免疫功能讲座.ppt
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1、免疫学实验诊断及其在 临床诊断中的应用 Laboratory Diagnosis and Clinical Application of Immunology第二军医大学附属长征医院全军医学免疫中心 高春芳,临床疾病与免疫的关系 免疫系统性疾病 免疫缺陷病、免疫增殖病 免疫相关性疾病 自身免疫性疾病、变态反应性疾病 感染性疾病 应用免疫学技术诊断、治疗性疾病,临床免疫自身免疫病 内分泌免疫学变态反应性疾病 皮肤病免疫学免疫缺陷性疾病 免疫增殖性疾病 心血管病免疫学 呼吸免疫学移植免疫学 生殖免疫学肿瘤免疫学 神经免疫学传染免疫学 消化免疫学风湿病学 血液免疫学创伤免疫学 免疫治疗学肾病免疫学
2、免疫预防学,免疫学诊断的定义:用抗原、抗体结合的技术对与免疫有关的疾病,如免疫增殖病、免疫缺陷病、变态反应、自身免疫、传染病、恶性肿瘤等作出辅助诊断或特异性诊断。应用意义:1.直接测定免疫功能 2.检查致病因子 3.参考作用,免疫功能(immune function)体液免疫(humoral immunity)细胞免疫(cellular immunity)免疫球蛋白(immunoglobulin)T细胞(T-cell)补体(complement)细胞因子(cytokines),两种T辅助细胞不同的细胞因子产生谱 及不同效应,体液免疫测定免疫球蛋白定量散射及浊度测定技术 原理是根据抗原和抗体形成
3、的复合物粒子对光的散射和吸收度来判断待测抗原的量。测定散射光强度的方法称为nephelometry,测定吸收光强度的方法称turbidimetry。两种方法均可采用速率法(rate assay)即反应开始第1分钟内的光散射或吸收度或终点法(end-point assay),即反应终止时(一般为30min)的光散射度或吸收总量。通过微电脑对数据进行处理,即可知道被检蛋白质(Ig)的含量参考值:IgG 815 g/L,IgA 0.93 g/L,IgM 0.52.5 g/L,免疫球蛋白测定的临床意义免疫球蛋白升高 非特异性多克隆升高 特异性单克隆升高免疫球蛋白减低 细胞免疫缺陷、体液免疫缺陷、联合免
4、疫缺陷 免疫球蛋白缺陷病:无球蛋白血症、选择性IgA 缺陷症、选择性IgM或IgE缺陷,Recombination&Expression of Ig genes,免疫球蛋白正常合成 免疫球蛋白轻链、重链不在同一条染色体上。(-2;-22;H-14)轻链、重链的基因不连续,必须经过基因重排分别连在一起。同样按照DNAmRNA蛋白质这一生物合成的中心法则合成。重链、轻链分别在不同的核糖体(polysomes)上合成。合成后的轻链和重链在光面内质网装配成完整的Ig分子(H2L2)。装配好的Ig分子进入高尔基氏体进行糖基化,通过分泌泡送至细胞膜表面,在释放前可在细胞膜表面停留几个小时。,H链和L链的氨
5、基酸数量差别很大,合成的速度也不同,一般合成一条重链约需18分钟,而合成一条轻链只需10分钟,组成一条完整的Ig(两条重链和两条轻链)则有一条以上轻链过剩。多余、过剩的轻链由细胞膜分泌到胞外,再转入肾脏,约10在肾小管内分解代谢,80回吸收,由体内巨噬细胞吞噬降解,10从尿排出。因此,正常人尿中始终有微量轻链排出。正常人尿约含510g/ml,最大20g/ml,每天约排25mg/d。因为是正常合成,/也是2:1。这个含量用一般方法是无法测出的。,非特异性免疫球蛋白增殖病 肝病 自身免疫病 慢性感染 恶性肿瘤 免疫母细胞淋巴结病 AIDS,免疫指标不是肝功能的直接指标,但由于肝脏承担了体内蛋白质的
