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二-5-2-5 西医 ---- 发展 ---- 基因生物学(3)

(续2)

抗体Antibody)是人或动物受抗原物质(如细菌或其毒素、病毒等)刺激后,由浆细胞合成和分泌的一种特异性蛋白质抗体是人体抵抗感染的一种重要武器。19世纪末,德国医学家贝林Behring18541917)发命令用含抗白喉毒素的动物血清,注射给白喉患儿,使其治愈,开创了免疫血清治疗的方法。此后,医学家们用含有不同抗体的动物血清,或人血清来治疗或预防多种传染病,由于贝林开创了抗体治疗传染病的方法,对防治传染病作出了卓越贡献,20世纪初荣获诺贝尔医学奖。

 

抗原和抗体的结合虽然是互补性的特异性结合,但并不形成牢固的共价键,只是通过非共价键结合。抗原与抗体这种弱的结合力涉及到种分子间的作用力,作用力的大小与抗原、抗体分子之间的距离密切相关,只有两分子表面广泛密切接触时,才能产生足够的力使其结合。抗原与对应抗体之间高度的空间互补结构,为这些结合力的发挥提供了条件。

 

亲和性Affinity)是抗体分子上一个抗原结合部位,与对应的抗原决定簇之间的相适性而存在着的引力,是抗原与抗体之间固有的结合力。

 

亲和力Avidity)是指反应系统中复杂抗原与相应抗体之间的结合能力。亲和力与亲和性有关,也与抗体的结合价和抗原的有效决定簇数目相关。

 

抗体与抗原结合是可逆的反应,抗体与抗原结合牢固,不易解离,说明该抗体有高亲和力。

 

抗体和大多数抗原都属蛋白质,在通常的抗原抗体反应条件下,均带有负电荷,使极化的水分子在其周围形成水化层,成为亲水胶体,因此蛋白质不会自行凝集出现沉淀。当抗原与抗体结合后,表面电荷减少,水化层变薄;而且由于抗原体复合物形成后,与水接触的表面积减少,由亲水胶体转化为疏水胶体。此时在电解质的作用下,使各疏水胶体之间进一步靠拢、沉淀,形成可见的抗原抗体复合物。

 

这种抗原抗体复合物,可以在身体各部沉淀下来,形成免疫损伤,或者成为自身免疫疾病;另外,各种自身免疫疾病的医学诊断中,免疫复合物被广泛用于各种检查方法,制成了许多试剂盒,提高了疾病诊断分类的准确性。

 

抗原抗体反应是生命自身自我保护反应的一种机制,中医用古老的语言概括为邪正斗争,对于二者的矛盾,中医主张扶正祛邪,尽管有失于粗浅的嫌疑,但是其高度概括的大智慧,的确有提纲挈领、执简驭繁的作用。中医不仅在理论方面有认识论,更重要的是还有临床可操作性的实践论。许多中医药治疗措施,在改善、提高免疫力低下患者的状态,以及治疗自身免疫性疾病方面,都显示了高超的疗效,这就是中医药善于改变微观领域的一个不可思议的优点。

 

抗原抗体反应过程,其具体化学变化十分复杂,人为的外在干预不容易成功,也不容易时刻不停地随机进行。这就是中医学所说的“化不可代,时不可违”,必须尊重人体的自组织能力,而不是“越俎代庖”,让生命听命于“他组织”安排

 

用免疫原理进行诊断以免疫原理研究出来的诊断技术,目前在临床上应用很广泛,现在我们以病毒性乙型肝炎的诊断为例加以介绍。

 

