臨床免疫學(xué)與免疫檢驗(yàn)緒論

1、臨床免疫學(xué)與免疫檢驗(yàn)（ Clinical Immunology and Immunoassay）,華中科技大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)系（Department of Medical Lab.,HUST） 李一榮 (Yirong Li),緒論（Introduction),教學(xué)目標(biāo)與要求,一、掌握臨床免疫學(xué)與臨床免疫檢驗(yàn)的定義，掌握抗原、抗體及免疫細(xì)胞等免疫學(xué)基本要素的基本特征。二、掌握臨床免疫檢驗(yàn)在臨床醫(yī)學(xué)中的重要價(jià)值。三、

2、熟悉臨床免疫檢驗(yàn)的現(xiàn)狀。四、了解臨床免疫檢驗(yàn)中值得關(guān)注的幾個(gè)問題。五、了解臨床免疫檢驗(yàn)的發(fā)展方向。,,,Congenital Harelip,Cause of congenital harelip,(1)nutrient deficiency: vitamin deficiency(2) medicine therapy: such as aspirin and hormone . (3)depression(4) genet

3、ic factors. (5) infection :such as rubella virus . (6)other factors: such as radioactivity substance, smoking and drink etc.,TORCH感染,T：弓形蟲（toxoplasma gondii）O：其它病原微生物 (others)R：風(fēng)疹病毒（rubella virus）C：巨細(xì)胞病毒（cytomegalo

4、 virus）H：單純皰疹病毒（herpes simplex virus）TORCH感染病原體?？赏ㄟ^胎盤傳給胎兒，引起圍生期感染，導(dǎo)致流產(chǎn)、死胎、早產(chǎn)、先天畸形和智力障礙等各種異常結(jié)果。,如何發(fā)現(xiàn)TORCH感染呢？,臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)！臨床分子生物學(xué)檢驗(yàn)！病原體分離、培養(yǎng)與鑒定！,免疫學(xué)（Immunology）,研究免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,研究免疫應(yīng)答的機(jī)制,研究有效的免疫措施,實(shí)現(xiàn)以防病、治病為目的的一門現(xiàn)代生命科學(xué)。

5、 感染性疾病疫苗 肝臟疾病 腫瘤 ……,,,,,,,,,,臨床免疫學(xué),澳大利亞于30年前即成立了臨床免疫學(xué)科, 將臨床免疫學(xué)工作定為三種形式, 即(1) 臨床診斷和治療, (2) 臨床實(shí)驗(yàn)免疫學(xué), (3) 前兩者兼而有之。英國將臨床免疫學(xué)定義為“對(duì)那些在發(fā)病或治療過程中涉及免疫系統(tǒng)的疾病

6、的診斷和處理工作”。臨床免疫學(xué)是將免疫學(xué)基礎(chǔ)理論與免疫學(xué)技術(shù)相結(jié)合,用于研究臨床疾病的發(fā)病機(jī)制、診斷與鑒別診斷、治療與預(yù)后判斷等領(lǐng)域的新興的邊緣學(xué)科。,臨床免疫學(xué)范疇,臨床免疫檢驗(yàn)內(nèi)科免疫學(xué)外科免疫學(xué)兒科免疫學(xué)生殖免疫學(xué)感染免疫學(xué)移植免疫學(xué)免疫病理學(xué) ……,臨床免疫檢驗(yàn)(Clinical immunoassay),采用免疫學(xué)的技術(shù)與方法檢測(cè)人體內(nèi)的免疫活性物質(zhì)或其它生命化學(xué)物質(zhì), 為臨床疾病的診斷，治療方案的選擇以及

7、疾病的預(yù)后判斷提供有效的實(shí)驗(yàn)室依據(jù).,Swine Influenza A(H1N1) outbreak,Virus is being described as a new subtype of A/H1N1not previously detected in swine or humans,Swine Flu: Case Definitions,,,,Source: American CDC,學(xué)好臨床免疫檢驗(yàn)，必須掌握“一個(gè)

8、核心，三個(gè)要素與四個(gè)標(biāo)記”。一個(gè)核心： 抗原抗體反應(yīng)(Antigen-antibody interaction)三個(gè)要素：抗原、抗體和免疫細(xì)胞四個(gè)標(biāo)記：酶標(biāo)記技術(shù)、放射免疫標(biāo)記技術(shù)、熒光素標(biāo)記技術(shù)與化學(xué)發(fā)光標(biāo)記技術(shù)。,,抗原（Antigen）,抗原：能夠刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和致敏淋巴細(xì)胞，并能在體內(nèi)外與抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)。蛋白質(zhì)脂多糖核酸等,抗原的基本特性,免疫原性(Immunogenicity):

