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1、临床免疫学与免疫检验（Clinical Immunology and Immunoassay）,华中科技大学医学检验系（Department of Medical Lab.,HUST）李一荣(Yirong Li),绪论（Introduction),教学目标与要求,一、掌握临床免疫学与临床免疫检验的定义，掌握抗原、抗体及免疫细胞等免疫学基本要素的基本特征。二、掌握临床免疫检验在临床医学中的重要价值。三、熟悉临床免疫检验的现状。四、了解临床免疫检验中值得关注的几个问题。五、了解临床免疫检验的发展方向。,Congenital Harelip,Cause of congenital harelip,(
2、1)nutrient deficiency:vitamin deficiency(2)medicine therapy:such as aspirin and hormone.(3)depression(4)genetic factors.(5)infection:such as rubella virus.(6)other factors:such as radioactivity substance,smoking and drink etc.,TORCH感染,T：弓形虫（toxoplasma gondii）O：其它病原微生物(others)R：风疹病毒（rubella virus）C：巨
3、细胞病毒（cytomegalo virus）H：单纯疱疹病毒（herpes simplex virus）TORCH感染病原体常可通过胎盘传给胎儿，引起围生期感染，导致流产、死胎、早产、先天畸形和智力障碍等各种异常结果。,如何发现TORCH感染呢？,临床免疫学检验！临床分子生物学检验！病原体分离、培养与鉴定！,免疫学（Immunology）,研究免疫系统的结构与功能,研究免疫应答的机制,研究有效的免疫措施,实现以防病、治病为目的的一门现代生命科学。感染性疾病疫苗 肝脏疾病 肿瘤,临床免疫学,澳大利亚于30年前即成立了临床免疫学科,将临床免疫学工作定为三种形式,即(1)临床诊断和治疗,(2)临床实
4、验免疫学,(3)前两者兼而有之。英国将临床免疫学定义为“对那些在发病或治疗过程中涉及免疫系统的疾病的诊断和处理工作”。临床免疫学是将免疫学基础理论与免疫学技术相结合,用于研究临床疾病的发病机制、诊断与鉴别诊断、治疗与预后判断等领域的新兴的边缘学科。,临床免疫学范畴,临床免疫检验内科免疫学外科免疫学儿科免疫学生殖免疫学感染免疫学移植免疫学免疫病理学,临床免疫检验(Clinical immunoassay),采用免疫学的技术与方法检测人体内的免疫活性物质或其它生命化学物质,为临床疾病的诊断，治疗方案的选择以及疾病的预后判断提供有效的实验室依据.,Swine Influenza A(H1N1)out
5、break,Virus is being described as a new subtype of A/H1N1not previously detected in swine or humans,Swine Flu:Case Definitions,Source:American CDC,学好临床免疫检验，必须掌握“一个核心，三个要素与四个标记”。一个核心：抗原抗体反应(Antigen-antibody interaction)三个要素：抗原、抗体和免疫细胞四个标记：酶标记技术、放射免疫标记技术、荧光素标记技术与化学发光标记技术。,抗原（Antigen）,抗原：能够刺激机体免疫系统产生抗体
6、和致敏淋巴细胞，并能在体内外与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应的物质。蛋白质脂多糖核酸等,抗原的基本特性,免疫原性(Immunogenicity):指抗原能够刺激机体免疫系统产生抗体和致敏淋巴细胞等免疫活性物质的特性.抗原性(Antigenicity):指抗原能在体内外与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应的特性。,抗原特异性的物质基础是抗原决定族（Antigenicity determinant）,抗原决定族：指存在于抗原表面决定抗原特异性的特殊化学基团。是TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位，启动免疫应答，又称表位（epitope）。其化学性质、数目和空间构象决定了该抗原的特异性和免疫原性