研究发现,乙型肝炎病毒(HBV是嗜肝脱氧核糖核酸(DNA)病毒,完整的乙型肝炎病毒颗粒又称为丹氏颗粒,是成熟的病毒,有很强的感染性,具有双层核壳结构,外壳相当于包膜,含有乙型肝炎病毒表面抗原,俗称澳抗。剥去外膜则为HBV的核心部分,核心内含有核心抗原和E抗原,颗粒内部有HBV的脱氧核糖核酸(HBV-DNA),除丹氏颗粒外,还有直径22MM的小球型颗粒和长度不一的管型颗粒,这两种颗粒是不完整的HBV,因不含核酸,不能复制,因此没有传染性。HBV的抵抗力很强,能耐受60C4时及一般浓度的消毒液,但是,煮沸10分钟或65C10小时或高压蒸汽消毒液可以灭活,在血清中3032C可保存6个月,-20C中可保存15年。

 

乙肝病毒颗粒的三种抗原,即外膜的表面抗原HBSAG),核心抗原HBCAG)和E抗原HBEAG),三种抗原可分别诱生相应的抗体,分别是表面抗体(抗HBS)、核心抗体(抗HBC)和E抗体(抗HBE)。这就是人们经常说的两对半,他们本来是三对抗原抗体,为什么医院通常验血是查“两对半”呢?原因是在外周血液中无游离的核心抗原,如要测出体内有无核心抗原,则需用较复杂的技术,而一般实验室不做此项检测,三对中少了这一项,故称“两对半”。

 

表面抗原(HBSAG)阳性,是人体已被乙肝病毒入侵的信息,一般是乙肝病毒现存感染的标志。

 

体内有乙肝病毒存在,当然可以经常产生表面抗原,但是,即使人体内没有完整的乙肝病毒,只要乙肝病毒核酸的片断,已经整合到人体的肝细胞内,就可以产生表面抗原。此种病人虽然表面抗原阳性,但体内没有完整的乙肝病毒,故无传染性,被称为健康带毒者。因此,单从表面抗原阳性本身不能判断病人有无传染性,需要结合其他检验来分析。

 

分析乙肝带毒者有无传染性,比较常用的是检E抗原(HBEAG)、E抗体,E抗原是在乙肝病毒复制过程中产生的,因此E抗原阳性常表示人体内有乙肝病毒复制,提示有传染性。相应的是E抗体阳性则表示乙肝病毒复制减少或停止,因而小三阳传染性亦较小。

 

核心抗体阳性表示有过乙肝病毒感染,其本身不能区别是现症感染或既往感染,核心抗体一旦出现则可在体内长期存在,持续数年至数十年。通俗所说的大三阳是指表面抗原、E抗原、核心抗体阳性;“小三阳”是表面抗原、E抗体、核心抗体阳性。

 

大、小三阳有一些看法是不正确的,应予纠正。第一,不能认为“小三阳”表示无传染性。有无传染性取决于病毒有无复制,血清E抗原阴性、E抗体阳性只是其中一项指标,血清中检测到乙肝病毒核酸(HBVDNA)、核酸聚合酶(DNAP)和电镜下观察到乙肝病毒颗粒,以及免疫球蛋白M型核心抗体阳性等,均表示乙肝病毒复制,有传染性。

 

第二不要把“大、小三阳”与乙型肝炎病情等同起来,有人错误地认为“大三阳”就是肝炎严重,“小三阳”则肝炎较轻。

 

目前认为,人体感染病毒不一定患肝炎,乙肝病毒本身并不引起明显的肝细胞损伤,引起乙型肝炎主要取决于人体对乙肝病毒的免疫(抵抗)反应。免疫反应正常的人,能够消灭病毒极少损害肝细胞;免疫反应过强(亢进)的人,虽然消灭病毒但对肝细胞破坏较大,可导致较重的肝炎;免疫反应低的人,消灭不了病毒,对肝细胞损害亦较轻,可发展为慢性肝炎;免疫反应更低(免疫耐受)的人,肝内可没有病变,但病毒长期存在于体内,成为无症状表面抗原携带者。也就是说,“大三阳”、“小三阳”者,可以是慢性肝炎、重症肝炎病人或无症状携带者。

 

