抗原:是外来的入侵物质,比如对于人来说感制冒病毒就是抗原(可以理解为引起抵抗的原因,简称抗原);
抗体;为了消zd灭这些外来物质,我们身体便会产生一些"Y"形状的蛋白质,叫做抗体(可以理解为身体产生的抵抗抗原的物质)
1946年,鲍林(Pauling)用过渡态理论阐明了酶催化的实质,即酶之所以具有催化活力,是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物激态),从而降低反应能级。1969年,杰奈克斯(Jencks)在过渡态理论的基础上猜想:若抗体能结合反应的过渡态,理论上它则能够获得催化性质。1984年,列那(Lerner)进一步推测:以过渡态类似物作为半抗原,则其诱发出的抗体即与该类似物有着互补的构象,这种抗体与底物结合后,即可诱导底物进入过渡态构象,从而引起催化作用。根据这个猜想列那和苏尔滋(P.C.Schultz)分别领导各自的研究小组独立地证明了:针对羧酸酯水解的过渡态类似物产生的抗体,能催化相应的羧酸酯和碳酸酯的水解反应。1986年,美国Science杂志同时发表了他们的发现,并将这类具催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶或催化抗体。
抗体酶具有典型的酶反应特性:与配体(底物)结合的专一性,包括立体专一性,抗体酶催化反应的专一性可以达到甚至超过天然酶的专一性;具有高效催化性,一般抗体酶催化反应速度比非催化反应快104~108倍,有的反应速度已接近于天然酶促反应速度;抗体酶还具有与天然酶相近的米氏方程动力学及pH值依赖性等。
将抗体转变为酶主要通过诱导法、引入法、拷贝法三种途径。诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体,筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶;引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上,使其获得催化功能,拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。博莱克(Pollack)等以硝基苯酚磷酸胆碱酯作为半抗原诱导产生单抗,经筛选找到加快水解反应1.2万倍的抗体酶。
抗体酶可催化多种化学反应,包括酯水解、酰胺水解、酰基转移、光诱导反应、氧化还原分应、金属螯合反应等。其中有的反应过去根本不存在一种生物催化剂能催化它们进行,甚至可以使热力学上无法进行的反应得以进行。
抗体酶的研究,为人们提供了一条合理途径去设计适合于市场需要的蛋白质,即人为地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领域。利用动物免疫系统产生抗体的高度专一性,可以得到一系列高度专一性的抗体酶,使抗体酶不断丰富。随之出现大量针对性强、药效高的药物。立本专一性抗体酶的研究,使生产高纯度立体专一性的药物成为现实。以某个生化反应的过渡态类似物来诱导免疫反应,产生特定抗体酶,以治疗某种酶先天性缺陷的遗传病。抗体酶可有选择地使病毒外壳蛋白的肽键裂解,从而防止病毒与靶细胞结合。抗体酶的固定化已获得成功,将大大地推进工业化进程。
问问免疫学在现代的实际应用是什么?
最佳答案
免疫学的实际应用
人工免疫和生物制品
免疫学作为研究手段
与免疫系统有关的疾病
人工免疫和生物制品
种牛痘预防天花是人类学会应用免疫方法预防疾病的第一个先例,至今已有200多年历史。这个方法很有效 ,所以一度危害很大的病毒感染疾病天花在人类社会几近绝迹。近代,已能大规模工业化生产用于人工免疫的各种制品,统称生物制品。生物制品大量用于传染性疾病的预防,治疗和诊断。
1)人工自动免疫生物制品
生物制品本身是抗原成分,注射抗原成份,使人体产生相应抗体,因而对相应的病毒或细菌有了抵抗能力。传统的抗原成份有两类:(1)活疫苗——预防结核病的卡介苗是活的结核杆菌,但经过处理,变成弱毒或无毒,注射时仍应当控制剂量。常用的脊髓灰质炎疫苗,麻痹疫苗均为活疫苗。(2)死疫苗——百日咳疫苗,伤寒疫苗等均为死菌体注射,安全性强。但需多次接种。后来又发展起类毒素,亚单位疫苗等新品种。近年来,基因工程疫苗逐渐走上应用。在找到病原微生物表面抗原蛋白的基础上,可以用基因工程方法,把一种甚至几种表面抗原蛋白的基因克隆出来,大量表达生产,收到安全性好,效价高,多重抗性等效果。例如,把流感病毒血凝素基因加上单纯疱疹病毒基因,组合到牛痘苗基因组中去,制得可用针刺法接种的多价疫苗。
2)人工被动免疫生物制品
生物制品本身是抗体(或含抗体的抗血清)成份,注射抗体成份,使人体被动地获得对相应病原菌或毒素蛋白的抵抗能力。其中专一性较强的是各种抗血清。如抗狂犬病毒血清,抗乙脑病毒血清,抗破伤风毒素抗血清。而免疫球蛋白制品专一性不强。如:胎盘球蛋白或血浆 r —球蛋白的注射,实际上是使人体增加非专一性的抗体成分。
