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免疫學(xué)技術(shù)的發(fā)展史及概論 一、免疫學(xué)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期 二、經(jīng)典免疫學(xué)時(shí)期 1牛痘苗的發(fā)現(xiàn) 2減毒疫苗的發(fā)明 3抗毒素的發(fā)現(xiàn) 4補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn) 5血清學(xué)方法的建立 6免疫化學(xué)的研究 7抗體生成理論 三、近代免疫學(xué)時(shí)期 1細(xì)胞轉(zhuǎn)移遲發(fā)型超敏反應(yīng)的成功 2免疫耐受現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 3抗體生成克隆選擇 四、現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)期 1 20世紀(jì) 60年代的重要發(fā)現(xiàn) 2 20世紀(jì) 70年代的重要發(fā)現(xiàn) 3 20世紀(jì) 80年代的重要發(fā)現(xiàn) 4 20世紀(jì) 90年代的重要發(fā)現(xiàn) 一、免疫學(xué)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期 對(duì)人體免疫功能的認(rèn)識(shí)首先從抗感染免疫開始。我國醫(yī)學(xué)家通過對(duì)天花病長期臨床實(shí)踐 過程中，對(duì)天花病的預(yù)防積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并創(chuàng)造性地發(fā)明了用人痘苗預(yù)防天花病的方法。 這在天花病毒發(fā)現(xiàn)之前，在醫(yī)學(xué)科學(xué)尚未發(fā)展之時(shí)，實(shí)是一項(xiàng)偉大貢獻(xiàn)，也是認(rèn)識(shí)機(jī)體免疫性的開端。
“以毒攻毒 ”-人痘接種
人痘法始于何時(shí)說法不一，但據(jù)我國醫(yī)書考證，認(rèn)為人痘法的文字記載見于宋真宗時(shí)代，即公元 11世紀(jì)。但大量醫(yī)書證明我國直到明代隆慶年間即公元 16世紀(jì)，人痘法才有重大改進(jìn)。在《種痘心法》中記載有時(shí)苗和種苗之分，并認(rèn)為后者更為安全可靠。在清代，即公元 17世紀(jì)已在我國推廣應(yīng)用。在 17世紀(jì)，不但我國實(shí)行人痘苗預(yù)防天花，而且也引起鄰國的注意，并很快傳入了俄國、朝鮮、日本、土耳其和英國等國家。公元 17世紀(jì) 70年代,人痘法已經(jīng)有正式的史實(shí)記載. 無疑，人痘法為以后英國醫(yī)生 Jenner發(fā)明牛痘苗和法國疫學(xué)家 Pasteur發(fā)明減毒疫苗都提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。 二、經(jīng)典免疫學(xué)時(shí)期 1. 牛痘苗的發(fā)明 繼人痘苗之后，免疫學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展首推牛痘苗的發(fā)明。它不但彌補(bǔ)了人痘苗的不足，并且可在實(shí)驗(yàn)室大量生產(chǎn)，于 1804年傳入我國后很快代替了人痘苗。 牛痘苗的發(fā)明應(yīng)歸功于英國醫(yī)生 Jenner，他觀察到擠奶女工在患過牛痘后不易得天花病的事實(shí)，通過對(duì)牛痘苗人體的長期實(shí)驗(yàn)，確證接種牛痘苗后可預(yù)防天花，并對(duì)人體無害。在 1798年發(fā)表了他的牛痘苗著作，為人類傳染病的預(yù)防開創(chuàng)了人工免疫的先聲。 Edward Jenner (1749-1822年) 1749年 5月 17日出生在英國西部 Giouce Stersbire，13歲在 Sodbury學(xué)醫(yī) 8年，1792年榮獲 ST．