9、指抗原能夠刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和致敏淋巴細(xì)胞等免疫活性物質(zhì)的特性.抗原性(Antigenicity):指抗原能在體內(nèi)外與抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性反應(yīng)的特性。,抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是抗原決定族（Antigenicity determinant）,抗原決定族：指存在于抗原表面決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)。是TCR/BCR及抗體特異性結(jié)合的基本單位，啟動(dòng)免疫應(yīng)答，又稱表位（epitope）。其化學(xué)性質(zhì)、數(shù)目和空間構(gòu)象決定了該抗原的特

10、異性和免疫原性的強(qiáng)弱。,抗體,定義：抗體（Antibody，Ab）是機(jī)體在抗原刺激下，由漿細(xì)胞合成與分泌的，能與抗原特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。基本結(jié)構(gòu)（1）四肽鏈（2）NH2-端和COOH-端（3）V區(qū)與C區(qū),可變區(qū)(variable region):即VL和VH,位于Ig分子的N端,,該區(qū)氨基酸組成與排列順序有較大差異,并決定Ag與Ab的特異性.高變區(qū)(Hypervariable region): VL和VH中3個(gè)區(qū)

11、域氨基酸組成與排列順序特別容易變化,又稱互補(bǔ)決定區(qū)(CDR),此乃Ag與Ab特異性結(jié)合的部位.恒定區(qū)(Constant region):同一種屬中,恒定區(qū)氨基酸組成與排列順序恒定.,多克隆抗體（polyclonal antibody）,用含多種抗原決定族的抗原物質(zhì)免疫動(dòng)物，刺激多個(gè)B細(xì)胞克隆所獲得的免疫血清（含多種單克隆抗體的混合物），此為多克隆抗體,單克隆抗體（monoclonal antibody, McAb）,借助小鼠B細(xì)胞

12、雜交瘤（hybridoma）技術(shù)，所制備的高度均一（屬同一類、亞類、型別）、單一特異性（僅針對(duì)特定抗 原表位）的抗體。,基因工程抗體（Engineer Antibody）,借助于基因重組技術(shù)和蛋白表達(dá)技術(shù),按照人們的意愿在基因水平對(duì)Ig進(jìn)行切割、連接或修飾，組裝成新穎Ab分子，稱為基因工程抗體。,,,,,,,鼠IgG的DNA 人IgG的DNA,Vm C m

13、 Vh Ch,Vm Ch,鼠源性單抗的V區(qū)，人Ig的C區(qū)。,人-鼠嵌合抗體(chimeric antibody),免疫細(xì)胞,免疫細(xì)胞:包括所有參與免疫應(yīng)答或與免疫應(yīng)答有關(guān)的細(xì)胞及其前體細(xì)胞.如造血干細(xì)胞、淋巴細(xì)胞，肥大細(xì)胞以及紅細(xì)胞等。免疫活性細(xì)胞：具有特異性抗原受體，被抗原刺激后能

14、活化、增殖、分化并產(chǎn)生免疫物質(zhì)，發(fā)生特異性免疫應(yīng)答的細(xì)胞。,免疫細(xì)胞具有不同的表面標(biāo)志,B細(xì)胞 T細(xì)胞 BCR TCRCD19、CD21和CD81 CD3，CD4或CD8 CD40 CD40L B7

15、 CD28 補(bǔ)體受體 CD2 絲裂原受體 絲裂原受體 …… ……,,,,免疫細(xì)胞數(shù)目的檢測(cè)免疫細(xì)胞功能的檢測(cè)免疫細(xì)胞的分離,,二、臨床免疫檢驗(yàn)在臨床醫(yī)學(xué)中具有重要價(jià)值,疾病的診斷療效的觀察復(fù)發(fā)的評(píng)估

16、預(yù)后的判斷,,hepatitis,Causes of hepatitisViral Hepatitis, A, B, C, D, E, F, G, TTV etc.Other viruses - CMV, EBV, HSV, Dengue etc.DrugsAlcoholIschaemiaSystemic Diseases and Infections,HBV serologic marker,,SLE(Systemic l

17、upus erythematosus ),SLE is an autoimmune disease characterized by immune dysregulation resulting in the production of antinuclear antibodies (ANA), generation of circulating immune complexes, and activation of the compl

18、ement system. In SLE there is a predilection for clinical involvement of the joints, skin, kidney, brain, serosa, lug, heart and gastrointestinal tract.,Butterfly erythema,The American Rheumatology Association (ARA) cri