乙肝表面抗原携带者的传染性,可随着时间的推移而逐步下降。有研究表明,在7年内约有半数E抗原阳性者会自然阴转,而表面抗原自然阴转率每年12%。表面抗原携带者肝脏可完全正常,一部分亦可有病变,不要把无症状携带者按肝炎病人治疗,但由于有些人可能因身体抵抗力下降,免疫反应低而发生肝炎,故应定期进行体格检查及抽血化验。

 

“两对半”中还有一项是表面抗体,表面抗体阳性常说明曾经感染过乙肝病毒,但病毒已被清除,对乙肝病毒有了免疫力,不会再感染乙肝病毒,这种人常常还有核心抗体阳性,但不必因有核心抗体阳性而忧虑。注射乙肝疫苗后,90%接种者表面抗体阳性,说明已有免疫力。

 

正确诊断疾病,属于“认识论”,要为治疗服务,也就是“认识论”来源于“实践论”,又服务于实践。现在临床上抗乙肝病毒的手段还比较少,效果也不理想,正确的认识可以促使人们积极接种疫苗预防,依靠主动免疫,减少发病。已经患病的患者,保持良好的抗病能力,就可以带毒生存

 

炎症介质引发炎症炎症反应是生命自我保护的一种有效形式,也是许多疾病的基本病理过程。许多事物都有两面性,恰如其分的炎症反应,可以帮助机体消灭外来微生物的入侵,对抗外来伤害因素的危害性。假如炎症反应太过激烈,就会造成生命机体的损伤,形成疾病,甚至有可能成为死亡的主要原因,比如SARS过程中的肺损伤,就有可能是免疫损伤引起的。

 

前面我们说过免疫过程,有巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞的参与,除了产生免疫蛋白的抗体之外,还有许多化学物质参与其间,被称为炎症介质

 

一旦有了外来的微生物入侵,机体就会发生一系列的变化,比如,血管扩张、毛细血管通透性升高,以便有利于白细胞从血管里渗出,进入这个部位,这个过程就是炎症发生的机制问题。有些化学物质,可以直接损伤血管内皮,被称为致炎因子,引起血管通透性升高,但许多致炎因子并不直接作用于局部组织,而主要是通过内源性化学因子的作用而导致炎症,故又称之为化学介质或炎症介质(Inflammatory mediator)。

 

由机体细胞释放的炎症介质有很多种,主要有:

 

1血管活性胺包括组胺和5-羟色胺(5-HT)。组胺主要存在于肥大细胞和嗜碱性粒细胞的颗粒中,也存在于血小板内。引起肥大细胞释放组胺的刺激包括:① 创伤或热等物理因子;② 免疫反应,即抗原与结合于肥大细胞表面的IgE相互作用时,可使肥大细胞释放颗粒;③ 补体片断,如过敏毒素(Anaphylatoxin);④ 中性粒细胞溶酶体阳离子蛋白; 某些神经肽。

 

在人类,组胺可使细动脉扩张、细静脉内皮细胞收缩,导致血管通透性升高,组胺可被组胺酶灭活,组胺还有对嗜酸性粒细胞的吸引作用,被称为趋化作用

 

5-HT由血小板释放,胶原和抗原抗体复合物可刺激血小板发生释放反应,虽然在大鼠其作用与组胺相似,但在人类炎症中的作用尚不十分清楚。

 

(2)花生四烯酸代谢产物包括前裂腺素(PG)和白三烯(LeukotrieneLT)二者均为花生四烯酸(ArachidonicacidAA)的代谢产物。AA是二十碳不饱和脂肪酸,是在炎症刺激和炎症介质的作用下激活磷脂酶产生的。

 

在炎症过程中,中性粒细胞的溶酶体是磷脂酶的重要来源。AA经环加氧酶和脂质加氧酶途径代谢,生成各种产物。炎症的时候,刺激花生四烯酸代谢并释放其代谢产物,导致发热、疼痛、血管扩张、通透性升高及白细胞渗出等炎症反应。

 

治疗过程的抗炎药物,如阿司匹林、消炎痛和炎固醇激素等,能够抑制花生四烯酸代谢、减轻炎症反应。

 

