免疫学研究范文
时间:2024-01-03 17:51:28
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篇1
为了明确现阶段眼科免疫学所涉及病症的科研进展和方向,提高临床治疗和科学研究的针对性,我们参阅国内外眼科免疫学最新研究成果,从免疫学角度分析了葡萄膜炎、角膜病、近视以及Graves眼病的发病机制和临床表现,提出了相关治疗方法和研究进展。通过考察其在细胞培养技术、DNA重组技术、分子生物学技术、蛋白质生物化学技术等方面的成果,文章确立了运用多中心研究的方式加强基础研究和实验方法改进,以推进眼科免疫学的未来发展。
【关键词】 眼科;免疫学;葡萄膜炎;角膜;Graves眼病
AbstractFor pointing out the relevant research progress and scientific research direction of disease about ophthalmic immunology at the present stage, improving the direction of clinical treatment and scientific research,based on the latest research of ophthalmic immunology of the world, this paper analyzed the clinical manifestations, pathogenic factors, treatment methods and reaserch progress of uveitis, corneal, ocular surface diseases and Graves ophthalmopathy clearly. In view of a series of major achievements of ophthalmic immunology driven by cell culture techniques, DNA recombinant technology, molecular biology techniques, protein biochemistry technology, this paper pointed out that the approach to promote the development of ophthalmic immunology is using multicenter study ways to increase basic research and improve experimental methods.
KEYWORDS: ophthalmic; immunology; uveitis; cornea; Graves ophthalmopathy
0引言
眼可被认为是一个微型免疫系统,可发生任何类型的免疫反应。由于它具有解剖、生理、生化等方面的特殊结构和功能,它又有别于全身的免疫反应,形成了独特的免疫生理和病理过程,它与全身免疫反应又有联系,又有相对独立的局部功能[1]。由于免疫学研究取得了长足的进步,细胞培养技术、DNA重组技术、分子生物学技术、蛋白质生物化学技术的发展,都对眼科的发展起到了巨大的推动作用。目前免疫学涉及眼科的研究领域较为广泛,如眼免疫的基础研究、单纯疱疹性角膜炎、蚕蚀性角膜溃疡、外伤性白内障、老年性白内障、晶状体蛋白免疫、葡萄膜炎、角膜移植术后免疫排斥反应、Graves眼病及春季卡他性结膜炎等疾患的免疫学研究,并开始对疾病的发病机制、诊断、防治等方面进行深入的研究。
1葡萄膜炎的免疫学研究
葡萄膜炎是一类常见的致盲眼病,虽然感染、外伤等多种因素均可引起,但最常见和最重要的类型为自身免疫应答所致的葡萄膜炎。其常见病因及类型为风湿性疾病伴发葡萄膜炎、Vogt小柳原田综合征、Fuchs综合征、Behcet病及眼弓形体病所致的葡萄膜炎等[2,3]。人类葡萄膜炎多是由自身免疫反应所引起,视网膜中有多种抗原,每种抗原又有多个致葡萄膜炎活性多肽。Rai等[4]探讨了葡萄膜炎与视网膜S抗原的22种多肽的关系,在检测的26例患者中11例对S抗原多肽有增殖反应。此种结果一方面说明一些葡萄膜炎可能由视网膜S抗原多肽引起的免疫反应所致,另一方面也提示在一些葡萄膜炎发生中也可能有其他视网膜抗原或葡萄膜抗原参与。葡萄膜炎患者体内晶状体抗原、葡萄膜抗原的体液和(或)细胞免疫反应的检测,发现这些抗原的免疫反应在葡萄膜炎的发病中起着重要作用。一般认为葡萄膜炎是由Thl细胞介导的疾病,最近研究发现,Tbet (T box expressed in T cells,Tbet)是Thl的特异性转录因子,在Thl的分化中起决定作用。在炎性反应过程中,Tbet可诱导产生干扰素,抑制白细胞介素(interleu-kin),IL4等Th2因子产生,启动Thl反应,导致以细胞免疫为主的炎性反应损伤。为探讨Tbet在Behcet病性葡萄膜炎中的作用,IJi等用逆转录聚合酶链反应(reverse transcriptase polymerase chain reaction,RT—PCR)和Western印迹方法检测了活动性Behcet病患者外周血单个核细胞Tbet的表达,发现其表达显著高于正常人,此结果支持Behcet病性葡萄膜炎是由Thl细胞介导的自身免疫性疾病这一观点[5]。糖皮质激素仍是葡萄膜炎治疗的主要药物。近年来糖皮质激素应用于治疗葡萄膜炎的一个重要进展是将其直接注射至玻璃体内,以治疗慢性后葡萄膜炎[6]。
目前文献中报道此种治疗的适应证主要有交感性眼炎、特发性视网膜血管炎、特发性全葡萄膜炎、中间葡萄膜炎、Behcet病性葡萄膜炎、慢性葡萄膜炎、葡萄膜炎所致的顽固性囊样黄斑水肿、继发于匐行性脉络膜炎的脉络膜新生血管、VKH综合征引起的渗出性视网膜脱离[7,8]。此种治疗的最大优点是眼内用药不引起全身性并发症。但是葡萄膜炎虽然发生于眼局部,却往往是一种全身性免疫应答所致,葡萄膜炎易于伴发多种全身性疾病,这些均说明大多数葡萄膜炎不可能仅用眼内注射糖皮质激素的方法,有关此种治疗的长期效果尚需进一步研究确定。除了传统的免疫抑制剂治疗葡萄膜炎之外,一些新的免疫抑制剂和生物制剂也显示了治疗的有效性,这些药物和生物制剂主要有环孢素、FK506、麦考酚酸酯(Mycophenolatemofetil)、肿瘤坏死因子(TNF)阻断剂、干扰素等[911]。其他新的制剂或实验方法正在临床试验中,如IL1受体拮抗剂(anakinra)、IL2受体拮抗剂(daclizumab)或特异性细胞因子(IL10)制剂,口服抗原诱导免疫耐受也可用于治疗葡萄膜炎。应用重组人T细胞受体(T cell receptor,TCR)可抑制T细胞活化、阻止T细胞向眼内聚集,抑制迟发型超敏反应和眼内细胞因子表达,从而抑制或预防EAU的发生[1214]。
2角膜病
角膜疾病以及角膜移植术后的排斥反应是免疫学研究的第二热门问题。角膜移植术后的排斥反应是导致手术失败的主要原因。对角膜移植术后的病理组织学、体液免疫、细胞免疫、T细胞亚群、自然杀伤细胞、IL2及其受体等方面的研究,揭示出细胞免疫在角膜移植术后免疫排斥反应发生中起着重要作用。动物实验研究表明,参与免疫排斥反应的细胞有T细胞、辅助/诱导性T细胞、抑制/细胞毒性T细胞、巨噬细胞、MHCⅡ类抗原阳性细胞及β转化生长因子阳性细胞。降低术后排斥反应的主要药物包括糖皮质激素、环孢素A、FKS06、雷帕霉素、麦考酚酸酯以及一些细胞因子制剂或受体拮抗剂。在高危角膜移植术患者的前房中植入FKS06缓释药物,可有效抑制术后内皮型排斥反应的发生[15]。此外,蚕蚀性角膜溃疡和疱疹病毒性角膜炎也与机体免疫功能异常有关。蚕蚀性角膜溃疡是一种自身免疫性疾病。免疫组织化学研究发现,病变处角膜和结膜的上皮细胞、角膜基质细胞有HLADR抗原的异常表达,CD+4/CD+8细胞比值增加;患者血清中有抗兔角膜细胞和抗人角膜上皮细胞的抗体,外周血CD+4/CD+8细胞比值明显增高;泪液免疫球蛋白和补体C3水平也有异常。单纯疱疹性角膜炎:是我国感染性角膜疾病中的最常见的一种类型。在对其发病机制进行的研究中,发现单纯疱疹性角膜炎的发生除与感染的病毒株有关外,还与机体的免疫功能有关;用流式细胞仪检测患者外周血淋巴细胞免疫表型,发现溃疡型与基质型有明显不同,溃疡型主要表现为机体的免疫功能低下,基质型则表现为Ⅳ型过敏反应;患者外周血淋巴细胞的IL2产生及自然杀伤细胞活性明显低于正常人;基质型患者的红细胞免疫功能及外周血CD+4/CD+8细胞比值也显著降低;复发性单纯疱疹性角膜炎患者血清中可溶性IL2受体水平升高,患者泪液中分泌型的IgA含量明显降低。单纯疱疹性角膜炎除使用抗病毒药物以外,还可联合应用免疫调节剂,如应用γ干扰素联合中药治疗较单纯应用抗病毒药物效果更好。
3眼表疾病
春季角膜结膜炎是常见的眼部超敏反应性疾病,过去认为是IgE介导的I型超敏反应,近年来发现T细胞介导的免疫反应也参与其发病。在春季角膜结膜炎患者的结膜组织中发现黏合素、表皮生长因子和血管内皮生长因子强阳性表达,结膜组织中可见嗜酸性粒细胞和单核巨噬细胞等免疫活性细胞。春季角膜结膜炎患者泪液中嗜酸性粒细胞趋化因子、IL4,IL6、可溶性IL6受体和巨噬细胞炎性蛋白的含量明显升高[1618]。自身免疫性泪腺病是眼干燥症的主要原因。近年来,我国眼科学者利用DEAE52纤维层析法从牛泪腺中提取了两种泪腺抗原,其相对分子质量分别为43000和67000,并将其免疫大鼠可诱发出自身免疫性泪腺炎的模型,用于探讨泪腺炎的发病机制[19]。
4 Graves眼病的免疫学研究