7、的强弱。,抗体,定义：抗体（Antibody，Ab）是机体在抗原刺激下，由浆细胞合成与分泌的，能与抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。基本结构（1）四肽链（2）NH2-端和COOH-端（3）V区与C区,可变区(variable region):即VL和VH,位于Ig分子的N端,该区氨基酸组成与排列顺序有较大差异,并决定Ag与Ab的特异性.高变区(Hypervariable region):VL和VH中3个区域氨基酸组成与排列顺序特别容易变化,又称互补决定区(CDR),此乃Ag与Ab特异性结合的部位.恒定区(Constant region):同一种属中,恒定区氨基酸组成与排列顺序恒定.,多克隆
8、抗体（polyclonal antibody）,用含多种抗原决定族的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种单克隆抗体的混合物），此为多克隆抗体,单克隆抗体（monoclonal antibody,McAb）,借助小鼠B细胞杂交瘤（hybridoma）技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗 原表位）的抗体。,基因工程抗体（Engineer Antibody）,借助于基因重组技术和蛋白表达技术,按照人们的意愿在基因水平对Ig进行切割、连接或修饰，组装成新颖Ab分子，称为基因工程抗体。,鼠IgG的DNA 人IgG的DNA,Vm C m Vh C
9、h,Vm Ch,鼠源性单抗的V区，人Ig的C区。,人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody),免疫细胞,免疫细胞:包括所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞.如造血干细胞、淋巴细胞，肥大细胞以及红细胞等。免疫活性细胞：具有特异性抗原受体，被抗原刺激后能活化、增殖、分化并产生免疫物质，发生特异性免疫应答的细胞。,免疫细胞具有不同的表面标志,B细胞 T细胞 BCR TCRCD19、CD21和CD81 CD3，CD4或CD8 CD40 CD40L B7 CD28 补体受体 CD2 丝裂原受体 丝裂原受体,免疫细胞数目的检测免疫细胞功能的检测免疫细胞的分离,二、临床免疫检验在临床
10、医学中具有重要价值,疾病的诊断疗效的观察复发的评估预后的判断,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 lupus erythematosus),SLE is an autoimmune disease characterized by immune dys
11、regulation resulting in the production of antinuclear antibodies(ANA),generation of circulating immune complexes,and activation of the complement system.In SLE there is a predilection for clinical involvement of the joints,skin,kidney,brain,serosa,lug,heart and gastrointestinal tract.,Butterfly eryt
12、hema,The American Rheumatology Association(ARA)criteria,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 The frequency of detecting-hCGFirst three month 1/week
13、Next nine month 1/monthNext year 1/half year,HIV and AIDS,CD4+Cell count and CD4+/CD8+,In patients with AIDS,total T cells and CD4+Cells decrease significance(1.5109/L and 2.04.0108/L,furthermore,CD4+/CD8+1.0.)Monitor curative effect.,对应的章节,二十二章:感染免疫及其免疫检测二十三章:超敏反应疾病及其免疫检测二十四章:自身免疫性疾病及其免疫检测二十五章:免疫增殖
14、性疾病及其免疫检测二十六章:免疫缺陷性疾病及其免疫检测二十七章:肿瘤免疫及其免疫检测二十八章:移植免疫及其免疫检测,三、临床免疫检测的现状,近年来，随着生物学、基础医学和计算机技术，特别是单克隆抗体技术与免疫标记技术的快速发展，免疫学检验取得了明显的进步，大量新的检测方法及检测指标不断出现，并向自动化、微量化及定量化方向飞速发展.,早期的免疫检验方法逐渐退出检验市场。免疫标记技术在免疫检测中占主导地位。免疫检验自动化已逐渐普遍。免疫检验的对象不断增加。,早期的免疫检验方法逐渐退出检验市场,早期的一些免疫学检测技术，常通过肉眼观察是否有沉淀、凝集以及溶血现象的发生来进行免疫学分析，如免疫扩散、凝
