第六章 免疫学技术基础一,血清学反应以抗原 -抗体结合为基础的反应
1,沉淀反应可溶性抗原与抗体以适当比例混合后,在适量电解质存在下,可产生肉眼可见的沉淀。
以抗原 (或 Ab)的稀释度作为沉淀反应的效价。
沉淀反应可分为,
(1)环状沉淀反应
(2)絮状沉淀反应
(3)琼脂扩散试验
(1)环状沉淀反应 Ag
碳疽,Ascoli试验
Ab
(2)絮状沉淀反应可溶性抗原与抗体在试管,玻片上以适当比例混合后,可产生肉眼可见的沉淀浑浊为阳性。
如梅毒 ------Kahn Test
(3)琼脂扩散试验,
利用琼脂将抗原,抗体包埋,在 琼脂中扩散后产生浓度梯度,在某一处比例适当,可产生沉淀环。
可分为,
(a)单向琼脂扩散试验:可定量。
Ab
(b)双向琼脂扩散试验
Ab Ag
A B A A
Ab-a Ab-a
A B
Ab-ab
,
Ag-Bg Bg-Cg
C
A B
Ab-ABC
(c)对流免疫电泳
:pH8.6 正极 Ab 负极 Ag
(d)火箭电泳(电免疫扩散)
Ag 1 Ab
2
3
(-)
(e)免疫电泳 -定性
+ -
Ag(Serum)
2,凝集反应颗粒性抗原 +抗体 -----产生肉眼可见的凝集块
(1)直接凝集反应抗原 +抗体直接混合,在栽玻片上也可观察。
如,
肥达试验 (widal test),用于伤寒诊断。
(2)间接凝集反应将可溶性抗原吸附在某球形颗粒状物质表面,与抗体发生 凝集反应 。
也有将抗体吸附于颗粒上反应,称为 反向凝集反应 。
凝集抑制试验,
吸附性抗原 +抗体 正常凝集反应先加入与抗原一致的可溶性抗原 -----中和抗体,使抗体被消耗 -----抑制正常凝集反应作用,检测抗原 -抗体系统中是否存在可溶性抗原,
临床上用 乳胶凝集 抑制试验 于早孕诊断,
乳胶颗粒 +HCG-----吸附 -----加入抗 HCG的抗体 -----加入孕妇尿液,若发生凝集,为阴性 ;
若不发生凝集,为阳性。
HCG:绒毛膜促性腺激素天然凝集反应,
血型反应 (血型凝集素等 ).抗体不是抗原刺激 B细胞产生,而是天然具有的,
同种红细胞凝集反应,
ABO血型系统 O A B AB
RBC-Ag 无 A,B A B A,B
血清 Ab 抗 A,B 抗 B 抗 A 无 抗 A,B
抗体同样可参与凝集反应,所以输血以同型血为最佳。
Rh血型,
用 Macacus Rhesus红细胞免疫家兔,产生抗体,可对大部分人 RBC产生凝集反应 (Rh阳性 );只对小部分 RBC不产生凝集反应 (Rh阴性 )
Rh抗体不是天然存在的,必须经免疫后才产生。
补体参与的溶血反应。
3.补体结合试验二个系统,指示系统 ----RBC,抗体,补体被检测系统 ----抗原,抗体如果抗原可与特异性抗体结合,则暴露补体结合位点,
消耗竞争性指示系统中的补体,RBC溶血不明显。
过程,抗原 +抗体 ----加入少量补体 ----一定时间保温后,
加入指示系统 ----若抗原抗体匹配良好,则中和补体,红细胞不与补体结合,不溶血 ;若抗原抗体不匹配,则溶血。
区别,不溶血 ----颗粒悬浮,不透明,雾状溶 血 ----半透明,均质的血水
4.免疫荧光法抗原微量时,需借助放大系统荧光素 -抗体再和抗原结合,在抗原部位可用荧光显微镜定性,用荧光分光光度计定量,
方法,
(1)直接法,将荧光抗体直接与反应板上的抗原结合,进行检测的一种方法,
常用的荧光素,
罗丹明,异硫氰酸荧光素 (FAM)
直接法缺点,必须标记特异性抗体,无普遍使用性。
(2)间接法,
抗原 +特异性抗体 +抗抗体 ----只要是抗该动物的 Ig,
则抗体可与之结合反应。
