(a) (b)
Fig.2‐ 2 (a)戊二醛(Glutaraldehyde)分子式;(b)烷基雙硫醇 (1,6-hexanedithiol)分子式。
2.2 免疫反應
2.2.1 免疫反應基本理論
免疫反應是病原體侵入人體,刺激免疫系統引起的另一種反應,
這是特異性防衛機制。免疫系統是個極為複雜的系統,某些免疫作用 是與生俱來的,某些則在出生之後才產生出來,出來之後才獲得的免 疫能力稱為後天性免疫(acquired immunity),後天性免疫皆為專一 性免疫(specific immunity);而與生俱來的免疫能力稱為先天性免 疫(innate immunity),先天性免疫皆為非專一性免疫(non-specific immunity)。在此篇文章當中我們所要探討的皆屬於後天性免疫。
2.2.2 免疫系統
免疫系統由淋巴結、淋巴組織,淋巴細胞以及巨噬細胞等組成。
在針對病原體進行的免疫反應過程中,淋巴器官能大量生產淋巴細胞。
這些淋巴細胞可經過淋巴管或者直接進入血循環。
免疫系統的器官與組織分為兩大類:
(1)初級淋巴器官,包括骨髓及胸線,是白血球心聲及發育的場所;
以人體而言,骨髓是所有白血球的發源地,也是大多數白血球發育的 場所,不過對T淋巴球會轉移胸線發育、成熟。
(2)次級初級淋巴器官,包括淋巴結、脾臟、黏膜層淋巴組織等;淋 巴結負責對淋巴管系統中的異物起免疫反應,脾臟負責血液循環系統 中的異物清除工作,黏膜層淋巴組織則是黏膜層下的防禦系統;這些 次級的淋巴器官與組織中的專一性免疫反應,主要在淋巴濾泡中發生,
淋巴濾泡能進一步發育成萌發中心。
2.2.3 抗原與抗體
不論是專一性或非專一性免疫反應,皆有賴外原性或內生性的刺 激才能被活化;這些刺激因子包括各種外來的微生物、寄生蟲、真菌、
異類蛋白等,以及體內組織損傷產生的細胞內含物與細胞碎片。雖然 這些刺激物往往先刺激第一線的防禦系統的非專一性免疫反應,但不 是所有能活化非專一性免疫反應的刺激因子皆能活化專一性免疫反 應,其中能刺激專一性免疫反應的物質稱為抗原,而這種能激發免疫 反應的特性被稱為抗原性(antigenicity)。
由免疫器官與組織來解釋就是T-淋巴細胞負責辨別「自己」和「異 己」。病原體侵入人體後,會被T-淋巴細胞認出是「異己」。受到刺激 的T-淋巴細胞會發出攻擊的命令,促使B-淋巴細胞產生抗體。那些能 刺激淋巴細胞產生抗體的異己蛋白質就是抗原。
在免疫系中,抗體是最早被研究的免疫活性物質。在學者的研究 當中抗體具有下列幾種主要的效應才能防止或治療動物及人類的疾 病,其效應分別是:沉澱效應、凝聚反應、中和毒素、干擾病毒活性,
活化補體系統、調理作用、抗體依賴型細胞性胞殺作用(ADCC)及過敏 免應。
由免疫器官與組織來解釋就是抗體是由B-淋巴細胞產生的,它是 蛋白質的Y形結構。抗體可到達病原體,並與病原體上的抗原結合。
抗原抗體結合的結果引至病原體被直接破壞,或者被巨噬細胞吞噬。
抗體與抗原的結合有高度的專一性,即每一種抗體只能與引起它產生 的抗原結合,而每種抗原只能誘發一種抗體產生。抗體在抗原的刺激 下產生,並與抗原結合的過程,就是免疫反應。淋巴細胞受到抗原刺 激而增生、分化的時候,還產生少量的記憶細胞。但記憶細胞並不立 即與抗原作出反應。
抗體是一種蛋白質,故與所有蛋白質的生化特性及合成途徑相同,
基本上由4條多肽鍵所組成。四條多肽鍵中可分為兩對,每一對所含2
條多肽鍵完全相同,其中一條得分子量較輕,稱為“輕鍵",另一對 的分子量較重,稱為“重鍵",重鍵的分子量約為輕鍵的兩倍,四條 多肽鍵互相以雙硫鍵連接在一起。
Fig.2‐ 3 抗體(Antibody)示意圖
生物體初次受到某種抗原刺激,抗體的產生比較慢,血液中抗體 的濃度要若干天後才明顯增加。所以病原體從入侵到被消滅需要一段 時間。假若同一種抗原再次入侵,短時間內便會有大量抗體產生。這 是因為在第一次抗原刺激時,分裂增生的細胞中一部分轉為記憶細胞。
同種抗原再次入侵時,記憶細胞會很快分裂生並產生抗體。記憶細胞 能存在較長時期,並在血液中循環。由於記憶細胞的存在,人體對入
侵過的病原體就有了抵抗力,也就是說有了對該疾病的免疫能力。
2.2.4 抗原抗體反應與應用
抗原與抗體反應的專一性,只能用情人眼裡容不下一個小沙粒來 形容,因為抗體能辨識抗原分子中非常細微的差異,可見抗體分子結 合抗原部位,必定有其特殊的組成分子與化學特性。任何兩種分子之 間的作用,皆利用一定的化學鍵結。事實上,抗體抗原分子間的結合 方式,除了共價鍵之外,尚包括離子鍵(ion strength)、凡得爾力(van der waals force)、氫鍵(hydrogen bond)、厭水性作用力
(hydrophobic interaction)等皆可以作用。抗原與抗體間的作用力 約 5kacl/mole,相較於共價鍵的80~150 kcal/mole而言,是很弱的 作用力,也因為如此,抗原抗體間的結合反應是可逆的。利用抗原與 抗體反應的專一性與親和性,研究學者發展出許多靈敏度與準確度都 很高的檢驗技術,如沉澱環檢驗法(ring test)、放射狀免疫擴散法 (radial immuno-diffusion)、免疫電泳法(immune-electrophoresis) 以及酵素免疫吸附檢驗法(enzyme-linked immunosorbent assay,
ELISA)等等。在本實驗當中也將利用抗原與抗體反應的專一性來進行 石英晶體微量天平的量測。