免疫學技術的發展史及概論

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免疫學技術的發展史及概論

一、免疫學的經驗時期

二、經典免疫學時期

1牛痘苗的發現

2減毒疫苗的發明

3抗毒素的發現

4補體的發現

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細胞轉移遲發型超敏反應的成功

2免疫耐受現象的發現

3抗體生成克隆選擇

四、現代免疫學時期

1 20世紀 60年代的重要發現

2 20世紀 70年代的重要發現

3 20世紀 80年代的重要發現

4 20世紀 90年代的重要發現

一、免疫學的經驗時期

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驗，并創造性地發明了用人痘苗預防天花病的方法。

這在天花病毒發現之前，在醫學科學尚未發展之時，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，但據我國醫書考證，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,人痘法已經有正式的史實記載. 無疑，人痘法為以后英國醫生 Jenner發明牛痘苗和法國疫學家 Pasteur發明減毒疫苗都提供了寶貴經驗。

二、經典免疫學時期

1. 牛痘苗的發明

繼人痘苗之后，免疫學的一個重要發展首推牛痘苗的發明。它不但彌補了人痘苗的不足，并且可在實驗室大量生產，于 1804年傳入我國后很快代替了人痘苗。

牛痘苗的發明應歸功于英國醫生 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年發表了他的牛痘苗著作，為人類傳染病的預防開創了人工免疫的先聲。 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 8年，1792年榮獲 ST．Andrew醫學博士學位。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象得到了啟發，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，男孩不再發病。1798年他發表了開創新紀元的牛痘疫苗的報告。這一創造性的發現當時被稱為 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日在日內瓦召開的第 33屆世界衛生大會 (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. 減毒疫苗的發明

免疫學的發展自 Jenner發明牛痘之后，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展。在方法學上

創造性得解決了細菌的分離培養，從而能獲得純種細菌，為人工菌苗的制備創造了條件。 Pasteur更有意識地研究獲得減毒菌株的方法，通過系統的科學實驗，終于發現了應用物理、化學以及生物學方法可獲得的減毒菌株。 1880年，Pasteur發明雞霍亂桿菌的接種方法； 1881年，Pasteur應用高溫培養法制備了炭疽桿菌減毒疫苗；1885年，Pasteur在兔體內連續傳代獲得了減毒株，制備了狂犬病疫苗。巴氏減毒菌苗的發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，發現在其血清中有一種能中和外毒素的物質，稱為抗毒素。將這種免

疫血清轉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年獲得了諾貝爾醫學獎。

4. 補體的發現

19世紀末，繼抗毒素之后，又很快發現了免疫溶菌現象。 1894年，R Pfeiffer用新鮮免

疫血清在豚鼠體內觀察到對霍亂弧菌的溶菌現象。 1895年，J Bordet發現溶菌現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存在兩種不同物質與溶菌作用有關。一種對熱穩定的物質稱為溶菌素即抗體，有特異性，另一種對熱不穩定的物質，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。

5. 血清學方法的建立

在抗毒素發現以后的 10年中，相繼在免疫血清中發現有溶菌素、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，當外毒素進入體內后與之特異結合，并刺激細胞產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. 細胞轉移遲發型超敏性的成功

Koch在發現結核桿菌之后，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現象。這一現象具有特異性但與抗體產生無關。直到 1942年，MW Chase等人對 Koch現象進行了深入研究，證明用致敏豚鼠血清轉移給正常動物不能引起結核菌素反應，而用細胞轉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生體液免疫外還能形成細胞免疫

2. 免疫耐受現象的發現

1945年，RD Owen發現自異卵雙生的兩頭小牛個體內有兩種血型紅細胞共存，稱之為血型細胞鑲嵌現象。這種不同血型細胞在彼此體內互不引起免疫反應，把這種現象稱為天然

耐受。1953年，RE Billingham，PB Medawar等人在小鼠體內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。自此經典免疫學的觀點受到嚴重挑戰，人們開始注意研究

免疫生物學問題。使免疫學的發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. 抗原進入體內后，選擇相應受體的免疫細胞使之活化。增殖形成抗體產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。

4. 免疫細胞系可突變，產生出同自己抗原發生反應的細胞因子，可形成自身免疫。此學說不僅闡明了抗體產生機制，同時對許多重要免疫生物學現象都做了解答。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生等現象。此學說已被免疫學者所接受，促進了現代免疫學的發展。

四、現代免疫學時期

1. 60年代的重要發現

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免疫系統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（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，統一抗體名稱和分類 IgG，IgM，IgA，發現了 IgD，IgE

2. 70年代的重要發現

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 淋巴細胞在抗體產生中的協同作用

Feldman T和 B細胞在抗體產生中的協同作用

Unanue 巨噬細胞在免疫應答中作用

2. T細胞亞類的發現

研究 T細胞的發生，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.免疫網絡學

1974年，NK Jerne提出免疫網絡學說

（1）抗原刺激發生之前，機體處于一種相對的免疫穩定狀態。

（2）抗原進入機體后，打破了這種平衡，產生特異性抗體分子。

（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定平衡。

3. 80年代的重要發現

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區和 C區基因。同時應用克隆 cDNA片段為探針，證明了 B細胞在分化發育過程中編碼 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性肽類細胞調節因子。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，供實驗研究和臨床應用。

4. 90年代的重要發現

1.抗體庫技術

90年代初提出了抗體庫技術。抗體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重組技術改造現有的單抗發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.轉基因動物

轉基因動物（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基因（transgene），制備轉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 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損壞了的組織細胞 ,達到治療疾病的目的。科學家們認為 ,干細胞研究有著不可估量的醫學價值。從理論上說 ,干細胞可以用來治療各種人類疾病。科學家發現 ,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 ,將導致新的醫療技術革命。

邂逅激情

一秒的出現 是個突破

011102

學習了。謝謝。


補充內容：
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