Graves眼病是常见的眼眶疾病之一,已被认为是一种自身免疫性疾病。许多学者在Graves眼病的发病机制研究中发现:(1)患者血清中有甲状腺刺激抗体、抗眼肌膜抗原抗体、甲状腺球蛋白抗体及甲状腺过氧化物酶抗体等自身抗体,其中甲状腺刺激抗体及抗眼肌膜抗原抗体与Graves眼病的活动性有关,当Graves眼病控制后其抗体水平显著下降;(2)急性期时,用流式细胞仪检测患者体内CD+4细胞无异常,而CD+8细胞明显下降,CD+4/CD+8细胞比值明显升高,缓解期则上述指标恢复正常,因此,CD+4/CD+8细胞比值可作为评价治疗效果的指标;(3)患者淋巴细胞IL2受体、血清可溶性IL2受体、IL6和可溶性IL6受体及肿瘤坏死因子均高于正常人,活动期高于缓解期;(4)患者甲状腺滤泡上皮细胞膜有异常的HLADR抗原表达以及甲状腺内S100蛋白阳性树突状细胞增多,后者与HLADR抗原阳性甲状腺上皮细胞或浸润的淋巴细胞密切接触,提示异常增多的树突状细胞可能与自身免疫反应的启动或延续有关;(5)患者血清中γ干扰素水平显著升高而IL4水平无改变,γ干扰素/IL4比值升高提示患者体内Th1细胞活性增高;(6)患者尚有红细胞免疫功能的异常。有关Graves眼病的自身抗原目前尚无定论,有学者认为人眼肌膜蛋白(相对分子质量64 000)所引起的免疫反应可能在Graves眼病的发生中起着一定作用。关Graves眼病的免疫抑制剂的治疗,国内报道较少,主要应用糖皮质激素、环磷酰胺、氨甲喋呤及环孢素A等药物治疗[20]。
5近视
近视眼是一种严重危害青少年视力的常见病、多发病。在近视的发病机制方面,至今仍众说纷纭。最近有学者从免疫学观点出发的病理学研究能够促进对近视的治疗新见解以及近视发病机制新概念的形成[21]。近视患者的体液免疫状况:对56例年轻的近视患者进行了免疫学研究,结果发现IgG含量升高,IgM含量下降,有并发症的高度近视患者血清中IgG降低,IgM升高,免疫复合物增加到98%±5%[22]。近视患者的细胞免疫状况:进展性近视患者外周血中淋巴细胞含量较正常人低,T淋巴细胞的相对数和绝对数明显降低。对有并发症的高度近视患者的免疫学研究结果显示,T淋巴细胞、辅T细胞和抑制性T细胞以及B淋巴细胞的含量明显降低。可以推测,细胞免疫功能缺陷与近视发病可能有关[23]。机体免疫状况的改变在近视的发病机制中起着一定的作用。近视患者,尤其是有并发症的高度近视患者的细胞免疫和体液免疫状况与自身免疫性疾病患者的免疫反应指标相似[24]。这无论对近视病因的理解还是临床用免疫方法预防、预测和治疗近视都将是有益的。
6其他方面的研究
近年来,诸多学者在眼免疫学的研究中发现,增生性玻璃体视网膜病变的患者,眼玻璃体内IL6水平增高,视网膜前膜中可检测出IgG,IgA,IgM抗体、补体C3、T和B淋巴细胞、HLADR抗原阳性细胞和巨噬细胞;老年性黄斑变性患者血清中抗视网膜抗体的阳性率高于正常人,提示在老年性黄斑变性的发生中可能有免疫因素的参与;翼状胬肉的形成可能与紫外线引起角膜前弹力膜蛋白变性刺激机体产生变态反应有关,其病变组织中可见大量的肥大细胞和淋巴细胞,并有大量肥大细胞脱颗粒现象,血清中IgE,IgG,IgA,IgM,补体C3,TNFα和血小板衍生的生长因子显著升高;老年性白内障患者的房水和血清中免疫球蛋白、补体C3水平异常,淋巴细胞对晶状体蛋白有异常免疫反应[24]。
我们在今后的工作中应重视眼科免疫学基础研究,改变单一的实验方法,从多角度、多层次探讨眼病免疫学问题,提倡多中心研究,争取在眼科免疫学研究的部分方面有所突破,促进我国眼科学的发展。
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篇2
关键词:临床免疫学与检验;实验课优化;实验室条件优化;教改
临床免疫学与检验属于生命科学的前沿学科,该学科要求临床医学检验系的学生不仅要扎实地掌握渗透到临床医学各个学科的免疫学专业知识,还要求学生提高应用免疫检验基本技术在临床实践、疾病诊断、治疗指导方面的能力,突出培养具有扎实基本理论知识和突出实践技能的应用型临床医学检验人才[1]。在实际的教学工作中,广西医科大学临床免疫学与检验传递理论知识做得比较全面,但实验课没有受到重视,教学内容、形式还需要改良优化。同时由于地域经济条件限制,实验室设备存在老旧、不齐全、数量不足等问题,故未能开展全面的实验课教学,部分实验是靠单一的、抽象的讲述型教学,不仅不能引起学生的兴趣,还增加学生学习理解难度,面对日新月异的免疫检测技术只能死记硬背,降低了教学质量。因此,重视优化改革免疫学与检验实验课的内容、优化教学方法,加速免疫学与检验实验内容知识体系,增强完善免疫实验室资金投入升级设备配置,提高学生实践能力方面的培养需求,是目前面临的一项重要挑战。
1临床免疫学与检验实验课的优化
1.1优化临床免疫学与检验实验课内容
根据基础教学大纲,合理设置实验内容,使知识点向临床多学科交叉融合,增加综合性、设计性实验操作的权重[1],改变以往实验项目单一教师讲授,突出实践技能为主线的启发式教学[2]。课题组针对性讨论并改良教学大纲,理论与实验课比值应达到1:1,其中理论课50个学时,实验课50个学时。医学免疫学与检验的实验内容应根据临床实际病例设计全面的系统的多模块检验实验技术,整合囊括免疫组化、血清总补体活性测定、凝集反应、标志物免疫测定等经典的、有临床应用价值的几大基础实验。同时摒弃缩减那些纯理论、验证型实验,或在科研、临床应用中淘汰的实验,如沉淀反应等[3]。通过拓展对病例的分析和实际运用,以培养学生突出实践技能为主线,帮助学生熟悉临床需求和实验技能操作的流程,从而巩固与提升理论学习的记忆理解,充分彰显实验教学在医学检验系培养中的独特性。
1.2优化实验课堂的评判
在以往的临床免疫学与检验的实验教学中,教师告诉学生实验目的、实验方法、实验步骤、注意事项后,学生机械式地照搬实验参数、数据完成操作步骤得出结果,结果与预定结果不吻合就为了成绩修改实验结果。这种传统的验证型教学方法在一定程度上限制了学生能动性、自主性的发挥,无法培养学生独立思考、综合分析的能力和严谨的科研思维。教学应该是一个允许学生犯错的过程,在授课中让学生回归实验主体的地位,自由选择仪器设备,学生在自主能动的过程中犯错,教师方可针对学生存在的问题有的放矢给予及时指正,学生在犯错后深刻反思,获得独立操作的能力、分析结果的能力、解决问题的能力,从而开拓学生的创新能力,为以后的科研工作、临床工作遇到的问题展示出较高的应变能力。修订实验考核成绩评判方法,建立规范操作成绩、分析问题的成绩、解决问题的成绩、书写实验报告的成绩、设计实验方法的合理性、知识灵活运用程度等多元化综合实验考核评判,教师综合权衡给分,全方位提升医学实验教学的教学质量。从本质上避免学生偷懒抄袭的现象。
1.3加强与医院各科室及各临床实验室的交流学习
学校附属医院的大实验室,如儿科实验室、血液科实验室、心血管研究所等,因为临床检测的需求,免疫检测设备更新换代比较快,拥有当今市面上较为先进的免疫检测设备,如流式细胞仪、荧光显微镜、二代测序仪、电子显微镜等,这些先进的设备已经成熟应用到各种临床科研工作中。在临床免疫学与检验实验课的教学工作中,教研室购买全部如此昂贵的仪器并不现实,所以增强教研室与临床实验室的沟通,提高设备资源利用率,组织学生到各大实验基地见习各种先进的免疫检测设备在临床工作中的应用,开阔眼界。这不仅可以强化学生在课堂所学的理论知识,还避免了实验教学与临床脱节[4]。
2实验室的教学条件的优化
2.1优化更新仪器设备
对比免疫检测在现实生活中的飞速发展及高校扩招人数几何数增长,高校受地方财政影响,免疫实验室的资金投入和仪器设备更新换代稍显落后,不能满足当下实验人数和教学的需求。普遍性存在仪器设备数量不足问题,人手一份,两人用一套,甚至一组人用一套,存在损坏严重的仪器仍给学生使用,甚至临床早已淘汰的老旧仪器仍在广泛使用,如胶头吸管、称量天平等,造成实验效率低下。良好的实验室与仪器设备是实验教学的基本保障[5],高校应该重视实验室建设,申请政府加大免疫实验室资金投入,统一引进充足的、同一批次的、质量好的先进仪器设备及耗材,保证学生有充足的仪器、实验耗材,如移液枪、枪头、电子天平、自动酶标仪、洗板机、显微镜、分光光度计、水平电泳仪等,避免长时间排队等待浪费时间。
2.2优化实验室教学配置
科学技术日新月异,新的免疫技术、免疫检测设备层出不穷,教研室大型设备实时更新换代不切合实际,所以适当提高实验室硬软件设施、电子多媒体资金投入,应用现代多媒体互联网手段将新的高精尖的免疫技术、免疫设备通过5G视频播放、AR虚拟场景的模式,直观便捷地传递给学生。电子多媒体的展示远比文字、图片的展示更为形象生动具体有趣,让学生更为直观地掌握该实验操作具体过程细节、注意事项,使枯燥的理论知识转变为趣味的、直观的、活泼生动的数字化动态模拟内容。还可以根据学生需要自主重复观看、模拟操作,大大提高课堂趣味性和教学效率[6]。随着实验室新的仪器设备功能更加复杂和精密,加上实验过程中常常会使用到腐蚀、易燃的试剂,如果没有专门的实验室管理人员定期开展维护和保养工作,很容易损坏仪器设备准确度和精度。随着学生人数增多,如果没有专业的实验室管理人员核查管理,容易引发学生安全事故。所以应当为实验室配置掌握实验基础知识并熟识电子多媒体相关知识的实验室管理人员。他们在协助教师准备实验耗材、设备、试剂的同时也能正确使用、维护电子多媒体设备,并定期统筹专业技术人员校正仪器设备,维护仪器设备使用寿命,减少每个仪器的固有误差,让学生操作更加精准,教师更容易准确评判学生的操作是否规范。
2.3生物安全的优化
在实验过程中,学生的自我保护意识较为薄弱,对实验室潜在的生物危险因素认识不足,常常忽略生物安全性,所以建立健全的实验室生物安全管理体系,完善实验室管理规范,教学工作前应进行实验室管理规范并强调生物安全知识教育。强调进入实验室必须穿白大褂、实验操作时必须佩戴一次性手套、操作后洗手、实验用品和生活用品摆放的位置、出现意外情况等应及时汇报[7]。同时应给实验室配置生物安全柜上超净台、通风橱等设备。电泳实验中SDS凝胶、荧光标记实验中的荧光标记物等都具有一定的生物危害性,涉及此类有危害身体健康的试验品的实验操作时,要求学生在生物安全柜上进行操作,减少气溶胶吸入和皮肤间接接触,这是保护学生的一道重要屏障。构建实验室安全体系,保障实验室安全,保护学生身心健康是教学中的重中之重[8]。同时也培养学生从小养成良好的工作卫生习惯,在以后临床检验科或者科研的工作中难免碰到患者的标本含有乙肝病毒、艾滋病毒、梅毒等,甚至有毒的试剂时,方能避免不必要的职业暴露及感染。