6、及其它物质的合成与代谢,因此能直接或间接地影响与调节机体的免疫状态,通过对血清Ig及补体的检测,可在一定程度上反映受检者肝脏的疾病和损伤。,血清蛋白电泳,肝病是导致外周血免疫球蛋白非特异性升高的六大病种之一。急性肝炎多以IgM升高(310天)。慢性肝炎IgG、IgA皆升高,以IgG为主。肝硬化则IgG、IgA、IgM皆升高,但以 IgA升高为显著。肝癌则IgM降低、IgA升高最明显。当然以上这些变化是相对而言,并不是绝对的。,肝脏不是免疫球蛋白的合成场所,但对血清中免疫球蛋白含量起重要的调节作用,这种调节作用表现在:影响肠道内抗原物质的吸收及处理;通过Kupffer细胞对抗原呈现特殊递呈作用;
7、门体静脉侧枝循环可将肠道来源的抗原直接 暴露在全身免疫系统而诱导机体大量抗体的产 生等。,特异性免疫球蛋白增殖症(单克隆增殖和恶性Ig增殖症)单克隆增殖是一个细胞在某一分裂阶段发生突变,然后急剧分化、增殖,并大量表达某种单一的Ig,这种恶性增殖具有如下特点:均一型 含量大(达到数克也可高达10余克)正常成分减少(正常值以下)比例失调(/或2:1)出现相关临床表现(骨骼、肾脏、血液等系统),当Ig异常表达时,可出现以下三个现象:被激活、突变的B细胞转化为前B细胞或浆细胞活性极高,可快速合成Ig,合成一条H链大约需要2.5分钟,合成一条L链则只需1分钟。如此,每合成一分子Ig则会剩余3条轻链,多余
8、的轻链由尿中排出,可达1mg/ml以上。由于突变和激活的细胞是单一克隆,按一个细胞一种抗体的原则,所表达的Ig均为单一产物,亦即一个型、一个亚型、一个基因型。因此,尿中出现的过剩轻链均属一个型。同样,血中增殖的Ig,多属一个型。血和尿中/决不是2:1或大于此或小于此。由于同种抑制和反馈抑制,当某一克隆细胞大量、快速增殖时,其他克隆细胞则会被抑制,大量的均一产物(Ig)也会反馈地抑制正常克隆的增殖和表达。因此,除单一克隆产物大量增殖外,正常Ig则会明显减少。,多发性骨髓瘤:发病机率和Ig含量一样,IgG型最多,IgA型次之,IgM型少见(7S),IgD更少,IgE型罕见(至今发现不过20例)。巨
9、球蛋白血症:属于IgM型,由于大量增殖,IgM可发生各种聚合,正常为19S,患者可出现24S,32S等多钟聚合体。淋巴瘤:有时慢性淋巴细胞恶性病变,也可出现多克隆增殖。,轻链病 可分型和型,亦有双克隆型。由于尿中出现轻链可分多克隆型、单克隆型,并随型在诊断中要分析清楚。轻链病的诊断必须符合以下三条才能作出决定:各种Ig正常或减少;血中和尿中出现一条轻链带(电泳后)临床上符合一个多发性骨髓瘤的诊断重链病:Ig有5种重链则应有5种重链病,但目前只发现了4种,最多的是重链病,已发现200余例,重链病已报告,重链病只有19例,重链病只有一例报告,重链病至今未见报告。,7S IgM病:IgM是19S,7
10、S是小分子IgM报告不 多,我国尚未发现。半分子病:按机率5种Ig皆可出现半分子病,但至 今只发现IgG(3例)和IgA(5例)半分子病。除了免疫分析有特点之外,其他基本上如MM选择性或链缺乏症:本病报告极少,BMG(良性M蛋白血症)或MGUS(不明意义的M蛋白症):属于一种良性异常增殖、性质不良、/值轻度变化,M蛋白3g/dL,骨髓浆细胞10等。,补体检查和有关疾病总补体活性测定 CH50单个补体成分定量 C4经典途径 B因子旁路途径 C3经典和旁路途径临床意义:补体减少:肾病、自身免疫性疾病、肿瘤、补体缺陷病。补体增加:少见,如肿瘤。,Two TypicalPathway for Comp
11、lement Activation,Common Pathway for complement activation,补体与肝脏的关系较免疫球蛋白更为密切,部分补体及其抑制因子由肝脏合成,肝脏的感染和炎症反应可刺激机体免疫系统,导致血清总补体活性及其它补体成分的含量增加,这种现象可见于预后较好的急性病毒性肝炎早期。当肝实质受到严重损伤时,补体成分的合成相应减少,这种减少往往在肝病的晚期,同时伴有显著的肝功能受损。此外任何造成肝实质损伤与肝脏流动力学变化均可导致循环免疫复合物在外周血中的积聚,其结果导致对补体的过量激活,使血清中补体含量消耗性降低,急性降低多见于急性重症肝炎,慢性消耗性减低主要发