Andrew醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。1796年 5月 14日他成功地完成了一次舉世聞名的實(shí)驗(yàn)。他從擠奶女工接觸牛痘而不生天花這一現(xiàn)象得到了啟發(fā)，把牛痘 (cowpox)的膿泡液接種于健康的男孩，待反應(yīng)消退之后再用同樣方法接種天花，男孩不再發(fā)病。1798年他發(fā)表了開創(chuàng)新紀(jì)元的牛痘疫苗的報(bào)告。這一創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)被稱為 Jenner牛痘疫苗接種，是人們與天花奮斗長達(dá) 200年之久的最重要的武器。 1980年 5月 8日在日內(nèi)瓦召開的第 33屆世界衛(wèi)生大會(huì) (WHO)上宣布全球消滅天花。在免疫科學(xué)真正確立之前， Jenner的貢獻(xiàn)是巨大的，所以人們通常把免疫學(xué)的起源歸功于他。 2. 減毒疫苗的發(fā)明 免疫學(xué)的發(fā)展自 Jenner發(fā)明牛痘之后，停滯了將近一個(gè)世紀(jì)。進(jìn)入 19世紀(jì)后微生物學(xué)在法國免疫學(xué)家 Pasteur和德國細(xì)菌學(xué)家 Koch等人的努力下得到了迅速發(fā)展。在方法學(xué)上 創(chuàng)造性得解決了細(xì)菌的分離培養(yǎng)，從而能獲得純種細(xì)菌，為人工菌苗的制備創(chuàng)造了條件。 Pasteur更有意識(shí)地研究獲得減毒菌株的方法，通過系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用物理、化學(xué)以及生物學(xué)方法可獲得的減毒菌株。 1880年，Pasteur發(fā)明雞霍亂桿菌的接種方法； 1881年，Pasteur應(yīng)用高溫培養(yǎng)法制備了炭疽桿菌減毒疫苗；1885年，Pasteur在兔體內(nèi)連續(xù)傳代獲得了減毒株，制備了狂犬病疫苗。巴氏減毒菌苗的發(fā)明為實(shí)驗(yàn)免疫學(xué)建立了基礎(chǔ)。 3. 抗毒素 1890年，德國學(xué)者 E von Behring和日本學(xué)者北里（ S Kitasato）在 Koch研究所應(yīng)用白喉外毒素給動(dòng)物免疫，發(fā)現(xiàn)在其血清中有一種能中和外毒素的物質(zhì)，稱為抗毒素。將這種免 疫血清轉(zhuǎn)移給正常動(dòng)物也有中和外毒素的作用。這種被動(dòng)免疫法很快應(yīng)用于臨床治療。 Behring于 1891年應(yīng)用來自動(dòng)物的免疫血清成功治療了一個(gè)白喉患者，這是第一個(gè)被動(dòng)免疫治療的病例。為此，他于 1902年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 4. 補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn) 19世紀(jì)末，繼抗毒素之后，又很快發(fā)現(xiàn)了免疫溶菌現(xiàn)象。 1894年，R Pfeiffer用新鮮免 疫血清在豚鼠體內(nèi)觀察到對(duì)霍亂弧菌的溶菌現(xiàn)象。 1895年，J Bordet發(fā)現(xiàn)溶菌現(xiàn)象中補(bǔ)體和抗體的作用。如果將新鮮免疫血清 56℃加熱 30分鐘可喪失溶菌能力。他認(rèn)為在新鮮免疫血清內(nèi)存在兩種不同物質(zhì)與溶菌作用有關(guān)。一種對(duì)熱穩(wěn)定的物質(zhì)稱為溶菌素即抗體，有特異性，另一種對(duì)熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，可存在于正常血清中，為非特異性成分，稱之為補(bǔ)體，它具有溶菌或溶細(xì)胞作用，但這種作用必須有抗體存在才能實(shí)現(xiàn)。 5. 血清學(xué)方法的建立 在抗毒素發(fā)現(xiàn)以后的 10年中，相繼在免疫血清中發(fā)現(xiàn)有溶菌素、凝集素、沉淀素等特異性組分，并能與其相應(yīng)細(xì)胞或細(xì)菌發(fā)生反應(yīng)。 