3结论
篇3
【关键词】 检验;免疫;临床;实践;研究
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2014.03.726 文章编号:1004-7484(2014)-03-1762-02
临床医学和免疫学通过临床免疫学连接起来,免疫学原理是免疫学检验的根本。本文结合自己从事免疫学检验的多年经验,阐述一下临床免疫学和免疫检验的相关知识。
1 临床免疫学概念
在免疫学中,临床免疫学占有重要的一席之地,是免疫学和临床医学的有机结合。当前,在临床上检验项目越来越多,患者本身和临床医生也都已离不开临床检验,对其具有更高的期待和要求,需求是技术发展的动力源泉,在这种背景下,需要其迅速全面发展,与医疗科技发展同步,满足临床应用,开创临床免疫学技术的新篇章。
2 临床免疫学促进新技术发展
DNA的双螺旋是分子克隆和PCR等技术的理论基础,这些技术对于分子生物学和遗传学来说,具有划时代的重要意义。同时,免疫学抗体理论和抗原推动了凝集和沉淀以及标记等,这些临床免疫学新技术的产生和发展。近年来,由于分子生物学和细胞生物学对免疫学的渗透,再加上免疫学的自身发展,免疫学理论有所创新。
3 临床免疫学新技术发展特点分析
3.1 多学科交融 数据多且复杂是免疫学检测的特征,而对于医务人员来说,对数据进行有效分析,对结果的正确应用,是最关键所在。因此说,加强临床免疫学、医学统计学以及生物信息学等学科之间的深入交流和合作,并在临床检验和科学研究中,以它们为基础上,广泛创新和应用新技术,将是充分发挥免疫学检测作用的关键环节。
3.2 高通量、智能化、自动化的免疫新技术 自动化和智能化以及同步化是临床免疫学检测的特点,毛细管电泳技术和电化学发学分析技术,以及微粒子酶免疫技术等,这些免疫新技术远远先进于传统手工操作,而在整个检验医学检测中,生物芯片技术的运用使高通量和平行化以及大规模成为现实。
4 免疫学检验存在的问题
4.1 定位 目前,在一部分医疗单位中,免疫学检验专业还没有设立,因此,就更谈不上实验室和专业检验设备了,而专业的检验人员也没有固定,在生化和微生物实验室分散进行免疫学检验中的一些项目,从而影响到免疫学检验专业的发展。
4.2 质量管理分析 在国家卫生部相关室间质量评估活动中,各大医学中的免疫学检验的大部分项目都已参加,但控制室内质量仍处于薄弱状态。国内还没有彻底的做到有效统一大部分免疫学检验项目的质控品和标准品,所供应的部分,存在项目不全和价格昂贵的弊端。这是造成大多数试验室达不到质量控制标准,检验质量出现波动的原因所在。当前,缺乏充足的试剂是普遍存在的问题。而且,研究内容与临床也没有实现有效结合,这些是造成免疫学检验在诊治疾病中,其作用没有得到有效发挥的关键因素。
5 发展建议
医院领导和检验科应充分的认识到免疫检验的重要性,设置免疫学检验专业,积极引进设备,展开定位项目,并配备专业人员,加强对人员的培训,把室内质量控制健全起来,成立免疫检验学小组,负责分析相关问题和制定解决方案,强化管理参考品和质控品,竭力把检验效果提高上来,真正发挥出临床免疫学的作用。
6 小 结
在临床免疫学中,临床检验占有重要的一席之地,而所研发的各项技术有效的推动了临床检验学的发展,并使检测时间被缩短,样本用量也被节约,从而在诊断上实现了无创和快速以及准确。但也存在困难,我们应该予以正视,即需要有效合理的把复杂的数据应用起来,从而能够把患者负担减轻,有利于成本的控制。同时为达到临床免疫检验的要求,需要强化交流和合作基础研究项目,调动在岗员工学习各种技术的积极性,努力把自身综合素质提高上来。
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篇4
关键词:小儿哮喘;免疫学;发病机制
小儿哮喘是一种表现反复发作性咳嗽,喘鸣和呼吸困难,并伴有气道高反应性的可逆性、梗阻性呼吸道疾病,会严重危害儿童的身体健康,异常免疫反应在发病中起着重要作用,其主要病理过程为气道黏膜水肿,嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和中性粒细胞浸润气道,导致内分泌物增多[1-2]。由于气道有炎症,使气道高反应性,细小支气管管腔狭窄甚至闭塞,血清和气道分泌物中总免疫球蛋白(IgE)和过敏原特异性IgE增高,该病理和病理生理改变的本质是异常的免疫反应。
1、遗传学背景
哮喘为多基因遗传病:其遗传度高达77%,但环境因素仅占23%。通过结合DNA芯片技术与临床表型关联的分析得出:哮喘候选基因的筛选已被越来越多的人所关注。目前已发现11q与过敏体质(atopy)有关,其控制总IgE和气道高反应性的基因位点位于染色体5q31成簇的细胞因子(IL-4,IL-13和IL-4受体)中。这些基因的突变导致细胞内信息传递因子信息传感和转化活化剂-6(STAT6)活化[4],促使atopy和哮喘的发生。而且β2受体的突变与哮喘有紧密的关系,位于14q的T细胞抗原受体(TCR)和特异性IgE反应连锁。由此可见,哮喘的发病和atopy的形成均具有遗传背景.。然而近几十年,哮喘的发病率却在成倍的上升,这说明不仅仅是候选基因发生突变而导致的,主要原因是环境因素变化。此外,从已知的哮喘候选基因来看,均属免疫因子的基因位点,这些基因多态性的表型(临床表现)必然关系到免疫学改变[3]。
2、TH1/TH2 细胞功能失调
TH1 细胞的主要通过分泌IL-2和IFN- γ等细胞因子对抗细胞内细菌及原虫的免疫反应,对诱发器官特异性自身免疫病、器官移植排斥反应以及抗感染色疫中起面议调节作用,而TH2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13,能够在诱发过敏反应中调节体液免疫反应,并辅助B细胞合成转化免疫球蛋白,其中,分泌出的IL-4能够促进IgE的合成,IL-5和IL-8能够延长嗜酸性粒细胞在气道内的存活时间,所以,形成过敏体质的基础便是TH2的功能亢进[4]。
在一般情况下,TH1/ TH2细胞处于恒定状态,二者功能发生变化时又会产生相互影响,例如当哮喘患者TH1细胞功能下降时,TH2细胞的功能就反而增大,导致生成大量炎症因子,IFN- γ水平降低,IL-4、IL-5水平升高,说明患者体内TH1/ TH2功能失调,当然,TH1细胞和TH2细胞的功能并不是相互独立的,TH1/ TH2细胞起着相互抑制的作用,当TH1内的细胞因子IFN- γ拮抗TH2的IL-4和IL-10时,会导致TH2细胞的活性减弱,相反,当TH2细胞内的细胞因子IL-4和IL-10拮抗IL-2和IFN- γ时,TH1细胞的活性就会减弱。总免疫球蛋白会促进肥大细胞和嗜酸粒形细胞分化,进而形成以IgE为特征的速发型变态反应,即迟发型哮喘反应。
从最近的小儿哮喘发病机制的研究结果:诸多哮喘患儿的体内并不存在TH1细胞功能低下或者TH2细胞功能亢进的现象,由此表明,TH1/ TH2细胞失衡并不是导致小儿哮喘发病的唯一因素,还尚有其他亟待可知的机制参与。
3、TH2细胞引起免疫反应
1、嗜酸性粒细胞(eosinophil) 嗜酸性粒细胞属于白细胞,其具有粗大的嗜酸性颗粒,内含有过氧化物酶和酸性磷酸酶,气道全层会在TH2细胞内的细胞因子IL-5和 IL-13的诱导下聚集大量嗜酸性粒细胞,从而释放出炎症介质,主要有嗜酸细胞神经毒蛋白、胶原酶、NO、以及血小板激活因子等。
2、免疫球蛋白(IgE) IgE是人体的一种抗体,存在于血中,可以引起I型超敏反应,TH2细胞内的细胞因子IL-4能够促成lgE的合成,它与肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合释放出炎性介质,从而产生免疫功能。
3、细胞黏附分子(CAM) 细胞黏附分子能够通过介导白细胞与内皮细胞及其他气道结构细胞的相互作用来调控白细胞在局部的聚集与归巢等活动[2],由于TH2内细胞因子IL-6以及肿瘤坏死因子的刺激,导致炎症细胞大量在气道聚集。同时,血管细胞黏附因子、细胞间黏附分子、分泌因子都会到气道参与聚集。
4、趋化因子(chemokines) 趋化因子在炎症反应中有着不可替代的作用,它能够吸引白细胞移行到感染部位的一些低分子量趋化因子(多为8-10KD),同样,嗜酸细胞活化趋化因子也会参与到炎症细胞在气道聚集。
5、内皮素(Ets) 内皮素存在于血管内皮以及各种组织和细胞中,是调节心血管功能的重要因子,能够维持基础血管张力与心血管系统稳态。其合成主要取决于巨噬细胞原炎症因子和肿瘤坏死因子-α的调控。内皮素不仅能够有效收缩支气管平滑肌,而且还能促进黏膜下腺体的分泌以及促使平滑肌合成纤维细胞的增殖。
4、树突状细胞(DC)
树突状细胞是机体功能最强的专职抗原递呈细胞,能高效地摄取、处理和递呈抗原,自身有很强的免疫刺激能力,对小儿哮喘的发病机制起着至关重要的作用。其通常少量分布于与外部接触的皮肤部位,DC主要分为髓样DC(DCl)和淋巴样DC(DC2),DCl分泌的IL-12和IL-18促使TH0细胞分化为TH1细胞,由于IL-4的刺激,TH0渐渐向TH2发育,同时IFN- γ的正反馈刺激DCl 使TH1分泌更多的IL-12,因而导致DCl功能不足,TH1/ TH2细胞功能失衡,很大程度上,会引起人的过敏反应[5]。
DC有成熟状态和未成熟状态,在人体内, DC大部分是非成熟状态,未成熟DC有极强的抗原吞噬能力,在摄取抗原或受到外界因素刺激时就会分化为成熟DC,而成熟DC能有效激活初始型T细胞,近年来,人们越来越重视微环境因素对不成熟DC发育可能造成的影响,比如细胞因子。