12、生在多种补体成分自身免疫性疾病、自身免疫性肝炎、肝硬化及其它原因导致的肝病晚期。,细胞免疫功能测定,抗原特异T细胞检测,细胞毒性T细胞检测,流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)是八十年代发展起来的一项利用流式细胞仪进行分析的新技术。流式细胞术集激光术、微电脑、单克隆抗体技术、细胞色素化学于一体,形成了快速、准确的分析和细胞分选技术方法。FCM在临床和基础研究中的价值主要体现于免疫表型分析、DNA含量分析和细胞分选三个方面。其中免疫表型分析在细胞免疫功能测定中起着重要作用。,FCM原理 用细胞表面特异性单克隆抗体与细胞作用,再利用荧光结合的第二抗体与之作用。通过抗原抗体反应,使阳性
13、细胞标上荧光,此为间接标记法或将特异性单抗先标记上荧光再直接与细胞结合发光,此为直接标记法,当细胞流经流式细胞仪,激光束(488nm)对高速通过的细胞流照射,使荧光染料产生不同波长的散射光,光信号收集后经由PMT(光电倍增管)放大并加以分析处理,在短时可获取细胞大小、核质比、荧光强度和阳性百分比等数据。,流式细胞术的几个重要特点 标本只要是单细胞即可用于分析 极短时间内可分析大量细胞 可同时分析单个细胞的多种特征 定性或定量分析,FCM对细胞免疫功能的检测主要用于1、细胞分群和细胞亚群的分析 利用CD45/CD14可以分出外周血中的白细胞和单核细胞,在白细胞内利用CD3、CD19、CD20、C
14、D3/(CD16+56)+等标记进一步可分出T、B淋巴细胞和NK细胞等。在T细胞内又有CD4/CD8标志的T辅助/诱导和T抑制/杀伤亚群利用CD4/CD29、CD8/CD28标志可以将T4、T8进一步分出各亚群。2、检测淋巴细胞的活化 CD3/HLA-DR、CD3/CD25、CD69等都是活化T淋巴细胞的特异性标记,另有C17单抗是活化的细胞毒T淋巴细胞的标志物。其比值的改变对病情监测,疗效判断有重要的指导意义。3、一些特殊的标志如CD4/CD8比值是AIDS、自身免疫性疾病病程监测的重要指标。,当前流式细胞分析的发展趋势(1)从相对细胞计数到绝对细胞计数 淋巴细胞亚群、造血干细胞、网织红细胞
15、、血小板等从相对定量到绝对定量 定量抗体微球法 定量荧光素分子微球法从单色到多色荧光分析 特别适用于淋巴细胞亚群分析、白血病免疫表型分析、细胞功能评价,当前流式细胞分析的发展趋势(2)从细胞膜成分到细胞内成分分析 胞浆酶、细胞因子等多种成分分析 液体中可溶性成分的流式细胞术分析 流式微球分析 流式分子表型分析 Molecular phenotyping 用流式细胞计数检测细胞中特异性核酸序列或 特异性基因异常。分析表型与免疫表型分析技术相结合,对于分析特定细胞群的功能和特性提供广阔应用前景。,常用外周血表型分析值*CD分类 意 义 正常值()X2S CD3 总T淋巴细胞 65.869.60 C
16、D2 花环形成细胞 77.469.27 CD4 T辅助/T诱导亚群 37.538.91 CD4+/CD29-辅助性T细胞 21.228.98 CD4+/CD29+辅助细胞诱导亚群 16.865.30 CD29 辅助和抑制细胞诱导亚群 59.4512.49 CD8 T抑制/T杀伤亚群 28.0110.13 CD8+/CD28-T抑制细胞亚群 16.969.35 CD8+/CD28+T杀伤细胞亚群 11.733.44 CD3-/CD(16+56+)自然杀伤细胞 16.278.50 CD19 总B细胞 11.743.37 CD25 IL2R链 14.340.41 CD4/CD8比值 1.530.71
17、,免疫学相关疾病的常用免疫学检测指标 变态反应性疾病 I、II、III、IV型变态反应性疾病 自身免疫性疾病 病毒性肝炎 肿瘤免疫,变态反应性疾患免疫学诊断一、型变态反应的检查(一)血清总IgE测定(二)过敏原特异性IgE测定(三)嗜碱粒细胞脱颗粒试验(四)嗜碱粒细胞组织胺释放试验(五)皮肤试验(六)过敏原鼻腔激发试验(七)多种过敏原测定,二、型变态反应的检查 型变态反应又称为溶细胞型,多引起血细胞减少。如溶血性贫血、粒细胞减少症、血小板减少性紫癜等。因而免疫诊断也以这方面最多。(一)Coombs试验 专门用来检查患者红细胞表面的结合抗体(直接Coombs试验)和血浆中的游离抗体(间接Coom
