免疫學

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免疫學[Immunology]

所謂「免疫」原由拉丁字「immunis」而來,其原意為「免除稅收」(exception from charges),也包含著「免於疫患」之意。

免疫學是研究機體免疫系統組成、結構和功能的一門獨立的前沿學科。它與神經生物學分子生物學並列為生命科學的三大支柱學科。

免疫學發展歷史

早在1000多年前,人們就發現了免疫現象,並由此發展起來對傳染病免疫預防。中國人首先發明了用人痘接種以預防天花,並且在十五世紀中後期的明朝隆慶年間有較大改進,並得到廣泛的應用。後來,這一偉大發明傳播到日本朝鮮、俄國、土耳其和英國等許多國家。後英國醫生琴納據此研究出用牛痘菌預防天花的方法,為免疫學對傳染病的預防開闢了廣闊的前景。全世界能在20世紀70年代末消滅天花,接種牛痘菌發揮了巨大作用。

19世紀末,法國化學家、微生物學家巴斯德於研究人和動物的傳染病時,分析了免疫現象。並在琴納的啟發下,他發明用減毒炭疽桿菌苗株製成疫苗,預防動物的炭疽病;用減毒狂犬病毒株製成疫苗,預防人類的狂犬病

著名動物學家梅契尼科夫在長期研究昆蟲和動物細胞吞噬異物的現象後,於1883年指出體內的白細胞和肝、脾組織中的吞噬細胞具有吞噬和消化細菌的能力。德國細菌學家、免疫學家貝林於1890年發現免疫血清中有抗白喉毒素抗毒素存在,日本細菌學家北里柴三郎也發現抗破傷風毒素的抗毒素,兩人共同研究血清療法成功,對治療白喉破傷風患者取得良好效果。

從此,人們開始探討免疫機制,把細胞吞噬作用和抗毒素的中和作用看成是特異性免疫的根據,並逐步開展細胞免疫體液免疫兩大學派的爭鳴。

細胞免疫學派的首領是梅契尼科夫,體液免疫學派的首領是德國細菌學家埃爾利希。埃爾利希用生物化學方法研究免疫現象,特別是以蛋白質化學糖化學作為基礎,探討抗原抗體的本質及其相互作用,於1896年提出抗體形成的側鏈學說,這一學說直到今天還具有實際意義。兩大學派的爭鳴促進了免疫學的發展。

到20世紀60年代,對體液免疫的研究已經達到分子生物學的水平,已經弄清抗體的分子結構和功能。同時,對細胞免疫的研究也取得了明顯的進展,過去認為小淋巴細胞是處於衰老終末期,而現在已肯定它是免疫系統的一大類具有免疫活性的淋巴細胞,在發揮免疫功能中起著重要作用。

此後人們進一步闡明了小淋巴細胞的結構,以及個體的發生和分化過程,特別是在雜交瘤技術方面取得了突破性的成就,這不僅豐富了一般細胞學的知識,而且為獲得單株抗體或介質物質開闢了一條新的道路。

許多學者還注意到:當病原微生物入侵的時候,機體一方面能夠獲得特異性免疫,另一方面也會出現機體免疫損害。自從德國細菌學家科赫研究結核桿菌所引起的遲髮型變態反應以來,人們逐步發現不僅細菌及其產物可以引起機體免疫損害,就連異種血清蛋白甚至許多很簡單的化學物質再次進入機體,也會使機體組織遭到破壞。

20世紀中期,隨著組織器官移植的開展,對移植物排斥免疫耐受性免疫抑制免疫缺陷自身免疫腫瘤免疫等進行了深入的研究,認識到胸腺法氏囊脾臟在機體免疫功能中的重要意義,認識到過去把免疫過程局限於抗傳染免疫的片面性,也認識到免疫應答是既可防禦傳染和保護機體、又可造成免疫損害和引起疾病的一個生物學過程。也就是說,免疫是生物體對一切非己分子進行識別與排除的過程,是維持機體相對穩定的一種生理反應,是機體自我識別的一種普遍生物學現象。

現代免疫學認為,機體的免疫功能是對抗原刺激的應答,而免疫應答又表現為免疫系統識別自己和排除非己的能力。免疫功能根據免疫識別發揮作用。這種功能大致有:對外源性異物(主要是傳染性因子)的免疫防禦;去除衰退或損傷細胞的免疫,以保持自身穩定;消除突變細胞的免疫監視

免疫學應用

只有免疫系統在正常條件下發揮相應的作用和保持相對的平衡,機體才能維持生存。如果免疫功能發生異常,必然導致機體平衡失調,出現免疫病理變化。

免疫系統在發揮免疫功能的過程中,識別是個重要的前提。一切生物都具有這種能力。單細胞生物只具有分辨食物、入侵微生物和本身細胞成分等低級的識別功能。脊椎動物的機體免疫系統逐漸完善,不僅具有完整的免疫器官免疫細胞,而且免疫活性細胞還能產生特異性抗體和琳巴因子,從而準確地識別自己,排除異物以達到機體內環境的相對穩定,這對保護自己、延續種族和生物進化都有重大意義。高等生物的免疫系統充分發展,它對內外環境的各種抗原異物刺激既表現出多樣性和適應性,又表現出特異性和回憶性,這對生物的進化過程、生物種系的生存和適應具有重大影響。

新中國成立以來,免疫學在醫學上的應用已經有了很大進展。防治傳染病的生物製品不僅滿足國內的需要,而且支援其他一些國家。近年研製的新疫苗如化學疫苗、B型肝炎疫苗等,已經接近世界先進水平。中國已經消滅天花,並且基本上消滅和控制了人間鼠疫和真性霍亂,等烈性傳染病脊髓灰質炎麻疹、白喉、百日咳、破傷風等常見傳染病的發病率已經大大降低。

現代免疫學逐步發展成為既有自身的理論體系、又有特殊研究方法的獨立學科。它為生物學的研究提供了一些新的手段。

早在20世紀初,人們已經利用免疫學來區分人類的血型。植物分類學很早就應用免疫學的方法。在研究植物和動物的毒素時也採用了免疫學技術。例如,1889~1890年,人們用免疫學技術研究白喉毒素和破傷風毒素,隨後又用它來研究植物毒素,如蓖麻毒素、巴豆毒素和動物毒素中的蛇毒蜘蛛毒。另外,人們很早就利用沉澱反應鑒別動物的血跡。近年發展起來的一些新技術,如放射免疫、免疫熒光和酶免疫等,都為生物學提供了實用的研究手段。

從實質上說,現代免疫學不過是生物-醫學的一個分支。但是,隨著科學技術的發展,它本身又派生出許多獨立的分支學科,例如,與現代生物學有密切關係的分子免疫學免疫生物學免疫遺傳學,與醫學有密切關係的免疫血液學免疫藥理學免疫病理學生殖免疫學移植免疫學腫瘤免疫學、抗感染免疫學、臨床免疫學等。

現在,對免疫學的研究已經達到細胞水平和分子水平,人們正在努力探討生物的基本生理規律——免疫的自身穩定機制。醫學中的許多重要問題,如自身免疫、超敏反應、腫瘤免疫、移植免疫、免疫遺傳等,必將得到更好的解決。  

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