免疫学作为研究手段
由于抗体—抗原结合的专一性,人们在研究中常常制备针对所研究的蛋白质的抗体,用于目的蛋白质的检测和分离等方面。有时,也可以制备针对一段较小肽链或糖链的抗体,但是,制备时要加上佐剂以增强免疫效应;或把较小肽链连接到一个大的蛋白质分子上去,以增强免疫原性,这个较小肽链就称为半抗原。酶联免疫吸附法(简称ELISA)是常用的测定微量蛋白质的免疫方法,专一性强,灵敏度高,可检测出少至10-9克蛋白质。
单克隆抗体技术
面对愈益提高的对抗体的需求——数量要多,质量要高,传统方法暴露出固有的不足:一方面,这套操作程序太繁琐,一只只动物进行免疫,抽血,难以大批量生产;另一方面,所得到的抗血清,往往是多克隆的,即不但有针对目的抗原的抗体,也有针对非目的抗原的抗体,就针对目的抗原的抗体来讲,一个大的蛋白质常常有若干个抗原决定簇 ,所得到的抗体也是针对各个抗原决定簇混杂着的。
单克隆抗体技术的问世解决了上述两个难点。
用目的抗原(例如抗原A)免疫过的小鼠,脾脏中贮存有大量 B 细胞,这些 B 细胞能分泌针对抗原 A 的抗体,但是这些成熟了的 B 细胞不能再分裂繁殖。淋巴瘤细胞具有无限繁殖的能力,但是它们不能产生专一于 A 抗原的抗体。两种细胞融合,产生出的杂交瘤细胞,具有双方的长处,既能分泌专一于抗原 A 的抗体,又能无限增殖。
与免疫系统有关的疾病
1)过敏与移植排斥
这两种情况,严格来讲是免疫系统的正常反应。有的人对花粉过敏,每到花粉季节,就发生哮喘,有的人对一些蛋白质过敏,吃后身上发出“风疹块”,有的人对蜜蜂蜂毒过敏,遭蜜蜂螫后可引起休克。这些情况都是起源于外源物(花粉,蛋白质等)激活 B 细胞,B 细胞产生的抗体作用于肥大细胞,使肥大细胞分泌过量的神经递质—组胺。许多过敏反应是短期内身体某部分组胺过多引起的。所以许多脱敏药物都和对抗组胺的效应有关。
皮肤,器官和肢体移植通常会引起人体的免疫排斥反应,应该说这是正常的身体对外来物的排斥和攻击反应。为了移植成功,就需要使用免疫抑制药物,把正常的免疫反应抑制下去,给移植物以存活的机会。
2)自身免疫疾病
按照克隆选择学说,人体的免疫活性细胞在发育的过程中,那些针对自身蛋白质的淋巴细胞克隆就被消除了。所以,成熟的 B 细胞不会分泌针对自身蛋白质的抗体,成熟的 T 细胞也不会攻击自身正常的细胞。由于某种特殊情况的出现,免疫活性细胞错误地向自身的组织和器官发起攻击,这就是自身免疫疾病。常见的自身免疫疾病有:风湿性关节炎,红斑狼疮 ,风湿热等。一部分糖尿病人,也是因为自身免疫系统错误地攻击破坏胰岛细胞,使胰岛素不能正常分泌所致。目前,对自身免疫疾病的理解还很肤浅,发病机理并没有真正弄清楚,治疗也不甚得力。
3)免疫功能低下症
免疫功能低下或缺失,可以来自几个方面原因,其结果是使患者抵抗力减弱,易受感染。有的孩子生下来就患有严重综合型免疫缺失症(SCID)。因为缺失一个编码腺嘌呤脱氨酶(ADA)的基因,B 细胞和 T 细胞都不能正常发育成熟,这样的孩子生下来就得放在无菌隔离(参见第六讲)。1990 年进行了一次针对 SCID 病儿的基因治疗,从患儿的骨髓中抽出骨髓细胞, 用基因工程手段,以逆转录病毒为载体把 ADA 基因,送入骨髓细胞,ADA 基因整合到细胞染色体中去 ,骨髓细胞发育成正常的淋巴细胞。再注射回患儿的骨髓中去。治疗收到良好效果,4 岁的患儿有了正常的淋巴细胞,具备正常抵抗力,可以走出隔离室,和别的孩子一起上幼儿园(参见第六讲有关图片)。免疫功能低下也可能由肿瘤引起。癌细胞在发展中,常常分泌一些抑制免疫的成分,所以癌症病人通常表现免疫功能低下。手术切除除了避免扩散外,也起到清除抑制免疫的根源的作用。通常手术切除以后,加用一些激活和提高免疫功能的药物。术后进行的化疗,对骨髓细胞有较强破坏力。所以,化疗也会引起免疫功能低下,更有必要同时使用提高免疫功能的药物。值得一提的是,情绪会影响免疫功能。乐观向上的积极的精神状态,有助于免疫功能正常发挥,而情绪压抑悲伤会促使免疫功能低下。这正反映了大脑中枢对全身机能的调节作用。
4)爱滋病
爱滋病是获得性免疫缺失综合症(AIDS)的简称。一般认为,爱滋病的起因,来自一种人免疫缺失病毒(HIV)对 T 细胞的侵入。HIV 病毒侵入 T 细胞后,还能结合在寄主细胞染色体上,不断增殖。其后果是使病人失去免疫能力。爱滋病是一种性传播疾病。对爱滋病和 HIV 病毒的研究,在世界范围内引起极大重视。
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2017-01-16 10
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