最近研究表明又出现了低3种表型的DC[6],即低分化DC,其吞噬功能很强,但分泌细胞因子的能力较弱,它与DC1、DC2不同的是,在提呈抗原的过程中并不会激活TH0细胞。由此看出,树突状细胞对小儿哮喘的发病具有关键作用。
5、免疫耐受现象
免疫耐受是指免疫活性细胞接触抗原性物质时所表现的一种特异性的无应答状态,如在抗原或过敏原刺激下,树突状细胞内不成熟的DC能够抑制气道炎症反应。但准确机制尚不明,导致不成熟DC诱导T细胞的无能化,可能是由于它们之间缺少共刺激分子。
6、哮喘的发作与因素
哮喘发作的前兆便是出现过敏体质,与TH2细胞不同,T细胞主要产生IL-10来抑制TH1细胞和TH2细胞,而TH3细胞主要分泌TGF-β来抑制炎症的反应,通过诱导共刺激分子,T细胞、TH3细胞由于与其配体的相互连接而被活化 ,从而导致细胞功能缺乏,免疫耐受状态被破坏,便出现了过敏体质。
由于近年来哮喘发病率急速上升[7],随之便出现了各种导致因素,感染便是其中之一,感染的抗哮喘机制是极其复杂的,通过toll样受体细菌会促使TH1的发育,由于缺乏经常性呼吸道感染的原因,导致TH1不能完全发育,使新生儿时期,TH2细胞的功能亢进发展迅速,便形成了过敏体质。已有医学证明鼻病毒、腺病毒、衣原体或支原体呼吸道感染也会导致哮喘的发作,但是也并不是所有的呼吸道感染都能诱发哮喘的发作。是否导致哮喘的发作取决于病原体的抗原成分,成分不同,可能诱发哮喘也可能抗哮喘,哮喘的发作与感染机会并没有直接的关系。
7、哮喘的免疫学治疗
随着医学技术的不断更新,目前已研究出许多控制哮喘发作的方法,如气道吸入糖皮质激素、抗原特异性免疫疗法以及LgE单克隆抗体治疗等疗法,但这些并不能从根本上治疗哮喘,,如糖皮质激素,它只能控制哮喘症状,必须持续用药来预防复发。所以深入研哮喘发病机制探索出一种新的能够抑制哮喘的发作的疗法是有意义的。
由于哮喘发作的机制是免疫耐受被打破,所以想要研究出预防和治疗哮喘的有效方法就需重建免疫耐受,增强免疫耐受的方法如下:
7.1益生态学治疗:为激活黏膜免疫系统NOD2的活性来预防过敏性疾病的发生,可口服乳酸杆菌。
7.2抗原特异性免疫治疗:通过反复接触少量过敏原来调节机体的免疫应答,使机体产生耐受性,当机体再次接触过敏原时,便可减少介质释放,减轻气道炎症,从而降低气道反应性。
7.3脱敏治疗:脱敏治疗有口服过敏原和皮下注射过敏原,为提高其特异性免疫耐受,可通过诱导IL-10来抑制IL-4的产生。皮下注射过敏原已广泛应用于小儿哮喘的临床。
参考文献:
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篇5
【关键词】复发性口腔溃疡;免疫紊乱;固有免疫;体液免疫
【中图分类号】R78【文献标识码】A
【文章编号】2095-6851(2014)05-0047-02
复发性阿弗他溃疡( Recurrent Aphthous Ulcer, RAU), 又称复发性口腔溃疡、复发性口疮( Recurrent Oral Ulcer, ROU ) 或复发性阿弗他口炎( Recurrent Aphthous Stomatitis, RAS) ,是一种常见的炎症性口腔粘膜病。其主要发生于唇、颊和舌缘黏膜,在角化完全的附着龈和硬腭中很少发生[1,2]。RAU的发生较为常见,病因十分复杂,但其发病原因不详,致病机制不明确,是多因素综合作用的结果,且病情严重程度、间歇期和持续时间存在明显的个体差异。目前关于ROU病因方面的研究,主要集中在免疫、遗传因素、细菌、病毒、基因、食物过敏、胃肠道疾病等。近些年来,许多学者的研究结果表明免疫功能紊乱在RAU病因中起着重要的作用,下面对其免疫学方面的病因的研究进展进行综述。
1免疫学病因的首次提出
1969年,Lehner首次发现RAU前驱期病损即有大量T淋巴细胞浸润, 其中溃疡前期是T辅助细胞(CD4,Th)占多数,溃疡期则T毒性细胞(CD8, Ts/c)为主,愈合期又回到T辅助细胞(CD4)为主,提示T淋巴细胞在RAU 的发病中起重要的作用[3]。近年来,有学者认为RAU是由于机体免疫活性细胞亚群失衡所导致的疾病[4]。机体中免疫功能的正常运行,依赖于各免疫细胞系及各细胞亚群之间相互协调,维持免疫状态的平衡,一旦平衡被破坏,则导致免疫调节紊乱而发生疾病。如果针对性地使用免疫调节药物,可能对于临床上治疗复发性口腔溃疡具有较好的疗效[5]。
2RAU与固有免疫
虽然T细胞是参与口腔溃疡的初始细胞,但并不是口腔局部组织损伤的唯一细胞类,尤其是中性粒细胞在自身免疫性疾病中也能够介导组织损伤。已有报道证实免疫复合性脉管炎是RAU的发病机制之一。在口腔黏膜局部堆积的免疫复合物通过招募中性粒细胞释放组织降解酶,从而损伤粘膜,产生溃疡[6,7]。还有研究表明,病毒感染可能在RAU的发病中起着重要的作用。正常人体中的NK细胞能够杀伤被这些病毒感染的细胞,而在RAU患者的急性期和后期,NK细胞的活性明显低于正常水平,从而诱发机体发生RAU[8]。在RAU患者中存在中性粒细胞的迁移和NK细胞活性的下调,说明固有免疫功能的紊乱是RAU发病机制之一。
3RAU与体液免疫
口腔免疫状态受局部及全身免疫状态的影响。唾液免疫球蛋白是全身体液免疫球蛋白的组成部分。口腔免疫防御体系中,分泌型免疫球蛋白( SIgA )在口腔免疫防御中起重要作用,它参与机体的局部免疫, 被认为是机体抗感染、抗过敏的重要免疫屏障。因此,口腔的免疫状态主要取决于SIgA的含量。吴慧华等研究发现RAU患者唾液S IgA检测结果较正常对照组低, 一方面免疫力降低使之受到病原体的侵袭与感染,导致RAU的发生, 另一方面在免疫反应的过程中消耗了SIgA。此外,炎性刺激可以加强唾液腺体的分泌,由于唾液量的增加使SIgA的含量受到了稀释, 因此RAU患者唾液SIgA的含量低于正常水平。RAU患者唾液IgG含量与正常对照组无明显变化,说明IgG在口腔溃疡中,不具有特异性。在实验家兔的血清中检测到了抗口腔黏膜抗体, 抗体的效价随着免疫次数增加而升高,且实验家兔口腔黏膜溃疡发生的频率亦随之增加,之间呈正相关关系。免疫荧光抗体检测发现,试验家兔的口腔黏膜溃疡处、黏膜棘层、基底层及基底膜有IgG沉积。所有这些检查,与人类RAU的研究结果基本相同。
4RAU与细胞免疫
许多研究证实,多种细胞因子分泌紊乱在RAU的发病中起着重要的作用。研究发现,RAU患者唾液和血清中TNF-α水平明显高于正常人群,在发病的急性期尤为显著。用TNF-α抑制剂能够有效抑制RAU的发生与发展,说明TNF-@在RAU发病中有着重要作用[16]。TNF-α刺激上皮胞质细胞中主要组织相容性复合物1型和2型抗原的表达,T细胞识别这些细胞抗原以后触发细胞毒性反应,并导致口腔黏膜形成溃疡[17]。TNF-α还可上调黏附分子和趋化因子的表达、趋化并促进T细胞复制,对上皮细胞产生直接的细胞毒作用。而且,TNF-α能够诱导其它细胞分泌IL-6、IL-8等。IL-6既促进辅T细胞生长和分化,也可促进细胞毒性T细胞的分化;IL-8则能通过招募更多的细胞毒性T细胞至溃疡损伤处进一步发挥破坏作用。因此,RAU患者体内TNF-α上调与RAU患者体内TNF-α上调与RAU密切相关。
5RAU与粘膜抗体
部分RAU患者外周血中可检测到循环免疫复合物和自身口腔粘膜抗体,同时在口腔中可检测到幽门螺旋菌(Helicobacter pylori,Hp),因此很多学者认为RAU的发病与Hp感染及交叉抗原有关。王淑丽等发现口腔中的Hp感染不但与RAU的发生相关,而且在血液中,由Hp与人上皮细胞表面抗原等结构类似的多糖抗原诱导的自身免疫反应可能是复发性口腔溃疡发生机制中的重要因素。这些均表明RAU与Hp和上消化道疾患关系十分密切。其实口腔粘膜与胃肠粘膜同属消化系统,均来自外胚层,其结构、功能、生理、病理必然有许多相似之处,彼此有着共同的抗原成分,有类似的发病机制。其发病机制可能是口腔粘膜自身抗原致敏淋巴细胞产生抗粘膜抗体,形成免疫复合物,激活局部的补体,导致多形核细胞浸润和炎症反应,导致组织细胞溶解,最终导致灶状粘膜损害和溃疡形成。诱发胃肠粘膜病损的抗胃壁细胞抗体与诱发口腔粘膜病损的抗口腔粘膜抗体相互作用并形成交叉自身免疫。
作为自身抗体的粘膜抗体被认为在RAU发病过程中发挥重要作用,但作为自身免疫性疾病中普遍存在的抗核抗体尚未在RAU患者的血清中找到。
6结语
综上所述,RAU患者免疫学方面改变的各项证据均说明免疫因素在RAU发病中起重要的作用,其中T淋巴细胞亚群分析以及功能测定在RAU发病机制中占有重要地位,可以作为临床检测的参考指标。但这些细胞免疫及体液免疫在RAU中的作用及机制目前尚处在探索阶段,相信随着近一步的深入研究,人们将揭开RAU的发病机理并找到其防治的有效方法。
参考文献
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篇6
【关键词】 结核分枝杆菌Rv1009蛋白;体外实验;免疫学特性;皮下注射
结核病是危害人类健康的头号公敌, 是传染病中给人类造成伤害最为严重的疾病。在临床中, 针对结核疾病主要使用的药物是卡介苗, 但是从近几年的研究上来看, 卡介苗的保护性不完整情况越来越突出, 再加上人口流动性和艾滋病流行、吸毒、酗酒等外界因素的影响, 结核疾病在全世界范围内广泛扩散, 并且呈现出发病人群的数量回升的趋势。为了积极研究结核疾病的致病机制和免疫机制, 研究出有效预防和治疗结合疾病的药物, 本院特进行了一次研究, 取得了较为良好的效果, 现将具体情况报告如下。
1 材料与方法
