臨床免疫學與免疫檢驗緒論

1、臨床免疫學與免疫檢驗（ Clinical Immunology and Immunoassay）,華中科技大學醫(yī)學檢驗系（Department of Medical Lab.,HUST） 李一榮 (Yirong Li),緒論（Introduction),教學目標與要求,一、掌握臨床免疫學與臨床免疫檢驗的定義，掌握抗原、抗體及免疫細胞等免疫學基本要素的基本特征。二、掌握臨床免疫檢驗在臨床醫(yī)學中的重要價值。三、

2、熟悉臨床免疫檢驗的現(xiàn)狀。四、了解臨床免疫檢驗中值得關注的幾個問題。五、了解臨床免疫檢驗的發(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：風疹病毒（rubella virus）C：巨細胞病毒（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，導致流產(chǎn)、死胎、早產(chǎn)、先天畸形和智力障礙等各種異常結果。,如何發(fā)現(xiàn)TORCH感染呢？,臨床免疫學檢驗！臨床分子生物學檢驗！病原體分離、培養(yǎng)與鑒定！,免疫學（Immunology）,研究免疫系統(tǒng)的結構與功能,研究免疫應答的機制,研究有效的免疫措施,實現(xiàn)以防病、治病為目的的一門現(xiàn)代生命科學。

5、 感染性疾病疫苗 肝臟疾病 腫瘤 ……,,,,,,,,,,臨床免疫學,澳大利亞于30年前即成立了臨床免疫學科, 將臨床免疫學工作定為三種形式, 即(1) 臨床診斷和治療, (2) 臨床實驗免疫學, (3) 前兩者兼而有之。英國將臨床免疫學定義為“對那些在發(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”。臨床免疫學是將免疫學基礎理論與免疫學技術相結合,用于研究臨床疾病的發(fā)病機制、診斷與鑒別診斷、治療與預后判斷等領域的新興的邊緣學科。,臨床免疫學范疇,臨床免疫檢驗內科免疫學外科免疫學兒科免疫學生殖免疫學感染免疫學移植免疫學免疫病理學 ……,臨床免疫檢驗(Clinical immunoassay),采用免疫學的技術與方法檢測人體內的免疫活性物質或其它生命化學物質, 為臨床疾病的診斷，治療方案的選擇以及

7、疾病的預后判斷提供有效的實驗室依據(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,學好臨床免疫檢驗，必須掌握“一個

8、核心，三個要素與四個標記”。一個核心： 抗原抗體反應(Antigen-antibody interaction)三個要素：抗原、抗體和免疫細胞四個標記：酶標記技術、放射免疫標記技術、熒光素標記技術與化學發(fā)光標記技術。,,抗原（Antigen）,抗原：能夠刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和致敏淋巴細胞，并能在體內外與抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生特異性反應的物質。蛋白質脂多糖核酸等,抗原的基本特性,免疫原性(Immunogenicity):

9、指抗原能夠刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和致敏淋巴細胞等免疫活性物質的特性.抗原性(Antigenicity):指抗原能在體內外與抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生特異性反應的特性。,抗原特異性的物質基礎是抗原決定族（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基團。是TCR/BCR及抗體特異性結合的基本單位，啟動免疫應答，又稱表位（epitope）。其化學性質、數(shù)目和空間構象決定了該抗原的特

10、異性和免疫原性的強弱。,抗體,定義：抗體（Antibody，Ab）是機體在抗原刺激下，由漿細胞合成與分泌的，能與抗原特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。基本結構（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個區(qū)

11、域氨基酸組成與排列順序特別容易變化,又稱互補決定區(qū)(CDR),此乃Ag與Ab特異性結合的部位.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免疫動物，刺激多個B細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細胞

12、雜交瘤（hybridoma）技術，所制備的高度均一（屬同一類、亞類、型別）、單一特異性（僅針對特定抗 原表位）的抗體。,基因工程抗體（Engineer Antibody）,借助于基因重組技術和蛋白表達技術,按照人們的意愿在基因水平對Ig進行切割、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),免疫細胞,免疫細胞:包括所有參與免疫應答或與免疫應答有關的細胞及其前體細胞.如造血干細胞、淋巴細胞，肥大細胞以及紅細胞等。免疫活性細胞：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，發(fā)生特異性免疫應答的細胞。,免疫細胞具有不同的表面標志,B細胞 T細胞 BCR TCRCD19、CD21和CD81 CD3，CD4或CD8 CD40 CD40L B7

15、 CD28 補體受體 CD2 絲裂原受體 絲裂原受體 …… ……,,,,免疫細胞數(shù)目的檢測免疫細胞功能的檢測免疫細胞的分離,,二、臨床免疫檢驗在臨床醫(yī)學中具有重要價值,疾病的診斷療效的觀察復發(fā)的評估