3白细胞产物白细胞被致炎因子激活后,中性粒细胞和单核细胞可释放氧自由基和溶酶体酶,促进炎症反应和破坏组织,成为炎症介质。

 

氧自由基是活性氧,它的代谢产物具有的作用包括:① 损伤血管内皮细胞导致血管通透性增加;② 灭活抗蛋白酶(如可灭活α1抗胰蛋白酶),导致蛋白酶活性增加,可破坏组织机构成分,如弹力纤维;③ 损伤红细胞或其他实质细胞。在健康状态下,血清、组织液和细胞,有完整的抗氧化保护机制,所以氧自由基是否引起损伤,取决于两者之间的复杂平衡状态。

 

中性粒细胞内的溶酶体,包含着很丰富的化学成分,在中性粒细胞的死亡、吞噬泡形成过程中,这些化学成分溢出白细胞体外,其中的蛋白酶,如弹力蛋白酶、胶原酶和组织蛋白酶,可以溶解有关的人体组织成分,引起组织损伤。

 

中性粒细胞之中的阳离子蛋白质,一旦释放到组织之中,则具有很强的生物活性,主要是: 引起肥大细胞脱颗粒而增加血管通透性; 对单核细胞的趋化作用; 起中性和嗜酸性粒细胞游走抑制因子的作用。

 

4激活的淋巴细胞和单核细胞产生的细胞因子Cytokines)。可调节其他类型细胞的功能,在细胞免疫反应中起重要作用,在介导炎症反应中亦有重要功能。他们可以分泌白介素-1IL-1)和肿瘤坏死因子(TNF),这些化学物质可被内毒素、免疫复合物、物理性损伤等多种致炎因子刺激,引起释放。释放的途径可通过自分泌、旁分泌和全身作用等方式起作用。特别是它们可促进内皮细胞表达黏附分子,增进白细胞与内皮细胞之间的黏着,有利于血流之中的白细胞穿越内皮,进入炎症区域。

 

Il-1TNF可以引起急性炎症的发热,TNF还能促进中性粒细胞的聚集和激活间质组织释放蛋白水解酶,Il-8是强有力的中性粒细胞的趋化因子和激活因子。

 

5血小板激活因子Platelet Aivating FaorPAF)。是一种磷脂类的炎症介质,它是由IGE致敏的嗜碱性粒细胞在遇到、结合抗原之后产生的。

 

PAF除了能激活血小板外,还可增加血管的通透、促进白细胞聚集和黏着,以及趋化作用,此外还具有影响全身血液动力学的功能。

 

嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、单核细胞和内皮细胞均能释放RAFRAF一方面可直接作用于靶细胞,还可刺激细胞合成其他炎症介质,特别是PG和白三烯的合成。

 

6其他炎症介质P物质可直接和间接刺激肥大细胞脱颗粒而引起血管扩张和通透性增加。内皮细胞、巨噬细胞和其他细胞所产生的一氧化碳可引起血管扩张和巨细胞性。

 

炎症介质在血浆中有三种相互关联的系统,即激肽、补体和凝血系统。

 

A.激肽系统:激肽系统激活之后,最终产生缓激肽(Bradykinin),后者可引起细动脉扩张、内皮细胞收缩、细静脉通透性增加,以血管意外的平滑肌收缩,缓激肽很快被血浆和组织内的激肽酶灭活,起作用主要局限在血管通透性增加的早期;

 

B.补体系统:补体系统由一系列白质组成,补体的激活有两种途径,即经典途径和替代途径。


在急性炎症的复杂环境中,下列因素可激活补体:① 病原微生物的抗原成分与抗体结合之后,通过经典途径激活补体;而革兰阴性细菌的内毒素则通过替代途径激活补体,此外,某些细菌所产生的酶也能激活C3C5 C5A引起中性粒细胞黏着于血管内皮细胞,并且是中性粒细胞和单核细胞的趋化因子;③ C3B结合于细菌细胞壁时具有调理素作用,可增强中性粒细胞和单核细胞的吞噬活性,因为在这些吞噬细胞表面有C3B的受体。