优点,减少标记次数,具普遍适用性,
间 接法缺点,有非特异性。
5.免疫酶技术 〔 Immunoenzyme Tchniques〕,
酶 联 免疫吸附试验 - ELISA 〔 enzyme- linked
immunosorbent assay 〕
利用酶的显色底物的灵敏反应,指示抗原抗体的特异性反应。在抗体上标记酶,该酶可催化颜色反应,通过酶标仪检测。
常用固相载体,聚乙烯 ;聚苯乙烯 96孔板。
常用酶有
a.辣根过氧化物酶( HP,Horseradish Peroxidase)
供氢体,
3,3’-二氨基联苯胺 (DAB);邻甲苯胺 (OT)
HP
DH2 + H2O2 D + H2O
492nm
HP的 RZ值----铁 A403/275nm糖蛋白= 3.0
比活 250/mg
b)碱性磷酸酶( Alkaline phosphatase AKP)
底物:对硝基酚磷酸盐 〔 P-nitrophenyl
phosphate;P-NPP〕
AKP
P-NPP NP (405nm)
可溶酶标记抗体的方法,
戊二醛交联法
Protein-NH2 + HOC-C-C-C-COH + H2N-IgG
Protein-N=C-C-C-C-CO=N-IgG
过碘酸氧化法过碘酸可使糖分子上的环被打断 -----形成醛基 -----
与蛋白交联可分为一步法和二步法,
一步法,一步将上述物质混合,交联效果较差。
二步法,抗体先与戊二醛充分反应,充分被标记,
再加入蛋白质。
ELISA:
特异性,检测过程的精确性 -------直接法特异性好影响特异性的因素,
(1)抗原类似物的干扰 ;
(2)洗脱过程的彻底性灵敏度,可检测量 ----间接法灵敏度高重复性,二次结果的一致性,CV(变异系数 )。
6.蛋白免疫印迹技术( Western Blot)
Southern Blot-分析 DNA
Northern Blot-分析 RNA
Protein-----PAGE电泳 ------NC膜 ------Ab-----Aab*enzyme
nitrocellulose
membrane
X-P X(棕色 )
不溶性 !
.
7.免疫胶体金标技术 (Immunogold staining,IGS)
Faik &Taylor 1971年,
HAuCl4+ Ab------Ab*Au 5nm(红 )
SPA--- SPA *Au 5nm(红 )
SPA(固定 ) ------C
抗 HCG -Ab (固定 )----T,HCG +抗 HCG-Ab标记的 *Au
C T
8,放射免疫测定 (Radio-immunoassay,RIA)
60’s Yalow (1977 Nobel) 灵敏度,< 10- 9g
常用同位素,125I (97%),131I (8%),3H,32P,14C。
a.直接法,
抗原加抗体 * 沉淀 〔 聚乙二醇 〕 液闪计数形成饱和曲线状态,
CPM
Ag
b.间接法,抗原与 *抗原能竞争性与抗体反应 。
人为将抗原做成一种量的梯度,检测系统中 *抗原 -抗体的量的关系,得一曲线,
(可预先做成标准曲线,称竞争抑制标准曲线 )
*Ag-Ab
CPM
Ag
,
*Ag+Ab = *AgAb
+
Ag = AgAb
缺点,
(1)可能造成人体损伤
(2)放射性同位素存在半衰期
9.免疫电镜技术标记电子密度高的蛋白,在电镜下易观察,用于特异性抗原的组织定位。
二,体外细胞免疫测定
1,总 T花环试验( rosette test〕
方法,待数淋巴细胞 +绵羊 RBC-----镜检,计数 -----3个以上 RBC结合称为阳性 ; 测定 T Cell.