19、teria,,,ANA,A real story about tumor marker,Place: The city of Birmingham,AL,U.S.ACharacter : A past colleague working in the University of Alabama at Birmingham. Hydatidiform mole(葡萄胎)?Suggection : Time

20、 The frequency of detecting β-hCGFirst three month 1/weekNext nine month 1/monthNext year 1/half year,,,,,,HIV and

21、AIDS,CD4 + Cell count and CD4 + /CD8 +,In patients with AIDS, total T cells and CD4 + Cells decrease significance (<1.5×109/L and <2.0~4.0×108/L, furthermore, CD4 + /CD8 + <1.0.)Monitor curative effe

22、ct.,,,對(duì)應(yīng)的章節(jié),二十二章:感染免疫及其免疫檢測(cè)二十三章:超敏反應(yīng)疾病及其免疫檢測(cè)二十四章:自身免疫性疾病及其免疫檢測(cè)二十五章:免疫增殖性疾病及其免疫檢測(cè)二十六章:免疫缺陷性疾病及其免疫檢測(cè)二十七章:腫瘤免疫及其免疫檢測(cè)二十八章:移植免疫及其免疫檢測(cè),三、臨床免疫檢測(cè)的現(xiàn)狀,近年來，隨著生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是單克隆抗體技術(shù)與免疫標(biāo)記技術(shù)的快速發(fā)展，免疫學(xué)檢驗(yàn)取得了明顯的進(jìn)步，大量新的檢測(cè)方法及檢測(cè)指標(biāo)不斷

23、出現(xiàn)，并向自動(dòng)化、微量化及定量化方向飛速發(fā)展.,,早期的免疫檢驗(yàn)方法逐漸退出檢驗(yàn)市場。免疫標(biāo)記技術(shù)在免疫檢測(cè)中占主導(dǎo)地位。免疫檢驗(yàn)自動(dòng)化已逐漸普遍。免疫檢驗(yàn)的對(duì)象不斷增加。,早期的免疫檢驗(yàn)方法逐漸退出檢驗(yàn)市場,早期的一些免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)，常通過肉眼觀察是否有沉淀、凝集以及溶血現(xiàn)象的發(fā)生來進(jìn)行免疫學(xué)分析，如免疫擴(kuò)散、凝集實(shí)驗(yàn)以及經(jīng)典的補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng)等，盡管這些方法具有成本低廉，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是大部分只是半定量、定性實(shí)驗(yàn)，且需要耗費(fèi)較

24、長時(shí)間，越來越難以滿足臨床診斷的需要，已慢慢地被隨后發(fā)展起來的各種先進(jìn)的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)所代替。,凝集反應(yīng)（Agglutination reaction）,,,免疫標(biāo)記技術(shù)在免疫檢測(cè)中占主導(dǎo)地位,標(biāo)記免疫技術(shù): 所謂免疫標(biāo)記技術(shù)是將可微量檢測(cè)的標(biāo)記物，如放射性核素、熒光素以及酶等，標(biāo)記一定的抗原或抗體，用以檢測(cè)未知的抗體或抗原,如放射免疫技術(shù),酶標(biāo)記免疫技術(shù),熒光素標(biāo)記免疫技術(shù)等.,,,FIGURE 6-15,Separation of

25、 fluorochrome-labeled cells with the flow cytometer which uses a laser beam & light detector.: different Ag in different cells / different levels of Ag in the same type of cell → fluorescence intensity / the size

26、of cells.,10. Flow cytometry & Fluorescence,免疫檢驗(yàn)自動(dòng)化已逐漸普遍,免疫自動(dòng)化分析是指用自動(dòng)化儀器對(duì)待測(cè)物進(jìn)行分析，它應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容：一是加樣、測(cè)定以及儀器洗滌的自動(dòng)化；二是數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。當(dāng)前中國已能見到一系列的全自動(dòng)免疫分析儀，,免疫自動(dòng)化分析與傳統(tǒng)的手工操作相比較具有明顯的優(yōu)勢(shì),免疫自動(dòng)化分析快速、標(biāo)本報(bào)告時(shí)間縮短，一般數(shù)小時(shí)內(nèi)即可向臨床匯報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果。免疫自動(dòng)化分析尤

27、適用于大批量樣品的測(cè)定，可節(jié)約大量的人力、物力，而且同一標(biāo)本可同時(shí)用于檢測(cè)幾種待測(cè)物，血清用量少，通常以μl計(jì)。免疫自動(dòng)化分析重復(fù)性好、干擾因素少，結(jié)果判斷更加準(zhǔn)確、客觀，更有利于質(zhì)量控制。免疫自動(dòng)化分析能夠避免標(biāo)本對(duì)人的感染及標(biāo)本之間的相互污染。,免疫檢驗(yàn)的對(duì)象不斷增加,經(jīng)典的免疫活性物質(zhì)其它生命化學(xué)物質(zhì) IgG CER IgM