1896年，M von Gruber，HE Durham凝集反應(yīng) 1897年，P Kraus沉淀反應(yīng) 1900年，P Ehrlich抗體形成概念 1906年，AP von Wassermann 補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng) 6. 免化學(xué)的研究 1917年，K Landsteiner 應(yīng)用人工抗原研究抗原抗體反應(yīng)的特異性 1929年，M Heidelberger 抗原抗體反應(yīng)的定量研究 1934年，JR Marrack 抗原抗體反應(yīng)格子學(xué)說 1938年，AW Tiselius, EA Kabat 血清蛋白電泳技術(shù)丙種球蛋白 1941年，AH Coons免疫熒光技術(shù) 1942年，JT Freund 佐劑 1955年，P Grabar 免疫電泳抗體分子不均一性 7. 抗體生成理論 1897年，P Ehrlich抗體生成學(xué)說 : 抗毒素分子存在于細(xì)胞表面上，當(dāng)外毒素進(jìn)入體內(nèi)后與之特異結(jié)合，并刺激細(xì)胞產(chǎn)生更多的抗毒素分子，自細(xì)胞表面脫落入血流，即是抗毒素。 1881年，L Pasteur制備了炭疽桿菌減毒疫苗 1885年，L Pasteur制備了狂犬病疫苗 三、近代免疫學(xué)時(shí)期 1. 細(xì)胞轉(zhuǎn)移遲發(fā)型超敏性的成功 Koch在發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌之后，企圖用結(jié)核桿菌給患者皮下再感染以期達(dá)到免疫治療的目的，結(jié)果相反，引起了局部組織壞死，稱之為 Koch現(xiàn)象。這一現(xiàn)象具有特異性但與抗體產(chǎn)生無關(guān)。直到 1942年，MW Chase等人對(duì) Koch現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究，證明用致敏豚鼠血清轉(zhuǎn)移給正常動(dòng)物不能引起結(jié)核菌素反應(yīng)，而用細(xì)胞轉(zhuǎn)移則能引起陽性反應(yīng)。首先證明了結(jié)核菌素反應(yīng)不是由抗體引起，而是由致敏細(xì)胞引起，從而證明了機(jī)體免疫性除能產(chǎn)生體液免疫外還能形成細(xì)胞免疫 2. 免疫耐受現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1945年，RD Owen發(fā)現(xiàn)自異卵雙生的兩頭小牛個(gè)體內(nèi)有兩種血型紅細(xì)胞共存，稱之為血型細(xì)胞鑲嵌現(xiàn)象。這種不同血型細(xì)胞在彼此體內(nèi)互不引起免疫反應(yīng)，把這種現(xiàn)象稱為天然 耐受。1953年，RE Billingham，PB Medawar等人在小鼠體內(nèi)成功地進(jìn)行了人工誘導(dǎo)耐受實(shí)驗(yàn)，給予 Burnet學(xué)說以有力的支持。自此經(jīng)典免疫學(xué)的觀點(diǎn)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，人們開始注意研究 免疫生物學(xué)問題。使免疫學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，即免疫生物學(xué)時(shí)期。 3. 抗體生成克隆選擇學(xué)說 1958年，澳大利亞 FM Burnet提出抗體生成克隆選擇學(xué)說： 1. 機(jī)體內(nèi)存在識(shí)別多種抗原的細(xì)胞系，其細(xì)胞表面具有識(shí)別抗原的受體。 2. 抗原進(jìn)入體內(nèi)后，選擇相應(yīng)受體的免疫細(xì)胞使之活化。增殖形成抗體產(chǎn)生細(xì)胞及免疫記憶細(xì)胞。 3. 胎生期免疫細(xì)胞與自己抗原相接觸則可被破壞，形成耐受狀態(tài)。 4. 免疫細(xì)胞系可突變，產(chǎn)生出同自己抗原發(fā)生反應(yīng)的細(xì)胞因子，可形成自身免疫。此學(xué)說不僅闡明了抗體產(chǎn)生機(jī)制，同時(shí)對(duì)許多重要免疫生物學(xué)現(xiàn)象都做了解答。