1. 1 材料 液体培养液主要由Difco公司提供, IFN-γ、IL-10和IL-12所需要使用的检测试剂盒由深圳晶美公司提供[1], OADC和RPM11640培养所需要的培养基主要由GIBCO公司提供。另外还在华美生物公司购进了E.coliDH5α和羊抗鼠。本次研究中所使用的对象为小白鼠, 均为雌性。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 制备融合蛋白和转移膜[2] 将转化的E.coli DH5α添加在20 ml的培养液中, 在37℃的环境中进行振荡培养, 培养的时间在4 h左右, 并且使用IPTG进行诱导。对上述制备好的融合蛋白进行急菌处理, 将其转移到硝酸纤维素膜上, 将含有目的蛋白表达的NC膜剪下备用即可。
1. 2. 2 免疫小白鼠[3] 将小白鼠随机分为Rv1009免疫组和生理盐水组, 各5只。Rv1009免疫组小白鼠需要在腹股沟皮下包埋两条NC膜, 进行3次免疫, 每次免疫的时间间隔为2周;生理盐水组小白鼠皮下注射生理盐水即可。收集所有小白鼠的血清, 采用ELISA方式来对小白鼠血清中抗体的滴速情况进行测定。
2 结果
Rv1009蛋白小白鼠血清特异性抗体的滴速为1:1700, 生理盐水组小白鼠检测呈现出阴性。Rv1009组淋巴细胞的增殖数量为(2.5±0.2), 生理盐水组淋巴细胞增殖的数量为(0.8±0.1), Rv1009组淋巴细胞阻滞的速度较为明显。另外, 在IFN-γ的含量方面, Rv1009组为(1250±33)pg/ml, IL-10的含量为(522±16)pg/ml, 以上数均明显高于生理盐水组的[(255±20)、(75±5)pg/ml]。在IL-12的水平情况方面, 各组别之间的含量较为相近。
3 讨论
在临床研究的过程中, 很多学者在结核领域做出了相当大的贡献, 这些研究的成果在不同程度上给结核的防治带来了积极的借鉴意义[4], 也给人类带来了福音。学者Mukamolova发现, resuscitation-promoting factor(Micrococcus luteus分泌的能够复活的促进因子, 简称为RPF)[5]能够刺激结核细菌休眠, 也能够促进患者机体繁殖和生长, 在结核疾病中所产生的作用与真核细胞的因子极为相似, 能够进行自我刺激。另外, 还有实验证明, RPF还能够对其他种类的高G+C含量中的革兰阳性菌产生刺激, 也就是说, RPF能够对结核分枝杆菌产生作用[6]。在学者Sassetti的研究过程中发现, RPF蛋白并不是结核株生长所必须具备的条件, 而且这种样蛋白在功能伤害会出现重叠的现象[7]。在本次研究的过程中, 进行试验的小白鼠体内特异性抗体的滴速情况为1:1700, 证实了本次实验研究的结果正确性。淋巴细胞的增殖数量为(2.5±0.2), IFN-Y的含量为(1250±33)pg/ml, IL-10的含量为(522±16)pg/ml。上述指标均能够证明Rv1009蛋白能够诱导有效细胞产生免疫应答的情况。作者认为, 在感染的过程中首先需要使介导细胞之间出于平衡的状态, 也就是说在本次试验研究中, IL-10在小白鼠体内水平升高不能够单纯地下结论说此种情况对机体会产生不利的影响[8]。
综上所述, 结核分枝杆菌Rv1009蛋白让人们在对抗结核疾病的过程中看到了希望, 具有极强的临床研究价值, 值得在临床中推广应用。
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篇7
关键词:奥苏贝尔;先行组织者;医学免疫学与微生物学
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0000-00
1医学免疫学与微生物学教学中存在的主要问题
医学免疫学与微生物学(以下简称微免)是医护学生的必修课,也是连接基础医学和临床医学的桥梁学科,在医学教育中占非常重要的地位。在学习过程中,学生普遍反映医学微生物内容繁杂、琐碎,各章节框架相似,缺乏新意,难以记忆。而医学免疫学则内容抽象难懂、枯燥乏味,因此教学内容难教、难学。如何高效的完成教学目标,让学生达到课程教学的总体要求,成为急需解决的问题[1]。
2奥苏贝尔教学模式
美国认知教育心理学家奥苏贝尔通俗的认为认知结构就是书本知识在学生头脑中地再现形式,是有意义学习的结果和条件。学生能否的习得新知识,主要取决于他的认知结构中是否有适当的能起固定作用的观念,有意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有观念的相互作用才得以发生的。
2.1有意义接受学习理论
有意义学习理论是奥苏贝尔在20世纪70年代初期提出的,他认为学习的成功与否与学习者原有知识关系极大。所谓有意义学习就是以符号为代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当知识建立非人为的和实质性的联系。根据学习方式,将学习分为接受学习和发现学习;根据学习内容与学习者原有知识结构的关系,学习分为有意义学习和机械学习。无论是接受学习还是发现学习都可能是机械的,也都可能是有意义的。奥苏贝尔提出,进行有意义学习必须具备三个前提条件:第一,学习材料本身必须具备逻辑意义。第二,学习者必须具有有意义学习的心向。第三,学习者的认知结构中必须有同化新知识的原有适当概念。所谓有意义学习的心向是指学习者能积极主动的在新知识与已有适当观念之间建立联系的倾向性。如果 学生对待学习的态度是想理解学习材料,并且把新的学习和先前的学习联系起来,学生就很可能以有意义的方式去学习,因而能极大的激发学生的学习积极性和提高教学效果。
2.2先行组织者教学策略
奥苏贝尔不仅正确通过“发现学习”和“接受学习”均可实现有意义学习,而且还对如何在这两种教学方式具体实现有意义学习的教学策略进行了研究,提出了先行组织者教学策略。“先行组织者”的定义是“在正式学习之前,以适当的方法介绍的关于学习主题内容的前导性材料,这个前导性材料的抽象性、一般性和包容性都高于正式学习材料”。先行组织者的形式并不固定,可以是一些陈述,也可以是一些用于说明、解释学习内容的图形、图表,甚至幻灯片、动画等通俗易懂的语言或直观形象的具体模型。先行组织者教学策略的实施步骤为:(1)呈现组织者。在学习新知识之前,教师首先要从学生原有的知识、经验出发,结合实际介绍引导材料,将新知识的上位概念纳入学生的认知结构中。(2)呈现学习任务和材料。通过各种方式向学习者呈现学习材料时,说明知识结构,理顺诸多学习材料的逻辑关系,使学习者理解具体的学习任务。(3)巩固新知识,扩充与完善认知结构。教师采用各种方法组织教学过程,随时为学生提示新、旧知识间的关联, 使学生将新知识固定在原有的认知结构中。
3奥苏贝尔教学模式在教学实践中的应用
3.1微免教学中应用奥苏贝尔教学模式的可行性
首先,国内外大量研究表明,奥苏贝尔教学模式是行之有效的,它帮助学生提高其所掌握知识的层次性、组织性,能够促使学生形成适当的、稳定的和清晰的认知结构。但运用该教学模式的前提条件是学习材料本身应具有逻辑意义。而《微免》这门课尤其免疫部分,知识系统性强,有一定逻辑性,不单靠记忆,更需要理解、分析和综合。先行组织者教学策略可以很好的起到联系新旧知识的作用。另外,医护专业学生学习负担重,先行组织者充分发挥教师的主导作用,帮助学生在较短时间轻松获取大量的专业知识。
3.2先行组织者教学策略在教学实践中的实施
先行组织者呈现的形式多种多样,但应具有一些共同的基本特点:如浅显易懂、引人入胜、富有召唤力;展示将要学习的内容和意义;能将有关的方法或思路迁移到新的情境中,降低教学内容的难度等。本文尝试将概念型组织者、比较型组织者和问题型组织者应用于微免教学中以提高教学效果[2]。
3.2.1概念型先行组织者
在学习新内容前,先展示概念图,其主要目的是要把学习的概念通过图示进行组织,可以让学生预先有一个总括性的框架,从而起到先行组织者的作用。例如在讲授医学免疫学部分时,抗原、抗体与免疫应答是医学免疫学的核心与基础内容,但由于免疫学内在的逻辑性和连贯性,学生在初学这些概念时不易理解。教师可以在讲述概念之前,先解释这三个概念间的关系。可以利用关系图来描述这三者之间的关系,这样能使学生同时掌握三个概念,并理解了免疫应答的基本过程。见图1。
图1 抗原、抗体与免疫应答的关系
3.2.2比较型先行组织者
如果学生对学习的新知识不完全陌生,而且原有的知识结构与新材料有相类似之处,教师就可以设计一个比较性组织者,以帮助学生弄清新旧知识间的异同点,增强新旧知识间的可辨性。医学微生物学的内容相对零散,不易记忆,但是其内容有很对相似的地方,可以进行类比,因此可设计比较型的先行组织者。例如在讲肠道杆菌时,在形态特点、致病性等方面有很多相似之处,可以设计大肠埃希菌、沙门菌、志贺菌之间的类比,见表1。对于各类细菌与病毒都可设计这样的比较表格,其异同点一目了然,可以更好的帮助学生融会贯通,理解记忆。
表1肠道杆菌的比较
大肠埃希菌 沙门菌 志贺菌
生物学性状
致病物质
所致疾病
防治原则
3.2.3问题型先行组织者
有意义学习心向在具体学习活动中的表现是学生自愿积极主动的学习。德国教育学家狄思惠说“教学的艺术不在传授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。教师在讲授新知识前,可以设置学生比较感兴趣的问题或者案例激发学生的兴趣,调动学习的积极性,促使学生产生迫切的学习欲望[3]。比如在讲超敏反应时,可以让同学们讨论下自己有没有过敏现象?对什么过敏?有那些表现?同时结合临床青霉素过敏导致死亡的案例,使学生迫不及待的想知道为什么会过敏?过敏有那些特点?有哪些过敏现象?如何防治过敏?在学生兴趣浓厚、好奇心强、学习状态最佳时引入主题教学内容,以此达到提高教学效果的目的。
4奥苏贝尔教学模式对教学实践的启示
奥苏贝尔教学模式是一种很有效的教学模式,可以提高学生学习的效果,有助于医护学生对医学知识的学习、保持、迁移和运用;有助于教师设计教学内容、安排教学顺序,以适合学生认知结构的特点。但奥苏贝尔教学模式能否提高学习和保持效果,取决于教师是否全面深入了解学生能力和知识状况,是否合理组织教材和控制教学进程。因此,具有一定局限性,故在微免教学中仍需与其他教学模式相结合,使微免教学将更上一台阶。
