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免疫學技術的發(fā)展史及概論 一、免疫學的經(jīng)驗時期 二、經(jīng)典免疫學時期 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補體的發(fā)現(xiàn) 5血清學方法的建立 6免疫化學的研究 7抗體生成理論 三、近代免疫學時期 1細胞轉(zhuǎn)移遲發(fā)型超敏反應的成功 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)代免疫學時期 1 20世紀 60年代的重要發(fā)現(xiàn) 2 20世紀 70年代的重要發(fā)現(xiàn) 3 20世紀 80年代的重要發(fā)現(xiàn) 4 20世紀 90年代的重要發(fā)現(xiàn) 一、免疫學的經(jīng)驗時期 對人體免疫功能的認識首先從抗感染免疫開始。我國醫(yī)學家通過對天花病長期臨床實踐 過程中，對天花病的預防積累了豐富的經(jīng)驗，并創(chuàng)造性地發(fā)明了用人痘苗預防天花病的方法。 這在天花病毒發(fā)現(xiàn)之前，在醫(yī)學科學尚未發(fā)展之時，實是一項偉大貢獻，也是認識機體免疫性的開端。
“以毒攻毒 ”-人痘接種
人痘法始于何時說法不一，但據(jù)我國醫(yī)書考證，認為人痘法的文字記載見于宋真宗時代，即公元 11世紀。但大量醫(yī)書證明我國直到明代隆慶年間即公元 16世紀，人痘法才有重大改進。在《種痘心法》中記載有時苗和種苗之分，并認為后者更為安全可靠。在清代，即公元 17世紀已在我國推廣應用。在 17世紀，不但我國實行人痘苗預防天花，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 70年代,人痘法已經(jīng)有正式的史實記載. 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家 Pasteur發(fā)明減毒疫苗都提供了寶貴經(jīng)驗。 二、經(jīng)典免疫學時期 1. 牛痘苗的發(fā)明 繼人痘苗之后，免疫學的一個重要發(fā)展首推牛痘苗的發(fā)明。它不但彌補了人痘苗的不足，并且可在實驗室大量生產(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，通過對牛痘苗人體的長期實驗，確證接種牛痘苗后可預防天花，并對人體無害。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學醫(yī) 8年，1792年榮獲 ST．Andrew醫(yī)學博士學位。1796年 5月 14日他成功地完成了一次舉世聞名的實驗。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)新紀元的牛痘疫苗的報告。這一創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)當時被稱為 Jenner牛痘疫苗接種，是人們與天花奮斗長達 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 (WHO)上宣布全球消滅天花。在免疫科學真正確立之前， Jenner的貢獻是巨大的，所以人們通常把免疫學的起源歸功于他。 2. 減毒疫苗的發(fā)明 免疫學的發(fā)展自 Jenner發(fā)明牛痘之后，停滯了將近一個世紀。進入 19世紀后微生物學在法國免疫學家 Pasteur和德國細菌學家 Koch等人的努力下得到了迅速發(fā)展。在方法學上 創(chuàng)造性得解決了細菌的分離培養(yǎng)，從而能獲得純種細菌，為人工菌苗的制備創(chuàng)造了條件。 Pasteur更有意識地研究獲得減毒菌株的方法，通過系統(tǒng)的科學實驗，終于發(fā)現(xiàn)了應用物理、化學以及生物學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)明為實驗免疫學建立了基礎。 3. 抗毒素 1890年，德國學者 E von Behring和日本學者北里（ S Kitasato）在 Koch研究所應用白喉外毒素給動物免疫，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)移給正常動物也有中和外毒素的作用。這種被動免疫法很快應用于臨床治療。 Behring于 1891年應用來自動物的免疫血清成功治療了一個白喉患者，這是第一個被動免疫治療的病例。為此，他于 1902年獲得了諾貝爾醫(yī)學獎。 4. 補體的發(fā)現(xiàn) 19世紀末，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。