28、 Trf IgA CRP C3 AAT C4 α1MG,,,,,,,,HAPATITIS,CANCER,FERTILITY,PROTEINS,TDMs/DRUGS,TYROID, ANEMIA,HBVHCV,M107,10,

29、10-15,10-4 g/L,AFP FERCEA CA199,PRLHCG LH FSHGH Myoglobin,RHF IgGC3 ASO CERTRF AAG,QUI GEN AMI PHY,FT3 FT4 Dig T3 T4TSH Prog,,,免疫分析譜,對(duì)應(yīng)的章節(jié),

30、第二章~二十二章,四、臨床免疫檢驗(yàn)中值得關(guān)注的幾個(gè)問題,臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)如何快速應(yīng)對(duì)重大突發(fā)性傳染??？蛋白芯片用于免疫檢測(cè)值得期待。應(yīng)建立有免疫檢驗(yàn)特色的質(zhì)量控制體系。,免疫學(xué)檢驗(yàn)如何快速應(yīng)對(duì)重大突發(fā)性傳染??？,近年來，重大突發(fā)性傳染病偶有發(fā)生，如SARS，禽流感以及豬鏈球菌感染等。這些疾病不僅嚴(yán)重危害人體健康，而且具有極高的傳染性。如何盡快準(zhǔn)確地為臨床提供病原體感染的標(biāo)志物，成為廣大醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)工作者的重要任務(wù)。由于單克隆抗體的飛速

31、發(fā)展，眾多的床旁測(cè)試也采用免疫學(xué)檢測(cè)，如HCG、HBsAg以及TB-AB的檢測(cè)等。因此建立重大突發(fā)性傳染病的快速檢測(cè)或 床旁測(cè)試試劑值得免疫學(xué)檢驗(yàn)工作人員的關(guān)注。,SARS（severe acuterespiratory syndrome ）病原體的確定與檢測(cè)現(xiàn)狀,電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)為某種冠狀病毒,基因組測(cè)序鎖定為新型冠狀病毒,復(fù)制出相應(yīng)的動(dòng)物模型,建立新的檢測(cè)方法,PCR法間接免疫熒光法ELISA,快速免疫檢驗(yàn)與重大突發(fā)性傳染病

32、,,過敏原千千萬???,蛋白芯片用于免疫檢測(cè)值得期待,蛋白芯片是將大量蛋白質(zhì)分子按預(yù)先設(shè)置的排列固定于一種載體表面行成微陣列，根據(jù)蛋白質(zhì)分子間特異性結(jié)合的原理，構(gòu)建微流體生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)。,,,鑒于蛋白芯片具有高通量、大容量、低成本以及可自動(dòng)化，是未來免疫學(xué)檢驗(yàn)重要的發(fā)展方向之一。 可能應(yīng)用領(lǐng)域 ：（1）自身抗體；（2）過敏原；（3）腫瘤標(biāo)志物；（4）病原體等等。,應(yīng)建立有免疫檢驗(yàn)特色的質(zhì)

33、量控制體系,免疫學(xué)檢驗(yàn)的質(zhì)量控制方法能照搬生物化學(xué)的質(zhì)量控制體系嗎? 生物化學(xué)檢測(cè)方法相對(duì)單一，而免疫檢測(cè)方法多種多樣，僅標(biāo)記免疫技術(shù)就有10種左右，不同檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果是否具有可比性？即使是同一種檢測(cè)方法，由于不同公司采用的單克隆抗體不同，抗原抗體的親和力以及穩(wěn)定性可能存在較大的差異，因此其檢測(cè)結(jié)果是否具有可比性同樣值得關(guān)注.標(biāo)記免疫技術(shù)的靈敏度高，約為生化檢驗(yàn)的106倍，因此檢測(cè)數(shù)據(jù)的微小變化，會(huì)造成較大的SD和CV值的變異

34、。,五、臨床免疫檢驗(yàn)的發(fā)展方向,超敏檢測(cè)聯(lián)合檢測(cè),,,待測(cè)物質(zhì)濃度與檢測(cè)手段,臨床化學(xué)分析,,,,,,,pg/mL,ng/mL,mg/mL,mg/mL,g/L,免疫分析,Therapeutic Drugs,Thyroid Hormone,Fertility Hormone,Allergy,Cancer Markers,Infectious Disease,Vitamins,Serum Proteins,,,,,,,,,常量,微量,超微