《医学免疫学》 课件：第十五章 免疫学应用

第十五章免疫学应用第一节第二节第三节

目录免疫学诊断免疫学预防免疫学治疗学

习

目

标

具备严谨认真的工作态度，具有服务社会、守护群体健康的职业精神。素质目标说出抗原抗体反应的概念和特点；理解常见抗原抗体反应类型、免疫学治疗的原理；列举人工主动与被动免疫的生物制品，比较人工主动免疫和人工被动免疫的比较点。知识目标能解释相关免疫学诊断、治疗的相应原理。能力目标

第一节免疫学诊断一、抗原抗体反应特点（一）高度特异性由抗原表位与抗体分子中的超变区互补结合所决定的。（二）可逆性抗原抗体结合除了空间构象互补外，主要以氢键、静电引力、范德华力和疏水键等非共价方式结合。这种非共价键易受温度、酸碱度和离子强度的影响而解离。抗原抗体在体外结合后能否出现肉眼可见的反应取决于两者适当的浓度和比例。故在具体实验过程中要适当稀释抗原或抗体，以调整两者浓度和比例，使其出现最大复合物。抗原抗体反应可分为两个阶段：1.第一阶段：是抗原抗体特异性结合阶段，该反应迅速，可在数秒至几分钟内完成，一般不出现肉眼可见的反应。2.第二阶段：为可见反应阶段，是小的抗原抗体复合物之间通过正、负电荷吸引形成较大复合物的过程。此阶段所需时间从数分钟、数小时至数日不等。（三）比例性（四）两个阶段二、抗原抗体反应的影响因素抗原、抗体在适当浓度的电解质会使他们出现肉眼可见的凝集块或沉淀物。实验中常用0.85％的NaCl或其他离子溶液作稀释液，以提供适当浓度的电解质。适当提高反应的温度可加速抗原抗体复合物的形成。在一定范围内，温度越高，形成可见反应的速度越快。通常37'C是抗原抗体反应的最适温度。抗原抗体反应的最适pH在6～8之间，PH过高或过低，可出现假阳性或假阴性。（一）电解质（二）温度（三）酸碱度三、抗原抗体的检测抗原、抗体在适当浓度的电解质会使他们出现肉眼可见的凝集块或沉淀物。实验中常用0.85％的NaCl或其他离子溶液作稀释液，以提供适当浓度的电解质。（一）凝集反应1.直接凝集反应①玻片凝集反应，用已知抗体检测未知抗原，如鉴定细菌、鉴定血型等。②试管凝集反应，用已知抗原测定被检血清中有无抗体及其相对含量，如诊断伤寒、副伤寒的肥达试验等。直接凝集反应

红细胞抗红细胞抗体凝集2.间接凝集反应是将可溶性抗原或抗体吸附于与免疫无关的载体上，使之成为致敏载体颗粒后，与相应抗体或抗原作用出现的凝集反应。①间接凝集试验，用已知抗原(或抗体)吸附于载体再去检测未知抗体(或抗原)，如

检测病原微生物及相关抗体、抗核抗体等。②间接凝集抑制试验，先将可溶性抗原与相应抗体作用，然后再加入抗原致敏颗粒

（即吸附相同可溶性抗原的乳胶颗粒），如果抗体已被可溶性抗原结合，则致敏

颗粒不发生凝集现象。（二）沉淀反应可溶性抗原（如血清蛋白质、细胞浸出液）与相应抗体在两者比例合适时结合，形成较大的不溶性免疫复合物，从而出现肉眼可见的沉淀物的反应称沉淀反应(precipitation)。检测方法有多种：（1）单向琼脂扩散试验（2）双向琼脂扩散试验（3）对流免疫电泳(counterimmunoelectrophoresis,CIEP)是将双向扩散和电泳技术相结合的检测方法。（三）免疫标记技术是用荧光素、酶或放射性核素等标记物标记抗体或抗原进行的抗原抗体反应，是目前应用最广泛的免疫学检测技术之一。此法的优点是快速、可定性或定量测定。