参考文献
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篇8
【关键词】 结核分枝杆菌;Rv1009;结构域多肽;免疫学特性
DOI:10.14163/ki.11-5547/r.2015.17.191
为了探讨慢性胃炎的有效治疗方式, 本院特进行了一次研究, 取得了较为良好的效果, 现将具体情况报告如下。
1 材料与方法
1. 1 材料 7H9液体培养液引进于美国Difco公司;IFN-γ、IL-10和IL-12所使用的ELISA检测试剂盒主要由深圳晶美公司提供。MTBH37RV是由陕西省结核病防治中心提供, BCG疫苗株主要由兰州生物制药研究所提供, 国药准字为SF20020034, 批号为20011201。RPMI1640主要购自于华美生物有限公司[1]。本次研究的主要对象为小白鼠, 所有选用的小白鼠均为雄性, 由湖南省第四军医大学试验动物中心资助。33只小白鼠作为本次研究的主要对象, 将其随机按照融合蛋白免疫情况的不同分为Rv1009组、BCG组和生理盐水组。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 脾淋巴细胞增殖指数检测试验 分离三组小白鼠的脾淋巴细胞, 并将细胞数量调整到5×105/L, 200 μl/孔, 在孔板中用小牛血清对RPMI-1640进行培养, 并且加入PPD2 μg/孔, 但是在对照孔中不加入PPD, 调零孔不加细胞。将其放置在孵箱中进行培养, 再加入20 μl MTT继续培养4 h后终止培养, 弃上清后再在孔板中加入DMSO震荡10 min后测算相关的刺激指数。
1. 2. 2 小白鼠血清异性抗体检测方式 用纯化的方式将融合蛋白作为抗原, 包被ELISA板, 在4℃环境下过夜之后将37℃的环境下封闭, 30 min之后洗涤, 并且加入不同稀释度的免疫小白鼠的血清, 洗涤后加HRP标记的羊抗鼠。待OPD显色之后测定490 nm处的吸光度值。
1. 3 观察指标 三组小白鼠中的血清特异性抗体滴速、脾淋巴细胞增殖指数情况、淋巴细胞悬液中IFN-γ、IL-10、IL-12的产生水平进行观察。
1. 4 统计学方法 采用SPSS19.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数 ± 标准差( x-±s)表示, 采用t检验。P
2 结果
结核分枝杆菌Rv1009结构域多肽免疫小白鼠血清特异性抗体的滴速为1:13800, 淋巴细胞增殖的指数为(2.42± 0.17), 生理盐水组小白鼠的淋巴细胞增殖指数为(0.91±0.13)。比较差异具有统计学意义(P
3 讨论
结核疾病英文名称为tuberculosis, 简称为TB, 是目前世界范围内最为重要的致病因素, 患者很容易产生死亡的情况[2]。据相关统计显示, 在全世界范围内, 约有33%的人群感染结核分枝杆菌的情况, 发生结核分枝杆菌感染的情况的新增人数每年约有1500万, 大约250万患者发生死亡的情况[3]。从目前结核分枝杆菌的存在形式上来看主要是潜伏感染, 从这一方面可以证明, 结核分枝杆菌耐药性能较强, 可以在体内长期生存, 这一特点也是造成近几年来结核疾病在临床中呈现出上升趋势的重要原因, 因此对隐藏性结核分枝杆菌进行控制是临床中最为重要的方面[4]。从目前临床情况上来看卡介苗是预防结核分枝杆菌主要的预防疫苗, 但是这种疫苗在临床中所表现出的保护期较短, 免疫应答能力较弱。另外还需要注意的是, 卡介苗对结核隐性感染者并没有效果。因此找到一种能够替代卡介苗的疫苗成为国内外研究的重点问题。通过本次研究发现, 结核分枝杆菌Rv1009在生长的过程中发挥出重要的作用, 具有多种淋巴细胞抗原表位的特点, 是治疗结核疾病新的切入点。从本次研究的结果上来看, 在小白鼠血清中能够检测到较强的结核分枝杆菌Rv1009结构域多肽抗体, 因此证明此种免疫方式的可行性[5]。
综上所述, 结核分枝杆菌Rv1009结构域多肽在体外实验研究的过程中能够取得良好的效果, 很有可能成为未来新型的结核疫苗之一, 具有极强的临床研究价值, 本次研究中的结果值得在临床中大力推广应用。
参考文献
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篇9
伴随着世界经济与学技术的蓬勃发展,医疗技术的发展在现当代取得了一系列举世瞩目的成就,就临床免疫学检验工作而言,已成为现代医院诊疗工中不可或缺的重要组成部分。随着现代医疗诊断技术的不断发展,如何有效地对临床免疫检验的质量进行控制已直接影响到临床的诊断结果的准确性,同时也间接影响到最终地临床治疗效果。由于在整个标本采集的过程中免疫检验标本从采集到结果的检验需经历的环节较多,这就对临床医师对患者的生理、病理情况以及争端方法的熟悉程度及综合技能提出了很高的要求;
2 临床免疫学检验的建立与发展
临床医学免疫检验自建立至今已经历了一百个春秋。自从19世纪80年代后期开始,随着很多学者专家开始从免疫动物或者携带有传染病病毒的患者血清中发现有能够治愈患者疾病的特异性结合病原体或其一系列的衍生产物的物质,而这些物质及为我们现在所熟识的抗体。就现代医学理念来讲,将能够引起人体体内产生抗体的物质统称为抗原。正是由于抗原以及抗体的发现,才促使现代医学专家学者开始对人类或动物体外抗原刺激体内反应产生抗体这一现象进行系统深入的研究。随着免疫学理论以及分子生物学还有其它以现代科学技术为依托的新兴临床免疫学检验继能够有日新月异的发展。
3 提高临床免疫检验质量的方法
3.1标本采集与设备管理的优化
作为检验分析前对质量控制的要求来说,检验人员首先需要做到对标本的采集和保存工作;密切注意整个样本采集过程中的样本采集的时间、止血带的使用时间和方法、采血的姿势、抗凝剂和稳定剂的选用情况。免疫检验工作,首先要求检验人员注意对整个标本的采集和处理工作。不同的采样试验对所采集的标本的要求有所不同。对于大多数以病人血清为标本的免疫检验而言,采集血清的时间应在清晨被采集者未进食前为宜,保持针筒的干燥性,抽血完成后需要马上除去针头并将所采集到的血液注入到干燥的试管内,注意在整个注血过程中采样人员的注血速度不宜过快,不能对所采样本进行振摇等一系列不允许的动作,以防溶血。在将整个血清分离完成后,应及时送往检测,如需要求对所采试样进行保存的话,可将试样置于冰箱内冷藏,不宜速冻,以防止因为反复冻融而对整个检验结果产生不良的影响。作为对测定的血清标本的收集过程来说,激素类和治疗药物的使用要特别注意收集时间的变化以及检验人员的变化对整个测定结果的影响;其次,在采购人员对于相关仪器设备及试剂的选择方面也同样对整个测量结果有着十分大的影响;作为整个检验的执行者来说仪器设备性能的好坏将直接对检验结果的精确度造成非常大的影响。在整个检测结束后要注意地成套仪器的保养和维护工作,工作人员要经常对温度计、水浴箱、酶标仪、稀释棒、恒温箱、吸量管、分光光度计等临床免疫检验的仪器设备进行核定、校正以及检查等工作,从而确保仪器设备的使用性能,减少实验过程中因为仪器所引起的误差,继而来保证检验结果准确性的目的,最终为意识的治疗及患者的康复提供最有用的保障。对于当今品鱼龙混杂,质量不一的试剂市场来说,慎重选择且经常对试剂性能进行有关试剂的检定工作是保证检验成功的重要因素。
3.2 提高技术人员的素质
人是整个免疫检验过程中的主体,是整个免疫检验过程中最积极、表现最为活跃的因素。在免疫检验过程工作的所有环节,都需要靠人来对整个试验进行操作和把握,最终实现对整个临床免疫检验质量控制的目标。因此,在整个临床免疫检测过程中检验技术人员的综合素质与业务能力会对整个免疫检验的质量和结果产生重大的影响。因此,就要求临床免疫检验的工作人员要每天按时对相关检测设备进行消毒、搞好实验室的卫生;做好相关实验仪器的定期检查工作:如冰箱、恒温箱、水浴箱、酶标仪、荧光显微镜等,做好对整个实验仪器的记录使用情况,并如实填写实验报告,按规定进行免疫检验的质控工作,并分析情况做好记录,签字等工作。
4 临床免疫学检验与生物技术
以现代新型科学技术为依托的临床医学免疫检验技术的广泛应用,对现代免疫学研究的发展起了非常大的推动作用飞,其结果又在更深的层次以及更为广范的领域内促进了现代高新生物医疗技术产业的发展,能够使诸如细胞工程技术以及基因工程技术为代表的现代高科技技术得到更广泛应用。近年来伴随着疫苗、基因工程抗体治疗以及重组细胞因子研制为主的生物工程制品产业有了蓬勃的发展,极大地推动了现代免疫学防治的开展,对许多传染性疾病的传播起到了强有力的遏制作用,从而为挽救更多的生命做出了巨大的贡献。
篇10
关键词:免疫蛋白组学;研究进展
中图分类号:Q939.91文献标识码:A文章编号:1672-979X(2007)03-0050-05
Research Advance in Immunoproteomics
HAN Chen
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)
Abstract:Immunoproteomics is a new science from the combination of proteomics and immunological analytical methods. The forming process,tools, main technical points and applications of immunoproteomics have been discussed in this paper. Meanwhile, the development of this new science is prospected in terms of its limitations.