 

补体C3C5是最重要的炎症介质,除了前述的激活途径外,C3C5还能被存在于炎症渗出物中的蛋白质水解酶激活,包括纤维蛋白溶酶和溶酶体酶,因此,这就形成了中性粒细胞游出的不休止的环路(炎症放大机制),即补体对中性粒细胞有趋化作用,中性粒细胞释放的溶酶体又能激活补体。

 

C.凝血系统:XII因子激活不仅能启动激肽系统,而且同时还能启动血液凝固和纤维蛋白溶解两个系统。凝血酶在使纤维蛋白原转化为纤维蛋白的过程中释放纤维蛋白多肽,后者可使血管通透性升高,又是白细胞的趋化因子。

 

纤维蛋白溶解系统可通过激肽系统引起炎症的血管变化,内皮细胞、白细胞和其他组织产生的纤维蛋白溶酶原激活因子,能使纤维蛋白溶酶原转变成纤维蛋白溶酶,后者通过如下三种反应影响炎症的进程:① 激活的XII因子动缓激肽的生成过程;② 裂解C3产生C3片断;③ 降解纤维蛋白产生其裂解产物,进而使血管通透性增加。

 

炎症过程形成复杂的细胞因子网络,刻意因为细胞因子之间的级联作用,而引起呼吸爆发产生大量的细胞因子,有利于机体在短时间内消灭入侵的病原微生物,也可以因为反应过于强烈,而造成微生物侵害之后的次生损伤,加重机体的损害。

 

通过对炎症因子的了解,我们知道了生命有机体为了保卫自身,具备十分强大、复杂的防御机制,也就是每个生命自身就带着一个大制药厂,可以在短时间内生产试销对路的各种产品,有效治愈各种内外感染。这也充分说明了,在没有医药的情况下,为什么生物逐渐进化到了现在,而不是走向衰退和灭绝。因此,我们应该充分尊重人体的自组织能力,不要把人体看成是被动接受医药治疗的机器,不要过高地估计医疗的作用,而看不到人体自组织的力量

 

西医对疾病的认识,尽管追求病因明确,希望通过消除病因而治愈疾病。但是其所谓的病因大多都是结果而不是病因,即使是细菌感染、病毒性疾病,找到致病的微生物,也不是真正的病因,因为致病性微生物早就存在,为何在这一时刻造成感染,形成疾病?绝不能只从微生物本身来找原因,也绝对不是靠检查出微生物就能解决所有的临床问题。血脂高、血压高、血糖高等都不是病因,而是机体代失衡造成的结果。

 

研究生物治疗技术在免疫思想的启发下,最初的生物治疗措施,除了疫苗接种的主动免疫方法之外,还通过人工生产抗体的方法,直接帮助患者获得免疫抗体,也就是被动免疫。

 

最早产生抗体的方法,是将抗原物质(如细菌或其毒素等)注射给动物(如马、羊等),使动物产生针对该抗原物质的抗体,再抽取免疫动物的血液,分离出含抗体的血清。这种在动物体内生产抗体的传统方法虽然可行,但是存在许多缺点。例如所获得的抗体不纯,不能连续生产,动物饲养与管理工作繁重等,因此,医学家们一直在探索在试管内(即体外)生产抗体的方法。

 

一个杂交瘤细胞在体外不断增殖所形成的细胞集团,被称之为克隆。在同一克隆中,所有的细胞产生相同的抗体,此抗体称之为单克隆抗体(简称MCAB)。它是单一特异性的高纯度的抗体,可在体外连续大量生产,MCAB在临床医学及基础医学领域发挥了巨大作用,给某些难治疾病的诊断、防治带来了新的希望。如针对某种肿瘤细胞的MCAB与毒素、抗癌药物或放射性物质结合成复合物(医学上称为生物导弹),将此复合物注射到病人体内,可定向杀伤MCAB所针对的肿瘤细胞,而对其他正常细胞则无作用,这是任何其他抗癌治疗方法办不到的。