如對(duì)抗原的識(shí)別、免疫記憶的形成、自身耐受的建立以及自身免疫的發(fā)生等現(xiàn)象。此學(xué)說已被免疫學(xué)者所接受，促進(jìn)了現(xiàn)代免疫學(xué)的發(fā)展。 四、現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)期 1. 60年代的重要發(fā)現(xiàn) 1．在此期間證明了胸腺和淋巴細(xì)胞的免疫功能，建立了高等動(dòng)物體內(nèi)免疫系統(tǒng)的組織學(xué)和細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。 1957年，Glick早期摘除雞的腔上囊組織可影響抗體的產(chǎn)生 1961年，Miller，Good胸腺與細(xì)胞免疫 1965年，Gowan淋巴細(xì)胞的免疫功能 1969年，Claman，Mitchell T和 B細(xì)胞亞群的概念 2．在此期間對(duì)抗體分子的結(jié)構(gòu)的研究取得了突破性進(jìn)展。 40年代，抗體的血清球蛋白性質(zhì)（集中研究抗體的分子結(jié)構(gòu)與生物功能） 50年代， RR Porter木瓜蛋白酶水解抗體球蛋白分子抗體活性片段； GM Edelman證明球蛋白是多肽鏈組成的 60年代，統(tǒng)一抗體名稱和分類 IgG，IgM，IgA，發(fā)現(xiàn)了 IgD，IgE 2. 70年代的重要發(fā)現(xiàn) 1. 免疫應(yīng)答細(xì)胞 機(jī)體的免疫應(yīng)答是由多細(xì)胞相互作用的結(jié)果，使免疫學(xué)進(jìn)入了細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域。 Pernis 淋巴細(xì)胞在抗體產(chǎn)生中的協(xié)同作用 Feldman T和 B細(xì)胞在抗體產(chǎn)生中的協(xié)同作用 Unanue 巨噬細(xì)胞在免疫應(yīng)答中作用 2. T細(xì)胞亞類的發(fā)現(xiàn) 研究 T細(xì)胞的發(fā)生，分化與功能，對(duì) T細(xì)胞亞類的鑒別，對(duì) T細(xì)胞抗原識(shí)別受體的研究。 Mitchison 輔助性 T細(xì)胞 Gershon抑制性 T細(xì)胞 Cantor 膜抗原分析法，鑒定不同 T細(xì)胞亞類。 3.免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué) 1974年，NK Jerne提出免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 （1）抗原刺激發(fā)生之前，機(jī)體處于一種相對(duì)的免疫穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）抗原進(jìn)入機(jī)體后，打破了這種平衡，產(chǎn)生特異性抗體分子。 （3）當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)將引起抗 Ig分子獨(dú)特型的免疫應(yīng)答，即抗獨(dú)特型抗體。 （4）使受增殖的克隆受到抑制，而不是無休止的增殖，藉以維持免疫應(yīng)答的穩(wěn)定平衡。 3. 80年代的重要發(fā)現(xiàn) 1.抗體多樣性遺傳控制 利根川進(jìn) (日，S.Tonegawa，1939… ) ，利根川進(jìn)等應(yīng)用分子雜交技術(shù)證明并克隆出 Ig分子 V區(qū)和 C區(qū)基因。同時(shí)應(yīng)用克隆 cDNA片段為探針，證明了 B細(xì)胞在分化發(fā)育過程中編碼 Ig基因結(jié)構(gòu)，闡明了 Ig抗原結(jié)合部位多樣性的起源，以及遺傳和體細(xì)胞突變?cè)诳贵w多樣性形成中的作用。1987年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 2.T細(xì)胞抗原受體的證明 1983年 Meur證明小鼠和人 T細(xì)胞表面受體的存在（異二聚體肽鏈組成） 1984年 Davis分離出小鼠 T細(xì)胞受體基因 3.