18、bs试验)。长期输血、病毒感染、药物或胶原病皆会出现抗白细胞抗体,这种抗体有的属于HLA不合造成,有的则属于细胞膜变性引起。检查的方法可用白细胞凝集试验或荧光抗体技术,有直接法(用患者白细胞)和间接法(用患者血清)两种。(二)血小板抗体的检查 多采用酶标记抗体(抗人IgG)与患者血小板作用,如在血小板表面有抗体存在,则结合成复合物,如底物显色则可根据显色的程度判定含量。其他还有血小板凝集试验、血小板抗体补体结合反应皆可应用。血小板抗体的检查对于判定血小板减少性紫癜极有价值。,三、型变态反应的检查 本型变态反应由免疫复合物沉积于组织局部,激活补体系统引起。检查的目的是在组织局部和循环中发现免疫复
19、合物。(一)循环免疫复合物(CIC)的检查 CIC的组成包含了抗原(内源或外源性)、抗体(多为IgG,亦有IgA、IgM,少量IgD)和补体(多为C3)三种成分.1、C1q结合法 2、胶固素放免法 3、聚乙二醇(PEG)沉淀法(二)局部免疫复合物检查法,四、型变态反应的检查 型变态反应又名迟发型变态反应,主要由T细胞参与发生。结核、麻风病、甲状腺炎及一些皮炎均可由此型变态反应引起。检测的方法有体内试验如OT试验,体外试验如淋巴细胞刺激试验。(一)OT试验 皮内注射一定量的旧结核菌素,若对旧结核菌素过敏,局部就出现红肿、硬结、水疱、糜烂,根据反应的强弱判断变态反应的强度。一般结核感染后48周就可
20、以出现阳性反应。(二)淋巴细胞刺激反应 体外用某种过敏原刺激淋巴细胞,淋巴细胞可出现转化反应,用3H胸腺嘧啶核苷(3HTdR)掺入法测定淋巴细胞转化程度,以此判断淋巴细胞对某种过敏原的过敏反应性。,自身免疫性疾病免疫学诊断 自身免疫病属于免疫功能调节紊乱,造成极为复杂的病理生理过程,涉及这一系统疾病不下30余种,几乎临床各科均有。其中较常见和典型的有SLE、类风湿性关节炎RA、免疫性溶血性贫血和桥本甲状腺炎。由于免疫调节紊乱,也影响到全部免疫环节,如T淋巴细胞、B淋巴细胞(体液免疫)、补体系统、吞噬细胞系统、CIC及自身抗体等。以下仅就自身抗体作简单介绍。,1、抗核抗体 这是最常见的一种自身抗
21、体,抗原成分较复杂,目前已知有抗DNA抗体(SsDNA和dsDNA)、抗RNP抗体、抗组蛋白抗体和抗着丝点抗体。抗核抗体强阳性者多为SLE,其次为硬皮病、干燥综合症、SLE、皮肌炎等。长期服用普鲁卡因酰胺、肼苯哒嗪亦可出现阳性,慢性肝炎也有30左右的阳性率。2、抗ENA抗体 也属于核抗原的一种,因系用盐水浸出的抗原,故称ENA。内含Sm抗原,RNP、SSA、SSB、Scl-70、Jo-1等,可用于SLE混合结缔组织病及干燥综合征等自身免疫性疾病的诊断和鉴别诊断。RNP只存在于混合结缔组织病,Sm(Smith,人名)只存在于SLE患者,SSA和SSB抗体用于干燥综合征的诊断,抗Scl70主要见于
22、进行性系统性硬化症,而抗Jo-1主要见于多发性肌炎和皮肤炎。,抗核抗体对不同疾病,其临床意义有所不同,并不是只要阳性就能明确所有自身免疫性疾病的诊断,根据文献报道及美国同行推荐,与抗核抗体相关的疾病情况见下表。,与IFANA阳性相关的情况 疾病名称 ANA阳性率()1、ANA结果对诊断极为有用的疾病 SLE 95100 系统性硬化症(硬皮病)60802、ANA结果对诊断在一定程度上有用的疾病 干燥综合征 4070 特发性炎症性肌病(多发性肌炎或皮肌炎)30803、ANA结果对监测或预后有用的疾病 青少年慢性少关节炎伴发葡萄膜炎 2050 雷诺现象 20604、ANA阳性本身为其诊断标准之一的疾
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