2,EA花环
RBC----免疫动物 ----RBC的抗原和抗体结合 ----37度培养 5min----离心 ----镜检 ;测定有 Fc受体 Cell( B〕
3.EAC花环抗原 RBC+抗体 +补体 +B细胞 -----EAc花环测定有补体 C3受体 Cell(如 B cell〕
4.淋巴细胞转化试验 (Lymphocyte Transformation
Test; LTT)
对淋巴细胞进行功能检测的一种方法淋巴细胞 +抗原物质,体外培养 2-3天,若细胞高度增殖,
则为阳性反应 ;若无增殖,则为阴性反应,其中的抗原可分为非特异性和特异性,
非特异性抗原,
(1)植物血凝集素 (PHA)
(2)刀豆球蛋白 A (Con A)
(3)美洲商陆 (PWM)
都是糖蛋白,可刺激 淋巴 细胞非特异性增殖,正常人群转化率 70%左右,肿瘤病人或免疫功能下降的人转化率下降,
特异性抗原,
如,纯蛋白衍生物( PPD〕 ;
类毒素(白喉;破伤风) ;
疫 苗:伤寒;牛痘。
操作过程,
分离淋巴细胞 +PHA-----37度,培养 3天左右 -----观察,
a.涂片镜检分裂状态,核颜色深,大,则为阳性,
转化率 =转化细胞数 /细胞总数
b.刺激指数 ( SI,stimulation index )
在实验结束前 16hr加入一些同位素 (常用 3H-
TdR),多头收集器将细胞吸到滤膜片,将膜剪下进行放射计数测定,其中设两管对照,一加抗原,一不加抗原,计算刺激指数,
刺激指数 =实验孔 CPM/对照孔 CPM
.
5.混合淋巴细胞反应 /培养
Mixture lymphocyte reaction
MLR
Mixture lymphocyte culture
MLC
三,单克隆抗体技术,
(Monoclonal Antibody,McAb)
希望得到更多,高纯度抗体,
1975 Milstein,Kohler
主要特点,
高纯度的均一的抗体,化学结构完全相同,
单克隆抗体可以大量生产,细胞可以传代
-----(Mice腹水 10-50mg/ml,达一只羊的产量 )
高度专一特异性,
单克隆抗体针对单一抗原决定簇,不发生交叉反应,通常单克隆抗体无沉淀反应,
单克隆抗体有类型,IgA,G,D,E
功能,IgG4,IgA,IgE不能结合补体 ;
IgM不能结合 SPA.
原理,
人为可控制生产的抗体,希望体外培养 B细胞获得抗体,B细胞体外生长 <7-12天就已死亡。
B细胞可分泌抗体 ; 骨髓瘤细胞可传代。
根据细胞融合实验的经验,骨髓瘤细胞可传代,
使生产抗体的非传代 B细胞在保留正常细胞特性的基础上成为传代细胞。
.
.
单克隆抗体的制备选高纯度的抗原 ----注射 BALB/C(小鼠 )----免疫刺激 ----牺牲后取脾脏 (B淋巴细胞 )----体外与小鼠骨髓瘤细胞 (NS1,SP2/0,FO,653)进行融合杂交 ----加入 HAT培养基进行培养,10-14天 --
--大量 B细胞,骨髓瘤细胞死亡,存活的是融合的细胞 ----筛选 ----阳性克隆扩大培养 。
HAT,筛选作用,对骨髓瘤细胞有杀伤作用。
10-14天,可使 B细胞死亡 (<7天可存活 )。
HAT培养基的选择原理,
HAT培养基,次黄嘌呤 ---H;
氨基喋呤 ---A;
胸 苷 -------T
正常细胞中,
核苷 +ATP =========== 核苷酸+ ADP;
核苷磷酸激酶( TK〕
次黄嘌呤+ 5-P-RPP========次黄嘌呤核苷酸
/鸟嘌呤,HGPRT /鸟嘌呤核苷酸肿瘤细胞以上两过程有缺陷,只能从头合成。
氨基嘌呤是四氢叶酸的类似物,可阻断氢的合成,
从而阻断 DNA从头合成 (经典途径 )。
四,其他技术
1.免疫磁技术
2.免疫亲和技术,利用配体与受体间的亲和关系
3.抗体酶技术 (Abzyme)
酶的特征,
a.特异性识别与结合能力,(Enzyme,DNA,RNA,Ab).
b.催化功能,分子断裂与结合,
(Enzyme,Ribozyme,Abzyme).
抗体酶催化的分子均为过渡态的化学分子,也称为亚稳态或转换态,催化化学键的断裂 。
抗体酶的制备方法,
与制备单克隆抗体相似,以过渡态分子作抗原,免疫动物,筛选具有催化活性的抗体。
有催化活性的自身抗体:
1989 Paul发现 IgG分解 VIP(血管肠肽)
-- Gln16-Met17--
17%人有此 Abzyme,哮喘病人量高 50倍。
VIP(血管肠肽)--松弛平滑肌。
4.生物芯片技术 (Bio-chip techniques)
免疫芯片 ------------AgAb反应原理核酸芯片 (DNA,RNA)---杂交原理