免疫标记技术极大提高了免疫学检测的敏感性，与显微技术结合能对组织或细胞内的待测物质精确定位。1.免疫荧光技术（immunofluorescencetechnique，IF）是用荧光素标记抗体或抗原，以检测抗原或抗体的方法。①直接法，此法优点是特异性高、快速。缺点是每检测一种抗原，就必需制备一种相应

的特异性荧光抗体。②间接法，可用于检测抗原或抗体。此法优点是制备一种荧光抗体，可用于多种抗原抗

体系统检测。直接荧光法间接荧光法荧光标记免疫荧光技术2.酶免疫测定法（enzymeimmunoassay，EIA）又称酶免疫技术，是将酶促反应与

抗原抗体反应相结合的检测技术。常用方法为酶联免疫吸附试验（enzymelinkedimmunosorbentassay，ELISA）。ELISA常用方法有：①双抗体夹心法，用于检测标本中的抗原；②间接法，用于检测标本中的抗体。酶E双抗体夹心法包被已知抗体加入酶标记的抗体加入待测抗原包被已知抗原加入酶标记的抗抗体（二抗）加入待测抗体（一抗）间接法E包被抗体和酶标抗体一般是针对抗原分子中不同抗原决定簇的抗体酶3.放射免疫测定法（radioimmunoassay，RIA）是应用放射性核素标记抗原或抗体

进行免疫学检测的技术。

本方法灵敏度达pg/mL水平，可进行超微量分析，可用于测定抗原、抗体、抗原

抗体复合物，如胰岛素、生长激素等激素，吗啡、地高辛等药物以及IgE等含量的

测定。阴性阳性无效胶体金检测判定结果4.免疫金标记技术（immunogoldlabelingtechnique）以胶体金颗粒为标记物检测

胶体金颗粒大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点。

常用的方法有斑点免疫金渗滤试验和斑点免疫金层析试验。免疫金标记技术具有简

单、快速、准确和无污染等优点。四、免疫细胞及其功能测定（一）T细胞总数及亚群检测

常用流式细胞仪(flowcytometry)检测T细胞总数及亚群，流式细胞仪可对免疫细胞及其他细胞进行快速准确鉴定和分类，可检测细胞的数目、CD4+／CD8+T细胞比值以及白血病、淋巴瘤的免疫学分型。（二）T细胞功能测定1.T细胞增殖试验

体外培养的T细胞经植物血凝素(PHA)、刀豆蛋白A(ConA)刺激后，可转化为淋巴母细胞。其转化率与该细胞的免疫功能呈正相关。2.细胞毒试验Tc细胞、NK细胞对靶细胞有直接的细胞毒作用。（三）B细胞的检测1.B细胞增殖试验B细胞受脂多糖（LPS）或美洲商陆丝裂原（PWM）等刺激后，

可发生增殖反应，孵育一定时间后检测抗体形成细胞的数量。

体液免疫功能缺损患者，对刺激的反应降低，产生Ig分泌细胞数显著减少。2.溶血空斑形成试验

其原理是取经绵羊红细胞免疫的脾脏淋巴细胞，与绵羊红细

胞共育，然后加入补体，在补体参与下，绵羊红细胞被溶解，形成空斑，通过计

数空斑数反映产生特异性抗体形成细胞的数量。

第二节免疫学预防免疫学预防从预防传染病的领域拓展到了包括肿瘤、高血压、糖尿病等多种人类重大疾病和慢性疾病的预防和控制之中。

获得特异性免疫保护的途径有两条：自然免疫和人工免疫（artificialimmunization）。

人工免疫依据输注的成分不同而分为人工主动免疫（artificialactiveimmunization）和人工被动免疫（artificialpassiveimmunization）。一、人工主动免疫人工主动免疫是用人工接种方法给机体输入疫苗或类毒素等抗原性生物制品，刺激机体产生特异性免疫应答获得免疫力的方法，也称预防接种。（一）人工主动免疫常用生物制品1.灭活疫苗(inactivatedvaccine)又称死疫苗