Key words:immunoproteomics; advance
免疫原性蛋白质一直是微生物学家及医学家研究的热点。酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫共沉淀及蛋白质印迹(Western blot)等技术都是基于抗原抗体特异结合的原理,用于检测抗原存在与否,及探测一种疾病或一种微生物的免疫蛋白质组。但是,ELISA不能区分不同的免疫原性蛋白质,免疫沉淀则需要大量的抗体,且在抗原鉴定前需要去除抗体。起初,科学家曾试图用抗体从电泳后的固体胶中探测抗原,但因所需抗体量大、操作过程复杂且重复性差等原因进展缓慢。蛋白质从凝胶向膜转移技术的建立,使经凝胶分离后免疫原性蛋白质的探测成为可能,也促进了蛋白质印迹技术的发展。但传统的蛋白质印迹技术由于电泳分离的效果差,及抗原鉴定成功率低,往往只用于普通的检测、分析,很少用于大规模探测免疫原性蛋白质[1]。
蛋白质组学的特点是采用高分辨率的蛋白质分离手段,结合高效率的蛋白质鉴定技术,研究蛋白质的各种代谢和调控途径[2],使分离高分辨率及鉴定高成功率复杂蛋白质成为可能。现代蛋白质组学技术与传统免疫杂交方法相结合产生了一门新兴的交叉学科免疫蛋白质组学(immunoproteomics)[3]。
1 蛋白质组学
1.1概述
蛋白质组学属蛋白质化学的范畴,蛋白质化学包括研究蛋白质的结构和功能,通常涉及生物化学和酶学。蛋白质组学重点研究组成一个大系统的多个不同蛋白质的相互作用,它需对复杂混合物进行分析,不是通过测定完整序列进行鉴定,而是在数据库匹配工具帮助下进行部分序列测定。它是系统生物学而不是结构生物学;是鉴定系统的行为而不是鉴定任何单一组分的行为。
“蛋白质组”是一种细胞、组织或完整的生物体所拥有的全套蛋白质[4]。生命科学的研究工作主要有4个层次:基因组学(genomics),转录组学(transcriptomics),蛋白质组学(proteomics)和代谢组学(metabolomics)。人类基因组计划(human genomic project)顺利完成之后,后基因组时代(post genome era)来临,从而蛋白质组学成为科学家面临的最大挑战[5-7]。
蛋白质组学研究也是对分析手段的挑战。如何同时测定一个生物中大量或全部基因的表达似乎通过引入cDNA或寡核苷酸微阵已得以解决。用DNA微阵和相关方法分析基因表达依赖于两个重要工具:聚合酶链反应(PCR)和寡核苷酸与互补序列的杂交。但是没有类似的工具用于蛋白质分析。原因首先是没有蛋白质PCR等价物,目前不可能有多肽分子类似于核苷酸通过PCR复制的方式复制;其次,蛋白质不能专一性与互补氨基酸序列杂交。
另一个蛋白质组学的特有问题是细胞中每一个蛋白质产物并不一定只有一种分子实体。这是由于蛋白质翻译后有修饰[8]。修饰的内容随蛋白质的种类、细胞的调节机制和环境因子变化,许多蛋白质以多种形式存在。对任何特定基因的多种蛋白质产物进行检测和区分的必要性使蛋白质组学在分析方面更具挑战性[9]。
1.2蛋白质组学的工具
高通量、高灵敏度和规模化的双向凝胶电泳-质谱是目前最流行、最可靠的技术平台[10];酵母双杂交技术已用于研究蛋白质连锁群和蛋白质功能网络系统。生物信息学方法在蛋白质组学研究领域已得到有效的利用,其中突出的代表是Eisenberg等联合采用系统发育分布图(phylogenetic profiles)法、融合蛋白序列(rosetta stone)法和基因邻居(gene neighbor)法,成功地建立了酵母沉默信息调节子(silencing information regulator,SIR)作用网络和酵母朊病毒(prion)功能连锁网络。
除双向凝胶电泳,其他的蛋白质分离技术包括一维十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳 (1D -SDS AGE)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)、等电聚焦(IEF)和亲和层析。最有力的技术是将不同的蛋白质和肽分离技术结合为多维技术,例如离子交换液相层析(LC)与反相高效液相色谱(RP-HPLC)的串联是分离复杂肽混合物的有力工具[11]。
1.3蛋白质组学的应用
1.3.1蛋白质表达谱鉴定生物或细胞的特定状态,如分化、发育状态或疾病状态下蛋白质的表达以及物理、化学刺激下蛋白质的表达。这种信息对于检测药物治疗的潜在靶子极为有用。
1.3.2蛋白质网络谱这是在生物系统中测定蛋白质之间相互作用的蛋白质组学方法。大多数蛋白质在执行功能时与其他蛋白质密切相关,这些相互作用是通过体外纯化的蛋白质和酵母双杂交系统获得的。通过亲和俘获配对技术与分析蛋白质组学方法相结合,蛋白质组学可以鉴定更复杂的蛋白质网络。在细胞中多蛋白质复合物与点到点的信号传导途径有关。在蛋白质网络谱可测定的过程中,所有参与者的状态是蛋白质组学最具远大前景的应用之一。
1.3.3蛋白质修饰谱这是鉴定蛋白质怎样以及在何处得到了修饰。许多蛋白质翻译后的修饰控制着蛋白质的靶向、结构、功能和转换。此外,许多环境化学因素、药物和内源化学因素可产生修饰蛋白质的活性亲电体。修饰蛋白质可用抗体测定,但是一个特定修饰的精确序列位点往往是未知的。蛋白质组学是研究翻译后修饰的性质和序列专一性最好的方法。此法的扩展允许在一个网络中同时鉴定调节蛋白质的修饰状态,这是蛋白质组学技术的重要扩充[12]。
2 免疫蛋白质组学的技术要点
2.1二维凝胶电泳
二维凝胶电泳(two-dimensional gel elect-rophoresis,2DE)又称双向凝胶电泳,它的发展使得蛋白质混合物的分离达到高重现性和高分辨率,使定性和定量分析2个或多个细胞或组织标本中的蛋白质成为可能。2DE的出现早于通过基因测序技术检测基因表达的方法,但2DE本身是一种重要的描述性技术,当分离后的蛋白质缺少快速和可靠的鉴定工具时,它在分子生物学研究中的应用受到限制。
软电离技术电喷雾离子化 (ESI)和基体辅助激光解吸电离 (MALDI)的出现,使质谱成为现代蛋白质科学中最重要的组成部分。基体辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、电喷雾离子化串联质谱(ESI-MS/MS)取代了速度较慢、灵敏度较差的Eadman化学降解法,用于分析和鉴定2DE分离所获得的蛋白质样品。此类方法的一般步骤是:先从2DE胶切下待分析的蛋白质斑点,用胰蛋白酶对蛋白质进行胶内消化,然后用质谱技术分析消化后得到的多肽片断,用MALDI-TOF-MS测定酶解后的多肽片断得到肽质量指纹图谱并通过数据库检索来对蛋白质进行鉴定。在同一实验中未鉴定的蛋白质,再用纳升电喷雾串联质谱(nano- ESI-MS/MS)或联机的反相毛细管柱液相色谱电喷雾串联质谱进行自动的数据扫描,肽离子经碰撞诱导裂解(CID)产生的串联质谱图谱,与数据库中肽序列的理论串联质谱图进行对比检索,鉴定蛋白质。
纳升电喷雾串联质谱是基于Wilm和Mann的理论研究,现已成为分析从1D和2D上分离得到的微量蛋白质的有力工具。电喷雾上样还可在电喷雾接口前用HPLC分离多肽(在线CapLC-ESI-MS/MS)。nano-ESI- MS/MS和在线CapLC-ESI-MS/MS 2种方法是相互补充的,各有优势[3]。
2.2 半干转印
蛋白质从凝胶中向固相支持物的转移创造了Western免疫杂交研究方法,由于是在液体环境中进行,它转移速度慢,需要大电流,而大电流易产热,所以实验需在低温下进行,使用很不方便。半干转印解决了这个问题,且避免了缓冲液中不纯杂质向固相膜载体的转移。半干转印法只需将凝胶与膜紧贴,夹在转移缓冲液浸泡过的滤纸中间,然后将它们一起置于石墨电极之间,接通电源即可转移,在室温下1~2 h即可完成,非常方便。由于SDS在转移环境中与蛋白质可逆结合,如果胶上的蛋白质与SDS已经分离,则它由于失去了电场提供的驱动力而不能转移到膜上;相反,如果蛋白质已经转移到膜上而仍未与SDS分开,则蛋白质可能穿透膜而不能结合到膜上,因此,要控制好半干转印的时间。一般而言,高相对分子质量的蛋白质易丢掉SDS而留在胶中,低相对分子质量的蛋白质则不易丢掉SDS穿透膜。在阴极滤纸的转印缓冲液中补加SDS可促进SDS与蛋白质结合,从而有利于高相对分子质量蛋白质向膜上转移;通过增加杂交缓冲液中的离子强度,增加蛋白质与膜之间的疏水性相互作用,使低相对分子质量蛋白质获得了较好的杂交效率。