細(xì)胞因子研究進(jìn)展 細(xì)胞因子是一組異質(zhì)性肽類細(xì)胞調(diào)節(jié)因子。它包括淋巴因子，單核因子，白細(xì)胞介素，干擾素，腫瘤壞死因子，集落刺激因子，轉(zhuǎn)化生長因子等。已可通過基因工程技術(shù)在原核或真核細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)，可以獲得純化的重組型細(xì)胞因子，并可進(jìn)行批量生產(chǎn)，供實(shí)驗(yàn)研究和臨床應(yīng)用。 4. 90年代的重要發(fā)現(xiàn) 1.抗體庫技術(shù) 90年代初提出了抗體庫技術(shù)?？贵w庫技術(shù)簡單地說就是用細(xì)菌克隆取代 B細(xì)胞克隆來表達(dá)抗體庫（repertoire）。由于 RT-PCR技術(shù)的發(fā)展，大腸桿菌直接表達(dá)有功能性抗體分子片斷的成功以及噬菌體顯示技術(shù)（phage display）的問世，在 90年代初出現(xiàn)噬菌體抗體庫（phage antibody library）技術(shù)，該技術(shù)使得人們從應(yīng)用 DNA重組技術(shù)改造現(xiàn)有的單抗發(fā)展到用基因工程技術(shù)克隆新的單抗，從而使抗體工程進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)期。 2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（transgenic animal）是指基因組中整合有外源基因的一類動(dòng)物，整入動(dòng)物基因的外源基因被稱為轉(zhuǎn)基因（transgene），制備轉(zhuǎn)基因可能只整合入動(dòng)物的部分組織細(xì)胞 的基因組，也可能整合進(jìn)動(dòng)物所有組織的基因。我們把只有部分組織細(xì)胞的基因組中整合有外源基因的動(dòng)物，稱為嵌合體動(dòng)物（ chimera mosaic animal）。如果動(dòng)物所有的細(xì)胞均整合有外源基因，則具有將外源基因遺傳給子代的能力，通常把這類動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 3.干細(xì)胞治療 在當(dāng)代生命科學(xué)領(lǐng)域中 ,干細(xì)胞研究的巨大進(jìn)展,正在引起人們高度的關(guān)注。美國《科學(xué)》 雜志連續(xù) 2次將“干細(xì)胞研究與應(yīng)用 ”評(píng)為十大科學(xué)成果之首,使干細(xì)胞研究成為繼人類基因 組計(jì)劃之后最有影響的生命科學(xué)的前沿學(xué)科,成為當(dāng)代生命科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。干細(xì)胞（ stem cells）是一種具有多分化潛能和自我復(fù)制功能的早期未分化細(xì)胞。在一定條件下,它可以分化成多種功能細(xì)胞 ,形成多種組織和器官。如果能將干細(xì)胞分離并使它們向特定的方向分化 ,就可以用健康的組織細(xì)胞取代病人體內(nèi)損壞了的組織細(xì)胞 ,達(dá)到治療疾病的目的?？茖W(xué)家們認(rèn)為 ,干細(xì)胞研究有著不可估量的醫(yī)學(xué)價(jià)值。從理論上說 ,干細(xì)胞可以用來治療各種人類疾病?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn) ,取自人胚胎或骨髓的干細(xì)胞可用于培育不同的人體細(xì)胞、組織或器官,這有望成為移植器官的新來源。組織器官移植 ,有可能成為攻克人類心腦血管疾病、癌癥等重大疾患的根本措施。干細(xì)胞及其衍生組織器官的臨床廣泛應(yīng)用 ,將導(dǎo)致新的醫(yī)療技術(shù)革命。 | 
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發(fā)表于 2011-1-20 05:45:35
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