是选用免疫原性强的病原体，经人工大量培养后用理化方法灭活制成。常见的灭活疫苗如：伤寒、乙脑、百日咳、霍乱、流感、狂犬病疫苗等。2.减毒活疫苗(1ive-attenuatedvaccine)

是用人工定向变异的方法筛选出来的减毒或无毒力的活的病原微生物制成。免疫缺陷者和孕妇不宜接种活疫苗。常见的活疫苗如：卡介苗、麻疹、风疹、脊髓灰质炎、腮腺炎、水痘疫苗等。区别点死疫苗活疫苗制剂特点死、强毒株活、弱毒或无毒株接种剂量及次数较多，2～3次较少，1次副作用较大较小保存及有效期易保存，1年不易保存，4℃数周免疫效果较差，维持数月至2年较好，维持3～5年或更长死疫苗和活疫苗的比较3.类毒素

细菌外毒素经0.3％～0.4％甲醛处理后，使其失去毒性，但其免疫原性仍保留，即为类毒素。常用的类毒素有白喉、破伤风类毒素等。4.亚单位疫苗

提取病原微生物中能刺激机体产生保护性免疫的抗原成分制备而成的疫苗，如流感病毒亚单位疫苗。5.基因工程疫苗

利用DNA重组技术将病原微生物中编码保护性免疫的抗原基因（目的基因）与载体重组后导入宿主细胞，目的基因的表达产生大量抗原，制备成基因工程疫苗。如结合疫苗、DNA疫苗、mRNA疫苗、重组载体疫苗等。（二）疫苗的应用1.抗感染和计划免疫

计划免疫(planedimmunization)是根据某些特定传染病的疫情监测和人群免疫状况分析，有计划地用疫苗进行免疫接种，预防相应传染病，最终达到控制乃至消灭相应传染病的目的而采取的重要措施。预防的疾病疫苗名称接种年（月）龄出生时1个月2个月3个月4个月5个月6个月8个月9个月18个月2岁3岁4岁5岁6岁乙型病毒性肝炎乙肝疫苗123结核卡介苗1脊髓灰质炎脊髓灰质炎灭活疫苗12脊髓灰质炎减毒活疫苗34百日咳、白喉、破伤风百白破混合疫苗1234白破疫苗5麻疹、流行性腮腺炎、风疹麻腮风疫苗12流行性乙型脑炎乙脑减毒活疫苗12乙脑灭活疫苗1、234流行性脑脊髓膜炎流脑A群多糖菌苗12流脑A、C群多糖菌苗34甲型病毒性肝炎甲肝减毒活疫苗1甲肝灭活疫苗12①图中的数字是接种的第X针②选择乙脑灭活疫苗接种时，采用四剂次接种程序；乙脑灭活疫苗第1、2剂间隔7-10天

3.其它用途

通过虫卵疫苗和IL-12的应用，诱导机体产生Th1细胞介导的细胞免疫应答，可以显著减轻血吸虫病肝损伤。

对于过敏性疾病的患者，在明确过敏原后，合成肽疫苗，可阻止或者减少肥大细胞脱颗粒释放生物活性介质，预防I型超敏反应的发生。2.抗肿瘤EB病毒疫苗可预防鼻咽癌，人乳头瘤病毒疫苗可预防宫颈癌。

治疗性疫苗是根据肿瘤免疫学理论，以增强机体的抗肿瘤免疫应答或直接杀伤肿瘤细胞达到治疗目的的疫苗，包括肿瘤抗原疫苗和肿瘤抗原荷载的树突状细胞疫苗等。1.接种对象：凡是免疫防御能力差、流行地区的易感者均应免疫接种。2.接种剂量、次数和间隔时间：通常死疫苗接种量大，需接种2～3次，每次间隔