16、預后的判斷,,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.,,,對應的章節(jié),二十二章:感染免疫及其免疫檢測二十三章:超敏反應疾病及其免疫檢測二十四章:自身免疫性疾病及其免疫檢測二十五章:免疫增殖性疾病及其免疫檢測二十六章:免疫缺陷性疾病及其免疫檢測二十七章:腫瘤免疫及其免疫檢測二十八章:移植免疫及其免疫檢測,三、臨床免疫檢測的現(xiàn)狀,近年來，隨著生物學、基礎醫(yī)學和計算機技術，特別是單克隆抗體技術與免疫標記技術的快速發(fā)展，免疫學檢驗取得了明顯的進步，大量新的檢測方法及檢測指標不斷

23、出現(xiàn)，并向自動化、微量化及定量化方向飛速發(fā)展.,,早期的免疫檢驗方法逐漸退出檢驗市場。免疫標記技術在免疫檢測中占主導地位。免疫檢驗自動化已逐漸普遍。免疫檢驗的對象不斷增加。,早期的免疫檢驗方法逐漸退出檢驗市場,早期的一些免疫學檢測技術，常通過肉眼觀察是否有沉淀、凝集以及溶血現(xiàn)象的發(fā)生來進行免疫學分析，如免疫擴散、凝集實驗以及經(jīng)典的補體結合反應等，盡管這些方法具有成本低廉，操作簡單等優(yōu)點，但是大部分只是半定量、定性實驗，且需要耗費較

24、長時間，越來越難以滿足臨床診斷的需要，已慢慢地被隨后發(fā)展起來的各種先進的免疫學檢測技術所代替。,凝集反應（Agglutination reaction）,,,免疫標記技術在免疫檢測中占主導地位,標記免疫技術: 所謂免疫標記技術是將可微量檢測的標記物，如放射性核素、熒光素以及酶等，標記一定的抗原或抗體，用以檢測未知的抗體或抗原,如放射免疫技術,酶標記免疫技術,熒光素標記免疫技術等.,,,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,免疫檢驗自動化已逐漸普遍,免疫自動化分析是指用自動化儀器對待測物進行分析，它應包括兩方面的內容：一是加樣、測定以及儀器洗滌的自動化；二是數(shù)據(jù)處理的自動化。當前中國已能見到一系列的全自動免疫分析儀，,免疫自動化分析與傳統(tǒng)的手工操作相比較具有明顯的優(yōu)勢,免疫自動化分析快速、標本報告時間縮短，一般數(shù)小時內即可向臨床匯報檢驗結果。免疫自動化分析尤

27、適用于大批量樣品的測定，可節(jié)約大量的人力、物力，而且同一標本可同時用于檢測幾種待測物，血清用量少，通常以μl計。免疫自動化分析重復性好、干擾因素少，結果判斷更加準確、客觀，更有利于質量控制。免疫自動化分析能夠避免標本對人的感染及標本之間的相互污染。,免疫檢驗的對象不斷增加,經(jīng)典的免疫活性物質其它生命化學物質 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,對應的章節(jié),

30、第二章~二十二章,四、臨床免疫檢驗中值得關注的幾個問題,臨床免疫學檢驗如何快速應對重大突發(fā)性傳染??？蛋白芯片用于免疫檢測值得期待。應建立有免疫檢驗特色的質量控制體系。,免疫學檢驗如何快速應對重大突發(fā)性傳染病？,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。這些疾病不僅嚴重危害人體健康，而且具有極高的傳染性。如何盡快準確地為臨床提供病原體感染的標志物，成為廣大醫(yī)學檢驗工作者的重要任務。由于單克隆抗體的飛速

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

32、,,過敏原千千萬???,蛋白芯片用于免疫檢測值得期待,蛋白芯片是將大量蛋白質分子按預先設置的排列固定于一種載體表面行成微陣列，根據(jù)蛋白質分子間特異性結合的原理，構建微流體生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對生物分子的準確、快速、大信息量的檢測。,,,鑒于蛋白芯片具有高通量、大容量、低成本以及可自動化，是未來免疫學檢驗重要的發(fā)展方向之一。 可能應用領域 ：（1）自身抗體；（2）過敏原；（3）腫瘤標志物；（4）病原體等等。,應建立有免疫檢驗特色的質

33、量控制體系,免疫學檢驗的質量控制方法能照搬生物化學的質量控制體系嗎? 生物化學檢測方法相對單一，而免疫檢測方法多種多樣，僅標記免疫技術就有10種左右，不同檢測方法的檢測結果是否具有可比性？即使是同一種檢測方法，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，因此其檢測結果是否具有可比性同樣值得關注.標記免疫技術的靈敏度高，約為生化檢驗的106倍，因此檢測數(shù)據(jù)的微小變化，會造成較大的SD和CV值的變異

34、。,五、臨床免疫檢驗的發(fā)展方向,超敏檢測聯(lián)合檢測,,,待測物質濃度與檢測手段,臨床化學分析,,,,,,,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