2.3免疫芯片
免疫芯片(immunochip)作为一种高通量同步多元检测系统,其检测操作所需样品量少、反应速度快、灵敏度高、稳定性好,在分子诊断学和蛋白质组学领域将会大有作为[13]。
目前,蛋白质组分析的研究主要依靠双向电泳和质谱,繁琐且低效,亟需建立简便易行、灵敏、高通量的表达蛋白质分析方法。其中之一就是基于抗体微阵列的蛋白质芯片[14]。通过抗体工程可以得到各种重组抗体,加上目前商业可得的抗体,将组成数量可观的抗体库,应用这些抗体制造的抗体微阵列免疫芯片即能对含有各种功能基团的蛋白质进行全面快速的分析。
随着芯片微型化技术的发展,微点的尺度进一步缩小至纳米尺度,出现了纳米阵列(nanoarray)免疫芯片。纳米点阵应用原子力显微镜(atom force microscopy,AFM)的针尖制作,纳点(nanospot)直径一般为100~350 nm,仅约为微米阵列中微点尺度的1/1 000。它不仅微型化程度高,而且检测程序无需进行分子标记,可直接用于复合物的测定,与表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)检测方法有相似之处。2002年,美国西北大学的研究人员利用AFM制作了以免疫球蛋白为捕获探针的纳米阵列免疫芯片,并验证其可与抗免疫球蛋白结合反应。
探针点并非越小越好,当点尺度小到一定程度时,因每点所含捕获分子数量过少,检测体系将表现出较大的差异性,从而失去统计学意义[15]。
3 免疫蛋白质组学的临床应用
3.1在糖尿病中的应用
Ⅰ型糖尿病(T1DM)是一种多基因、多病因的自身免疫性疾病,发病特点是选择性且不可逆的破坏胰岛B细胞,导致胰岛素产生障碍,患者终生需要外源性胰岛素。1987年,Nepom等用2DE和免疫沉淀法分析T1MD患者HLA分子,发现HLA分子存在杂合性。Winer研究非肥胖型糖尿病(non obesity diabetes,NOD)小鼠和糖尿病患者,通过SELDI-TOF-MS的质谱技术鉴定出胰岛Schwann细胞和Langerhans细胞分泌自身抗体,刺激胶质纤维酸性蛋白。研究发现,T1DM发病机制中存在自发免疫系统对抗胰岛神经组织的途径。Nielsen等的体外研究发现,B细胞成熟过程中在2 239个蛋白点中135个有差异变化,这是翻译后修饰的结果,这些翻译后修饰的蛋白质是研究T1DM发病机制的潜在靶位[16]。
蛋白质组学的研究技术在提高,将双向电泳技术用于小鼠组织,通过增大2D胶、使用窄范围的pH胶、细胞器分离可以获得超过10 000个蛋白点,远远超过传统方法获得的1 900个蛋白点。用 IL-1β研究胰岛B细胞系的蛋白质组学得到得结论是T1DM发病是多因素、动态的,并非某个基因单独作用的结果。
3.2在肿瘤诊断中的应用
蛋白质组学被用于鉴定癌症诊断的标志物,检测疾病进展和鉴定治疗的靶位。它在发现癌症的标志物方面具有重要价值,因为蛋白质组反映了细胞内在的遗传程序和直接的环境影响。美国国立肿瘤研究所组织的早期疾病探测研究机构多中心三期临床试验得出结论:通过血清及仪器标准化质控,增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)是目前最有希望的检测肿瘤早期的方法[17]。对乳腺癌和卵巢癌检测的敏感性和特异性为93%和91%,较传统的检测标志物癌抗原提高很多[18];对前列腺癌检测的敏感性和特异性为83%和97%;国内外学者还用SELDI技术对肺癌、肝癌、胃癌、肠癌、食道癌、鼻咽癌、喉癌、胰腺癌、膀胱癌、神经胶质瘤进行了检验和研究,也取得了很好的效果[19, 20]。
3.3在病原性疾病中的应用
许多感染性疾病如乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病、梅毒、鼠疫等的抗原尚依赖ELISA、放射免疫法、免疫荧光法等间接测定,用SELDI则可同时直接检测这些疾病特异性抗原的相对分子质量,并进行窗口期检查,这是其他检测手段无法做到的。
Jungblut等[21]通过免疫蛋白质组学手段,利用感染早期和晚期患者的血清研究了嘎氏疏螺旋体的免疫原性蛋白,在验证了传统使用的2个靶标抗原的同时,又找到了2个新的靶抗原。并且在幽门螺杆菌的诊断中,分别用幽门螺杆菌感染不同阶段及其他原因导致的胃炎患者的血清,探测了幽门螺杆菌不同菌株的免疫原性蛋白,对其感染特异的免疫原性靶标蛋白进行了深入系统的研究,为其诊断、预防和治疗奠定了良好的基础。
应天翼等[22]提取福氏贺杆菌2a 2457T全菌蛋白进行不同pH梯度的双向电泳,结合蛋白质印迹技术寻找发生免疫反应的蛋白质。用MALDI-TOF-MS鉴定了19个免疫反应蛋白点,对应于10种蛋白质,成功建立了福氏贺杆菌2a 2457T的免疫蛋白质组学研究方法,为寻找保护性抗原打下了基础。
Pitarch等[23]通过免疫蛋白质组学手段从白假丝酵母中鉴定到了42个有免疫原性的持家酶。通过进一步的研究发现,在念珠菌病发病过程中,磷酸甘油酸激酶与乙醇脱氢酶抗体的产生与刺激人的免疫分化有关,并验证了循环系统中白假丝酵母特异性抗体对念珠菌病发展的抑制作用。他们认为,高浓度的抗烯醇酶抗体的出现标志着患者处于恢复期,可作为病情发展的标记物。此研究为念珠菌病的早期检测及临床跟踪提供了靶标,且可能被用作设计抗真菌药物及疫苗的靶标。
3.4在其他疾病中的应用
英国Rrian Austen研究小组检测了老年性痴呆(AD)患者的组织和脑脊液,发现了一种β-淀粉样蛋白多肽,并被公认为是人脑产生神经退行性改变的标志物[24]。用SELDI进一步确定了抗原变异片段,为B型多肽的片段1~42,相对分子质量为4 511,是引发疾病的关键标志物。
在心血管病的诊断中,Allard等用SELDI技术首次发现载脂蛋白C-I(ApoC-I)和载脂蛋白C-Ⅲ(ApoC-Ⅲ)可区别缺血性和出血性脑卒中。用SELDI技术测定补体C3α链及纤维蛋白原的早期降解蛋白指纹,能更早地发现心肌梗死。
最近,Chen等提出免疫蛋白质组学应该分为3部分,(1)通过免疫蛋白质组学筛选外膜中具有免疫原性的蛋白质;(2)通过免疫后攻毒的方法鉴定免疫原性蛋白的保护性;(3)通过其中和能力来确定候选疫苗。按照上述原则,该研究小组通过实验从嗜水气单孢菌的外膜蛋白中筛选出了保护性达71.4%的抗原。但研究者认为,如果只作为诊断靶标,后两步不是必需的,而应通过与其他菌株之间的交叉反应来筛选。
4 展望
目前免疫蛋白质组学已成功地应用于生物医学的许多领域,如病源性微生物、自身抗原、肿瘤抗原及蛋白质修饰等的研究;也应用于不同种类免疫反应以及免疫反应过程中不同阶段特异性免疫蛋白质的研究。其原理还用于蛋白质翻译后修饰的研究,如通过磷酸化抗体来探测被检蛋白质中磷酸化的情况等。在今后生命科学的相关研究中,免疫蛋白质组学将应用于更为广泛的领域。
方法学上,二维凝胶电泳-质谱仍是目前最流行和较可靠的技术,但其通量、灵敏度和规模化均有待进一步加强,一些学者开始重视研究以色谱/电泳-质谱为主的技术。此外,酵母双杂交技术虽已用于研究蛋白质连锁群和蛋白质功能网络系统,但尚缺乏快速、高效的手段获取复杂蛋白质相互作用的多维信息。蛋白质组的生物信息学研究虽已有成功的先例,但其应用范围与准确率仍需提高,所面临的更大挑战是如何综合信息,准确分析蛋白质的相互作用,界定相互作用连锁群。
学术上,在基因组、转录组基础上的蛋白质组全谱研究,微生物已有成功的报道,但是在高等生物尤其是哺乳动物尚未见报道,人类组织或细胞的蛋白质组全谱研究则基本未涉足。此外,人类基因组草图虽已公布,但是,估计的3.5万左右基因中一半以上属理论推测,需要从蛋白质组水平予以检验与确认,因此,开展人类组织或细胞的蛋白质组表达谱的分析势在必行。
受基因调控的细胞内各种信号转导途径之间是相互交错和彼此关联的。虽然近年人们对转导途径以及相互关系的认识取得了进展,但是,针对任一生物体组织、细胞开展全方位的蛋白质组相互作用网络的分析鲜有报道。而此类相互作用网络的揭示对于深刻认识重要生理、病理过程的机制是不可缺少的[25]。
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