划时代的 发明他于1 796年9月1 7日给一个8岁男孩的右臂划痕接种了牛痘, 两天后男孩感到有些不适,可是很快就好了6周后再接种天花患者 的痘浆,未发生天花以后又继续试验,证实了牛痘苗接种预防天花 的作用于1798年公布了他的研究论文1979年10月26日世界卫生组织(WTO)宣布“天花已在全 世界被消灭”,牛痘接种预防天花起到了关键作用二、免疫学科建立时期(19世纪〜1975年)这个时期免疫学的研究主要以实验研究为基础开展的,是免疫学 系统形成,最终成为一门独立学科的阶段这个时期主要研究工作与 成就有以下几个方面。
一)抗传染免疫的研究1.病原菌的发现德国细菌学家郭霍(Robert Koch )于1881年发明了琼脂固体培 养基,彻底解决了分离培养纯菌种的这一重大技术问题,使得19世 纪末20世纪初成为细菌学研究的黄金时代,对人致病的绝大多数细 菌被发现,为抗传染免疫的研究奠定了基础2.减毒疫苗的研究法国科学家巴斯德(Louis Pasteur)应用不同的方法制成了多 种减毒活疫苗,用于动物与人传染病的预防,为疫苗的发展起到了承 前启后的作用:应用陈旧培养物制成了鸡霍乱减毒活疫苗(1880);通过高温(411〜431)培养制备出了炭疽减毒活疫苗(1881);经兔脑内连续传代制成了狂犬病减毒活疫苗(1884)3.抗毒素的发现与应用德国学者贝林(Emil van Behring )与日本学者北里 (Shibasaburo Kitasato)于1890年发现了白喉与破伤风抗毒素 动物实验中发现转输抗毒素血清能保护其它动物免除相应毒素的致 病作用1 89 1年贝林在德国柏林医院用白喉抗毒素成功的治愈了一名患 白喉的小女孩,开创了人工被动免疫疗法4.血清学的建立1896年奥地利学者格鲁伯(Max Gruber)与英国学者道汉姆 (Herbert Edward Durham)建立了凝集反应;1897年奥地利学者克罗斯(Rudolf Kraus)建立了沉淀反应;1898年比利时学者博德特(Jules Bordet)建立了补体结合试 验;这些试验随之在临床传染病诊断与检验中得到应用。
二) 抗原、抗体与其相互作用的研究1.抗原、抗体的发现19 世纪 80 年代发现许多细菌与蛋白质注射动物后,在动物的 血清与体液中出现有针对这些物质的反应物,从而将这些反应物称为 “抗体”,将注射物称为“抗原”,并发现它们之间的反应具有特异 性2.抗原结构与其特异性的研究奥地利科学家兰兹泰纳(Karl Landsteiner)从1914年开始用 半抗原(芳香族有机分子)-载体研究了抗原的特异性他于1900年发现了人类ABO血型3.抗体结构与其功能的研究 从1907年之后,许多研究人员已开始发现抗体的活性与血清球 蛋白有关1939年Tiselius与Kabat将经抗原沉淀去除抗体前后的动物 免疫血清,与沉淀分离出来的抗体经电泳鉴定,确定抗体属于Y-球蛋 白此后,有人进一步证明抗体主要存在于Y-球蛋白1959 年英国的 Porter 用木瓜蛋白酶水解法获得了具有抗体活 性的片段与可结晶的片段;1961年美国的Edelman用化学还原法证明抗体是由四条肽链 经二硫键连接组成的,其中两条链长两条链短1962年Porter提出了抗体分子(IgG)结构模式图1964年WTO专门委员会将抗体命名为Ig(immunoglobulin)。
从 20 世纪 60 年代后半期到 70 年代前半期对 Ig 分子进行了氨 基酸序列分析,揭示出Ig分子肽链存在有可变区、超变区与稳定区, 提出了同源功能区的概念这些研究从分子水平阐明了抗体的结构与 功能之间的关系此外,Marrack (1934, 1938)在假设抗原是多价与抗体至少 两价的基础上,提出了 “格子”(la tt ice)学说,合理地解释了体外 抗原抗体反应作用机制与反应现象三) 对免疫应答复杂性的认识1.超敏反应Jenner(1798)发现第二次接种牛痘苗的人,在接种的皮肤部 位可出现超敏反应现象1890 年 Koch 在结核杆菌感染的豚鼠的研究中发现了迟发型超 敏反应现象,并以他的名字命名为Koch现象1902年由Richet与Portier用海葵浸液给狗静脉注射,对速发 型超敏反应现象作了详细的研究当相隔数周第二次注射相同剂量的 海葵浸液后,狗出现了急性休克死亡现象,称之为无保护作用 (anaphylaxis)Otto (1907)证实将速发型超敏反应动物的血清给正常动物注 射,能转移超敏反应性1921年Prausnitz与Kdstner将引起速发型超敏反应的抗体 称为反应素(reagin)。
