第一章 抗原-抗体反应概论
一、抗原-抗体反应发展简史
自1890年Emil von Behring和Shibasabura Kitasato发现抗体后,细菌学家Max von Gruber和Herbert Edward Durham在1896年发现抗血清能在体外与相应的细菌结合,形成肉眼可见的凝集物,称为Gruber-Durham反应,他们将抗体命名为凝集素。这一反应很快被Georges Widal应用于临床上肠热病(伤寒或副伤寒)的诊断,即肥达反应(Widal reaction)。1897年,Rudolf Kraus发现了抗血清与伤寒细菌的可溶性抗原能够形成沉淀,从而建立了沉淀反应。1906年,Paul von Wassermann建立了补体参与的抗原-抗体反应,将之用于梅毒的诊断。由于抗体主要来自动物血清,因此将这些方法统称为血清学反应。
血清学反应的建立,对免疫学、微生物学、生物化学、临床检验等学科的发展都具有重大的推动作用。早期的血清学反应主要用于传染性疾病的诊断和检测,如伤寒、副伤寒、梅毒等传染性疾病抗体的检测及病毒抗原的检测等,显著提升了人们对传染病的认知水平。除此之外,血型抗原、HLA抗原等医学上重要抗原的发现,也是借助血清学实验方法实现的。这些抗原的发现,极大地推动了医学的发展。由于抗原和抗体结合的高度特异性,使抗体能够有效地识别特定蛋白质,因此,抗体很快成为一种对蛋白质进行定性和定量研究的工具,直至今天仍然不可或缺。
血清学反应中的抗体为多克隆抗体,在结构相似的抗原之间会出现交叉反应,特异性不够理想。单克隆抗体的出现显著改善了这种状况。由于单克隆抗体只针对一个抗原决定簇,特异性大大增强。
自20世纪70年代以来,得益于抗体制备技术及同时期其他学科的发展,血清学反应进入标记反应的时代。人们用荧光、放射性同位素、酶、化学发光物质、高分子材料等标记抗原或抗体,利用仪器检测反应产物,极大提高了检测方法的灵敏度和特异性,也使抗原-抗体反应的应用范围进一步扩大。如今,免疫标记技术已经全面替代了传统的抗原-抗体反应,成为实验室中主要的研究方法,广泛应用于基础研究、实验室诊断等。常用的免疫标记技术包括用于可溶性蛋白研究的酶联免疫吸附试验、蛋白印迹技术、放射免疫技术;用于细胞和组织蛋白研究的细胞免疫荧光、免疫组织化学、流式细胞技术;用于细胞和蛋白分离纯化的免疫磁珠技术、免疫层析技术;用于蛋白质与其他大分子相互作用的免疫共沉淀技术、染色质共沉淀技术、RNA免疫共沉淀技术等。
近年来,高通量技术和单细胞技术日益成熟,抗原-抗体反应与这些技术的结合,为免疫学和生命科学的研究提供了新的视角。