一種對熱穩(wěn)定的物質(zhì)稱為溶菌素即抗體，有特異性，另一種對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，可存在于正常血清中，為非特異性成分，稱之為補體，它具有溶菌或溶細胞作用，但這種作用必須有抗體存在才能實現(xiàn)。 5. 血清學方法的建立 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，并能與其相應細胞或細菌發(fā)生反應。 1896年，M von Gruber，HE Durham凝集反應 1897年，P Kraus沉淀反應 1900年，P Ehrlich抗體形成概念 1906年，AP von Wassermann 補體結合反應 6. 免化學的研究 1917年，K Landsteiner 應用人工抗原研究抗原抗體反應的特異性 1929年，M Heidelberger 抗原抗體反應的定量研究 1934年，JR Marrack 抗原抗體反應格子學說 1938年，AW Tiselius, EA Kabat 血清蛋白電泳技術丙種球蛋白 1941年，AH Coons免疫熒光技術 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抗體生成學說 : 抗毒素分子存在于細胞表面上，當外毒素進入體內(nèi)后與之特異結合，并刺激細胞產(chǎn)生更多的抗毒素分子，自細胞表面脫落入血流，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、近代免疫學時期 1. 細胞轉(zhuǎn)移遲發(fā)型超敏性的成功 Koch在發(fā)現(xiàn)結核桿菌之后，企圖用結核桿菌給患者皮下再感染以期達到免疫治療的目的，結果相反，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。直到 1942年，MW Chase等人對 Koch現(xiàn)象進行了深入研究，證明用致敏豚鼠血清轉(zhuǎn)移給正常動物不能引起結核菌素反應，而用細胞轉(zhuǎn)移則能引起陽性反應。首先證明了結核菌素反應不是由抗體引起，而是由致敏細胞引起，從而證明了機體免疫性除能產(chǎn)生體液免疫外還能形成細胞免疫 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體內(nèi)有兩種血型紅細胞共存，稱之為血型細胞鑲嵌現(xiàn)象。這種不同血型細胞在彼此體內(nèi)互不引起免疫反應，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)成功地進行了人工誘導耐受實驗，給予 Burnet學說以有力的支持。自此經(jīng)典免疫學的觀點受到嚴重挑戰(zhàn)，人們開始注意研究 免疫生物學問題。使免疫學的發(fā)展進入了一個新的時期，即免疫生物學時期。 3. 抗體生成克隆選擇學說 1958年，澳大利亞 FM Burnet提出抗體生成克隆選擇學說： 1. 機體內(nèi)存在識別多種抗原的細胞系，其細胞表面具有識別抗原的受體。 2. 抗原進入體內(nèi)后，選擇相應受體的免疫細胞使之活化。增殖形成抗體產(chǎn)生細胞及免疫記憶細胞。 3. 胎生期免疫細胞與自己抗原相接觸則可被破壞，形成耐受狀態(tài)。 4. 免疫細胞系可突變，產(chǎn)生出同自己抗原發(fā)生反應的細胞因子，可形成自身免疫。此學說不僅闡明了抗體產(chǎn)生機制，同時對許多重要免疫生物學現(xiàn)象都做了解答。如對抗原的識別、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。此學說已被免疫學者所接受，促進了現(xiàn)代免疫學的發(fā)展。 四、現(xiàn)代免疫學時期 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胞的免疫功能，建立了高等動物體內(nèi)免疫系統(tǒng)的組織學和細胞學基礎。 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胸腺與細胞免疫 1965年，Gowan淋巴細胞的免疫功能 1969年，Claman，Mitchell T和 B細胞亞群的概念 2．在此期間對抗體分子的結構的研究取得了突破性進展。 40年代，抗體的血清球蛋白性質(zhì)（集中研究抗體的分子結構與生物功能） 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. 免疫應答細胞 機體的免疫應答是由多細胞相互作用的結果，使免疫學進入了細胞生物學和分子生物學領域。 