7～10天；活疫苗一般只需接种一次；类毒素接种2次，间隔4～6周。

3.接种途径：死疫苗多皮下注射，活疫苗常用皮内注射、皮上划痕或以自然感染

途径接种。4.接种后反应：接种24小时后有无局部红肿、痛、淋巴结肿大，发热、头痛等。5.禁忌证：高热、急性传染病、恶性肿瘤、活动性结核、糖尿病、肾病、严重心

血管疾病等患者均不易接种疫苗。免疫缺陷者应视为“绝对禁忌症”。（三）人工主动免疫的注意事项二、人工被动免疫

人工被动免疫是给机体输注免疫效应物质（特异性抗体、细胞因子、免疫细胞等）制剂，直接发挥免疫作用多用于疾病的紧急预防或治疗。（一）抗毒素

通常是用类毒素多次将马免疫注射，待马体内产生大量抗毒素后采血，分离血清后进一步纯化、浓缩而成。常用的有破伤风抗毒素、白喉抗毒素、气性坏疽抗毒素等。

（二）正常人丙种球蛋白

由健康产妇胎盘血或正常人血浆提取制成，前者称胎盘丙种球蛋白，后者称人血浆丙种球蛋白。其中含有在正常人群中经常流行的病原微生物的抗体。这两种制剂可用于麻疹、脊髓灰质炎、甲型肝炎等病毒感染的紧急预防和治疗。

（三）特异性人血清免疫球蛋白

是由恢复期病人血清或经疫苗高度免疫的人血清提取制备而成。本制剂特异性抗体含量较正常人丙种球蛋白制剂高。（四）细胞因子制剂

IFN-γ、TNF-α、IL-2等细胞因子对免疫应答的发生、调节有重要的调节作用，也是重要的人工被动免疫制剂。项目人工主动免疫人工被动免疫输入物质抗原抗体免疫力产生时间慢（2～3周）快（输入即生效）免疫力维持时间长（数月至数年）短（2～3周）主要用途预防紧急预防或治疗比较人工主动免疫与人工被动免疫

第三节免疫学治疗

免疫治疗(immunotherapy)是指利用免疫学原理，针对疾病的发生机制，人为地干预或调整机体的免疫功能，达到治疗疾病目的所采取的措施。

指给机体输入分子制剂，以调节机体的免疫应答，例如使用分子疫苗、抗体、细胞因子以及微生物制剂等。—、免疫分子治疗（一）分子疫苗

治疗性疫苗包括肿瘤抗原疫苗和微生物抗原疫苗。

人工合成的肿瘤相关抗原多肽能激活特异性T细胞，诱导特异性CTL的抗瘤效应；乙型肝炎多肽疫苗同样可诱导抗病毒感染的免疫效应。（二）抗体1.多克隆抗体

用传统方法将抗原免疫动物制备的血清制剂，包括以下两类。

（1）抗感染的免疫血清：抗毒素血清、人免疫球蛋白制剂；

（2）抗淋巴细胞丙种球蛋白：用人T细胞免疫动物制备免疫血清，再从免疫血清中分离纯化免疫球蛋白，将其注入人体，在补体的参与下使T细胞溶解破坏。该制剂主要用于器官移植接受者，阻止移植排斥反应的发生，延长移植物存活时间，也用于治疗某些自身免疫病。2.单克隆抗体（单抗）

目前采用基因工程技术对鼠源性抗体进行改造，成功研制出人-鼠嵌合抗体、人源化抗体、小分子遗传工程抗体及全人源抗体，用于治疗肿瘤、自身免疫病、感染性疾病、心血管疾病和抗移植排斥等。

（1）抗细胞表面分子的单抗：这类抗体能识别表达该分子的免疫细胞，在补体的参与下使细胞溶解。如，抗CD20单抗可选择性破坏B细胞，已用于治疗B细胞淋巴瘤。近年来，应用针对免疫细胞检测点(immunecheckpoint)分子PD-1、CTLA-4的单抗，在晚期黑色素瘤、非小细胞肺癌、头颈鳞状细胞癌等实体瘤治疗方面取得了显著的疗效。