15、集实验以及经典的补体结合反应等，尽管这些方法具有成本低廉，操作简单等优点，但是大部分只是半定量、定性实验，且需要耗费较长时间，越来越难以满足临床诊断的需要，已慢慢地被随后发展起来的各种先进的免疫学检测技术所代替。,凝集反应（Agglutination reaction）,免疫标记技术在免疫检测中占主导地位,标记免疫技术:所谓免疫标记技术是将可微量检测的标记物，如放射性核素、荧光素以及酶等，标记一定的抗原或抗体，用以检测未知的抗体或抗原,如放射免疫技术,酶标记免疫技术,荧光素标记免疫技术等.,FIGURE 6-15,Separation of fluorochrome-labeled cells
16、 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 of cells.,10.Flow cytometry&Fluorescence,免疫检验自动化已逐渐普遍,免疫自动化分析是指用自动化仪器对待测物进行分析，它应包括两方面的内容：一是加样、测定以及仪器洗涤的自动化；二是数据处理的自动化。当前中国已
17、能见到一系列的全自动免疫分析仪，,免疫自动化分析与传统的手工操作相比较具有明显的优势,免疫自动化分析快速、标本报告时间缩短，一般数小时内即可向临床汇报检验结果。免疫自动化分析尤适用于大批量样品的测定，可节约大量的人力、物力，而且同一标本可同时用于检测几种待测物，血清用量少，通常以l计。免疫自动化分析重复性好、干扰因素少，结果判断更加准确、客观，更有利于质量控制。免疫自动化分析能够避免标本对人的感染及标本之间的相互污染。,免疫检验的对象不断增加,经典的免疫活性物质其它生命化学物质 IgG CER IgM Trf IgA CRP C3 AAT C4 1MG,HAPATITIS,CANCER,FER
18、TILITY,PROTEINS,TDMs/DRUGS,TYROID,ANEMIA,HBVHCV,M107,10,10-15,10-4 g/L,AFP FERCEA CA199,PRLHCG LH FSHGH Myoglobin,RHF IgGC3 ASO CERTRF AAG,QUI GEN AMI PHY,FT3 FT4 Dig T3 T4TSH Prog,免疫分析谱,对应的章节,第二章二十二章,四、临床免疫检验中值得关注的几个问题,临床免疫学检验如何快速应对重大突发性传染病？蛋白芯片用于免疫检测值得期待。应建立有免疫检验特色的质量控制体系。,免疫学检验如何快速应对重大突发性传染病？,近年来
19、，重大突发性传染病偶有发生，如SARS，禽流感以及猪链球菌感染等。这些疾病不仅严重危害人体健康，而且具有极高的传染性。如何尽快准确地为临床提供病原体感染的标志物，成为广大医学检验工作者的重要任务。由于单克隆抗体的飞速发展，众多的床旁测试也采用免疫学检测，如HCG、HBsAg以及TB-AB的检测等。因此建立重大突发性传染病的快速检测或 床旁测试试剂值得免疫学检验工作人员的关注。,SARS（severe acuterespiratory syndrome）病原体的确定与检测现状,电子显微镜发现为某种冠状病毒,基因组测序锁定为新型冠状病毒,复制出相应的动物模型,建立新的检测方法,PCR法间接免疫荧光
20、法ELISA,快速免疫检验与重大突发性传染病,过敏原千千万?,蛋白芯片用于免疫检测值得期待,蛋白芯片是将大量蛋白质分子按预先设置的排列固定于一种载体表面行成微阵列，根据蛋白质分子间特异性结合的原理，构建微流体生物化学分析系统，以实现对生物分子的准确、快速、大信息量的检测。,鉴于蛋白芯片具有高通量、大容量、低成本以及可自动化，是未来免疫学检验重要的发展方向之一。可能应用领域：（1）自身抗体；（2）过敏原；（3）肿瘤标志物；（4）病原体等等。,应建立有免疫检验特色的质量控制体系,免疫学检验的质量控制方法能照搬生物化学的质量控制体系吗?生物化学检测方法相对单一，而免疫检测方法多种多样，仅标记免疫技术
21、就有10种左右，不同检测方法的检测结果是否具有可比性？即使是同一种检测方法，由于不同公司采用的单克隆抗体不同，抗原抗体的亲和力以及稳定性可能存在较大的差异，因此其检测结果是否具有可比性同样值得关注.标记免疫技术的灵敏度高，约为生化检验的106倍，因此检测数据的微小变化，会造成较大的SD和CV值的变异。,五、临床免疫检验的发展方向,超敏检测联合检测,待测物质浓度与检测手段,临床化学分析,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,超微量,超敏检测,免疫PCR灵敏度可达10-18mol/L,联合检测（Mutiplex analysis）,Luminex technology芯片技术(Chip technology),Luminex technology,Any question?Any suggestion?,Email:,