Zinsser(1925)首先提出了速发型与迟发型超敏反应的两型概 念Chase与Landsteiner (1942)对Koch现象进行了深入研究, 用致敏豚鼠血清给正常动物注射之后做结核菌素试验,没有出现反 应,当转输淋巴细胞后,结核菌素反应出现阳性由此证实了两型的 区别,逐步形成了现代细胞免疫的概念1958年Medawar证实移植排斥反应的机制与迟发型超敏反应 类似1963 年 Gell 与 Coombs 根据反应机制与临床表现提出了超敏 反应的四型分型方法1966年石板(Ishizaka)首先从豚草超敏患者血清中分离出了 IgE,从而揭示了反应素的本质2.自身免疫病Dona th与Lands teiner (1904)首先从阵发性寒冷血红蛋白 尿患者中发现了抗自身红细胞抗体Domeshek (1938)再次发现自身溶血性贫血时提出自身免疫 现象可能极为普遍自Coons (1942)建立荧光抗体检测技术后,自身抗体可引起 人类疾病被逐渐认识3.免疫耐受1945 年 Owen 发现天然免疫耐受现象:一对异卵双生小牛的体 内存在有两种不同血型的红细胞,互不排斥这是一个十分重要的发 现,向人们提出了在胚胎期接受异体抗原为什么不发生免疫应答而产 生免疫耐受这样一个在免疫学上十分重大的问题。
针对这一现象,澳大利亚学者Burnet与Finner(1949)从生 物学角度推测,自身识别并不是遗传决定的,而是在动物体胚胎阶段 由免疫系统学会的在免疫系统成熟之前接受外来抗原刺激将会导致 成年机体出现免疫耐受根据这一假说,英国学者 Medawar 与其同事(1953)将同种 异型脾细胞注入小鼠胚胎,待其出生长大之后接受供体品系小鼠的移 植皮肤,不发生排斥,从而证实了的 Burnet 推测自此,免疫学的研究方向开始发生根本转变,人们开始注意研究 免疫生物学问题了,标志着免疫学的发展开始走向成熟阶段四) 免疫学理论的成熟1.体液与细胞免疫学派的统一俄国的动物学家Metchnikoff (1884)在发现与研究白细胞吞 噬现象的基础上,提出了以吞噬细胞为中心的细胞免疫学说19 世纪80 年代抗体、补体与抗毒素的发现,以德国学者 Ehrlich 为代表提出了体液免疫学说1903 年 Wright 与 Douglas 发现补体能促进白细胞的吞噬作 用Neufeld与Rimpau(1904,1905)证明抗体也能增强白细胞 的吞噬作用Lurie(1942)证明来自免疫动物的巨噬细胞,在无抗体存在的 情况下,吞噬与杀灭结核杆菌的能力高于正常巨噬细胞。
2.抗体产生理论的成熟Ehrlich 首 先 ( 1898 , 1900 ) 提 出 了 抗 体 产 生 的 侧 链 (side-chain)学说他也是受体学说的首创者1930 年生物化学家 Haurowitz 等提出了模板学说或指令学说, 认为细胞以抗原为模板产生相应抗体1955 年 丹 麦 科 学 家 Jerne 提 出 了 自 然 选 择 ( natural seisetion)学说认为动物体有预先存在着少量具有各种特异性的 抗体,抗原进入机体选择相应的抗体结合,形成复合物,再转移到抗 体形成细胞上刺激产生特异性抗体Burnet于1957年系统提出了克隆选择(clonal selection)学说其主要要点是:① 体内存在有识别各种抗原的小淋巴细胞,每个细胞表面的抗原 受体只具单一特异性抗原受体(抗体)的多样性由某些随机遗传过 程产生的② 抗原进入机体选择结合具有相应受体的细胞,使之活化、克隆 扩增与分化或成熟,产生抗体③ 应答期间发生抗体基因体突变,高亲与。