（2）抗细胞因子的单抗：TNF-α是重要的炎症介质。抗TNF-α单抗可特异阻断TNF-α与其受体的结合，减轻炎症反应，已成功用于治疗类风湿关节炎等慢性炎症性疾病。3.抗体靶向治疗：以肿瘤特异性单抗为载体，将放射性核素、化疗剂以及毒素等细胞毒性物质靶向携带至肿瘤病灶局部，可特异地杀伤肿瘤细胞，而对正常细胞的损伤较轻。4.抗体酶：又称催化抗体，是一类具有催化能力的免疫球蛋白，是一种新型人工酶制剂。它既具有相应的免疫活性，又能催化某种化学反应。5.胞内抗体：在细胞内合成并作用于细胞内和细胞膜组分的抗体，如能够在人细胞系中表达的抗HIVgp120的细胞内抗体，可抑制HIV病毒外壳蛋白的成熟和功能。（三）细胞因子1.细胞因子治疗：重组细胞因子已用于肿瘤、感染、造血障碍等疾病的治疗。例如，IFN-α对毛细胞白血病的疗效显著；G-CSF和GM-CSF用于治疗各种粒细胞低下等。2.细胞因子及其受体的拮抗疗法：通过抑制细胞因子的产生、阻止细胞因子与相应受体结合或阻断结合后的信号转导，拮抗细胞因子发挥生物学效应。如重组I型可溶型TNF受体(rsTNFRI)可减轻类风湿关节炎的炎症损伤，也可缓解感染性休克。免疫细胞治疗指给机体输入细胞制剂，以激活或增强机体的特异性免疫应答，例如使用细胞疫苗、干细胞移植、过继免疫细胞治疗等。（一）细胞疫苗1.肿瘤细胞疫苗：包括灭活瘤苗和异构瘤苗。二、免疫细胞治疗2.基因修饰的瘤苗：将肿瘤细胞用基因修饰方法改变其遗传性状，降低致瘤性，增强免疫原性。3.树突状细胞疫苗：使用肿瘤提取物抗原或肿瘤抗原多肽等体外刺激树突状细胞，或用携带肿瘤相关抗原基因的病毒载体转染树突状细胞，再回输给患者，可有效激活特异性抗肿瘤的免疫应答，目前临床已经批准使用的是荷载有前列腺抗原PSA的自体树突状细胞疫苗。（二）过继免疫细胞治疗

自体淋巴细胞经体外激活、增殖后回输患者，直接杀伤肿瘤或激发机体抗肿瘤免疫效应，称为过继免疫细胞治疗，以TIL、TCR-T、CAR-T以及BiTE-T为代表，已在临床试验中显现出可喜效应，其中针对白血病抗原CD19分子的CAR-T治疗已经被批准应用于临床。1.天然的免疫细胞治疗

如肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltratinglymphocyte,TIL)治疗，是分离患者肿瘤组织中的淋巴细胞，经体外不同细胞因子刺激，以培养扩增大量抗肿瘤活性T细胞，再回输患者治疗肿瘤。如FDA批准TIL用于宫颈癌的治疗。2.基因工程改造型免疫细胞

（1）T细胞受体工程化T细胞TCR-T(Tcellreceptor-engineeredT)

用已识别特定肿瘤抗原的TCR修饰T细胞，可使T细胞拥有预设抗原特异性，使T细胞表面表达靶向特定肿瘤标志物或肿瘤相关抗原（TAA）的嵌合抗原受体，赋予T细胞识别并杀伤肿瘤细胞的能力。

（2）嵌合抗原受体修饰的T细胞(chimericantigenreceptorTcell,CAR-T)

是直接将可以识别肿瘤抗原的抗体片段基因与T细胞活化所需信号分子胞内段基因结合，构建成嵌合抗原受体(CAR)，通过基因转导的方式导入T细胞，使CAR-T细胞不依耐经典的T细胞活化步骤，能直接识别杀伤肿瘤细胞，同时又规避了MHC限制性。

目前，CAR-T特别是在血液系统肿瘤的治疗中取得了显著疗效。

（3）双特异性T细胞衔接子(bispecificTcellengagers,BiTE)

是把针对肿瘤抗原的单链抗体(single-chainantibodyfragment,ScFv)与针对T细胞表面分子（一般选择CD3)的ScFv串联起来，表达成具有