 

1958年,澳大利亚医生伯内特Burnet18991985)提出了抗体形成的克隆学说,即抗原上的每一个抗原决定簇可分别刺激相应的B淋巴细胞。这些B淋巴细胞经一系列复杂变化形成浆细胞,并分泌针对各抗原决定簇的抗体。即每个B淋巴细胞表面的抗原受体只识别一种抗原决定簇,并产生针对该决定簇的抗体,这一特征是由遗传决定的。

 

这种由单一无性系的B淋巴细胞产生的抗体即称为单克隆抗体Mono-Clonal AntibodyMCAB)。单克隆抗体是指由单个杂交瘤细胞增殖而成的细胞克隆产生的,针对某一抗原决定簇的、完全均一的、单一特异性的抗体。单克隆抗体的理化性状高度均一,生物活性单一,只与一种抗原表位发生反应,具有高度的特异性。因此,单克隆抗体一问世便受到广泛的欢迎和重视,特别是在检验医学领域,单克隆抗体的应用提高了实验方法的特异性,促进了商品化试验盒的发展,如何制备单克隆抗体一直是人们努力的方向。

 

1960巴尔斯基Barski)在研究细胞杂交时发现,两种体细胞融合后,其中一些杂交细胞的核具有双方亲代的特征。

 

1963利特菲尔德Littlefield)首先提出了用选择性培养基分离杂交瘤细胞的方法,以后,Schwader将小鼠的骨髓瘤细胞和人的外周淋巴细胞融合,所得到的杂交瘤细胞可以同时分泌人和鼠的免疫球蛋白。

 

1976年英国剑桥大学两位科学家,米尔斯坦Milstein19272002)和科勒Kohler19461995)用仙台素将小鼠骨髓瘤细胞与免疫小鼠细胞杂交。小鼠骨髓瘤细胞能在体外无限增殖传代,并能分泌无抗体活性的球蛋白;免疫小鼠脾细胞能产生针对某种抗原的抗体,但不能在提瓦无限增殖,将两者融合成一种杂交瘤细胞,后者继承了两个亲代细胞的特点,既可在体外无限增殖,又可产生针对某种抗原的抗体。

 

由于米尔斯坦和科勒的杰出贡献,1984年他俩共同获取了诺贝尔医学奖。

 

单克隆抗体技术被誉为现代生物科学的一项革命性突破,是当今四大生物工程技术之一,目前很多科学家正在开展这种研究工作。

 

单克隆抗体技术虽然有着极大的优势,对于人体的自组织能力来说,也是一种外源性的干预因素并且十分昂贵的、制作过程比较复杂的技术。因为每个人患病时的抗原特性会有所区别,即使都是一种癌症,其抗原性也不会相同。如果是外来细菌、病毒感染,治疗的时候直接输入抗体,不仅在抗体数量上难于准确控制,并且抗体只针对病原微生物而不诱导机体产生免疫反应。因为从理论上说,外来的抗体也是一种蛋白质,一旦输入了外来的抗体蛋白质,病人自身就可能会产生针对该抗体的抗体,也可以叫抗抗体。也就是说,外源性抗体的输入,尽管可以解救一时之急,却不能从根本上解决长久的免疫问题,尤其是对于将来再次感染,会起到反作用。因为它抑制自身抗体的产生,干扰人体自身的免疫调节

 

美籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲Bertalanffy19011972)经过多年的深入研究,先后创立了系统论和理论生物学,他发表的一系列研究成果,如:系统生态学(1966)、系统生理学(1973)、系统生物学(1992)、系统生物工程(1994)、系统遗传学(1994)等,改变了以往机械唯物主义对于生命现象的解读,导致了下面我们将会讨论的系统医学研究的新时代的来临。

《中医有李》5章【西医】2节【发展】5条【基因生物学】

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