Pernis 淋巴細胞在抗體產(chǎn)生中的協(xié)同作用 Feldman T和 B細胞在抗體產(chǎn)生中的協(xié)同作用 Unanue 巨噬細胞在免疫應答中作用 2. T細胞亞類的發(fā)現(xiàn) 研究 T細胞的發(fā)生，分化與功能，對 T細胞亞類的鑒別，對 T細胞抗原識別受體的研究。 Mitchison 輔助性 T細胞 Gershon抑制性 T細胞 Cantor 膜抗原分析法，鑒定不同 T細胞亞類。 3.免疫網(wǎng)絡學 1974年，NK Jerne提出免疫網(wǎng)絡學說 （1）抗原刺激發(fā)生之前，機體處于一種相對的免疫穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）抗原進入機體后，打破了這種平衡，產(chǎn)生特異性抗體分子。 （3）當達到一定量時將引起抗 Ig分子獨特型的免疫應答，即抗獨特型抗體。 （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 (日，S.Tonegawa，1939… ) ，利根川進等應用分子雜交技術證明并克隆出 Ig分子 V區(qū)和 C區(qū)基因。同時應用克隆 cDNA片段為探針，證明了 B細胞在分化發(fā)育過程中編碼 Ig基因結構，闡明了 Ig抗原結合部位多樣性的起源，以及遺傳和體細胞突變在抗體多樣性形成中的作用。1987年獲得諾貝爾醫(yī)學獎。 2.T細胞抗原受體的證明 1983年 Meur證明小鼠和人 T細胞表面受體的存在（異二聚體肽鏈組成） 1984年 Davis分離出小鼠 T細胞受體基因 3.細胞因子研究進展 細胞因子是一組異質(zhì)性肽類細胞調(diào)節(jié)因子。它包括淋巴因子，單核因子，白細胞介素，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在原核或真核細胞中進行表達，可以獲得純化的重組型細胞因子，并可進行批量生產(chǎn)，供實驗研究和臨床應用。 4. 90年代的重要發(fā)現(xiàn) 1.抗體庫技術 90年代初提出了抗體庫技術?？贵w庫技術簡單地說就是用細菌克隆取代 B細胞克隆來表達抗體庫（repertoire）。由于 RT-PCR技術的發(fā)展，大腸桿菌直接表達有功能性抗體分子片斷的成功以及噬菌體顯示技術（phage display）的問世，在 90年代初出現(xiàn)噬菌體抗體庫（phage antibody library）技術，該技術使得人們從應用 DNA重組技術改造現(xiàn)有的單抗發(fā)展到用基因工程技術克隆新的單抗，從而使抗體工程進入一個全新的時期。 2.轉(zhuǎn)基因動物 轉(zhuǎn)基因動物（transgenic animal）是指基因組中整合有外源基因的一類動物，整入動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物的部分組織細胞 的基因組，也可能整合進動物所有組織的基因。我們把只有部分組織細胞的基因組中整合有外源基因的動物，稱為嵌合體動物（ chimera mosaic animal）。如果動物所有的細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，通常把這類動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。 3.干細胞治療 在當代生命科學領域中 ,干細胞研究的巨大進展,正在引起人們高度的關注。美國《科學》 雜志連續(xù) 2次將“干細胞研究與應用 ”評為十大科學成果之首,使干細胞研究成為繼人類基因 組計劃之后最有影響的生命科學的前沿學科,成為當代生命科學領域的熱點。干細胞（ stem cells）是一種具有多分化潛能和自我復制功能的早期未分化細胞。在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞 ,形成多種組織和器官。如果能將干細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胞取代病人體內(nèi)損壞了的組織細胞 ,達到治療疾病的目的?？茖W家們認為 ,干細胞研究有著不可估量的醫(yī)學價值。從理論上說 ,干細胞可以用來治療各種人類疾病?？茖W家發(fā)現(xiàn) ,取自人胚胎或骨髓的干細胞可用于培育不同的人體細胞、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。干細胞及其衍生組織器官的臨床廣泛應用 ,將導致新的醫(yī)療技術革命。 | 
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發(fā)表于 2011-1-20 05:45:35
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