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免疫學(xué)和免疫學(xué)檢驗(yàn):第一節(jié) 免疫原的制備

免疫原是誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗體、并能與抗體發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。能否制得合格的抗體由許多因素決定,而能否制備合格的免疫原則是其前提條件。而且作為診斷試劑的抗原也必須是單一特異性的,即純化的抗原。自然眾多的物質(zhì)皆可成為免疫原,但絕少是單一成分(除非是合成的基因工程…

免疫原是誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗體、并能與抗體發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。能否制得合格的抗體由許多因素決定,而能否制備合格的免疫原則是其前提條件。而且作為診斷試劑的抗原也必須是單一特異性的,即純化的抗原。自然眾多的物質(zhì)皆可成為免疫原,但絕少是單一成分(除非是合成的基因工程制備的),所以必須將某個(gè)抗原從復(fù)雜的組分中提取出單一的成分。下面介紹有代表性的免疫原制備方法。

一、顆粒性抗原的制備

顆粒性抗原主要是指細(xì)胞抗原或細(xì)菌抗原。最常用的細(xì)胞抗原為制備溶血素用的綿羊紅細(xì)胞。這種抗原制備比較簡(jiǎn)單,采集新鮮綿羊紅細(xì)胞,以無(wú)菌鹽水洗滌3次(每次離心2000r/min10min),最后配成106/ml濃度的細(xì)胞懸液,即可應(yīng)用。細(xì)菌抗原多用液體或固體培養(yǎng)物經(jīng)集菌后處理。H抗原用有動(dòng)力的菌株,菌液用0.3%~0.5%甲醛處理,而O抗原則需要100℃加溫2~2.5h后應(yīng)用。Vi抗原則應(yīng)在殺菌后再加0.5%~1%氯化鈣溶液。有時(shí)蟲(chóng)卵也可做成抗原,如日本血吸蟲(chóng)卵抗原可制成懸液供免疫用。有些細(xì)胞膜成分,如組織細(xì)胞膜、血細(xì)胞膜經(jīng)打碎后亦可制成顆?乖nw?乖瓚乙撼嗜闈釥睿嗖捎渺o脈內(nèi)免疫法,較少使用佐劑作皮內(nèi)注射。

二、可溶性抗原的制備和純化

蛋白質(zhì)、糖蛋白、脂蛋白、細(xì)菌毒素、酶、補(bǔ)體等皆為良好的可溶抗原。但因這些蛋白質(zhì)多為復(fù)雜的蛋白組分,免疫前需進(jìn)行純化。蛋白質(zhì)純化方法在生物化學(xué)技術(shù)中已有詳述,本章主要介紹免疫化學(xué)純化方法。

(一)組織和細(xì)胞粗抗原的制備

免疫原多來(lái)源于只類(lèi)及動(dòng)物的組織或細(xì)胞,這些材料在取得可溶性蛋白質(zhì)之前,必須先進(jìn)行處理,以適合于進(jìn)一步純化。

1.組織細(xì)胞抗原的制備所用組織必須是新鮮的或低溫(<-40℃)保存的。器官或組織得到后立即去除表面的包膜或結(jié)締組織以及一些大血管。如有條件,臟器應(yīng)進(jìn)行灌注,除去血管內(nèi)殘留的血液。處理好的組織用0.05/NaN3生理鹽水洗去血跡及污染物。將洗凈的組織剪成小塊,進(jìn)行粉碎。粉碎的方法有兩類(lèi):①高速組搗碎機(jī)法。操作時(shí),將組織加鹽水(約1/2)裝入搗碎機(jī)筒內(nèi),用高速(約1000r/min)間斷進(jìn)行,每次30~60s,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)熱。②研磨法?捎貌A驖{器或乳缽研磨。玻璃勻漿器是由一內(nèi)壁經(jīng)過(guò)磨砂的玻璃管和一根一端為圓柱狀(表面亦經(jīng)磨砂)的磨桿組成,主要經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)、壓擠將組織粉粹。研磨法可用于韌性較大聽(tīng)組織,如皮膚、空腔器官等。為了更有效地磨碎組織,有時(shí)在研磨時(shí)加入淘洗過(guò)的海砂。組織勻漿通過(guò)2000~3000r/min離心10min后分成兩個(gè)部分:沉淀物含有大量的組織細(xì)胞和碎片;上清液作為提取可溶性抗原的材料,提取前還要通過(guò)1000~2000r/min20~30min的高速離心,以除去微小的細(xì)胞碎片,此時(shí)上清液應(yīng)澄清。

2.組織細(xì)胞或培養(yǎng)細(xì)胞可溶性抗原的制備制備抗原用的細(xì)胞包括正常細(xì)胞、病理細(xì)胞(如腫瘤細(xì)胞)或傳代細(xì)胞。組織細(xì)胞的制備一般通過(guò)上述機(jī)械破碎后取得;蛲ㄟ^(guò)酶消化,所用的酶大多為胃蛋白酶胰酶。通過(guò)酶解將細(xì)胞間質(zhì)蛋白消化,獲得游離的單個(gè)細(xì)胞。細(xì)胞抗原一般分為三個(gè)組分:膜蛋白抗原、細(xì)胞漿抗原(主要為細(xì)胞器)和細(xì)胞核及核膜抗原。三種抗原的制備皆需將細(xì)胞破碎,方法有如下幾種。

(1)反復(fù)凍融法:將待破碎的細(xì)胞(有時(shí)為整塊組織)置-20冰箱內(nèi)凍結(jié),然后緩慢地融化。如此反復(fù)2次,大部分組織細(xì)胞及細(xì)胞內(nèi)的顆?杀蝗谄啤

(2)冷熱交替法:在細(xì)菌或病毒中提取蛋白質(zhì)及核酸時(shí)可用此法。操作時(shí),將材料投入沸水浴中,90℃左右維持?jǐn)?shù)分鐘,立即置于冰浴中使之迅速冷卻,絕大部分細(xì)胞被破壞。

(3)超聲破碎zxtf.net.cn/pharm/法:對(duì)微生物和組織細(xì)胞多用此法。處理效果與樣品濃度和使用頻率有關(guān)。一般組織細(xì)胞皆易破碎,而細(xì)菌,尤其是真菌的厚膜孢子則較難打破。超聲波所使用的頻率從1~20kHz不等。同樣要間歇進(jìn)行,因長(zhǎng)時(shí)間超聲也會(huì)產(chǎn)熱,易導(dǎo)致抗原破壞。一次超聲1~2min,總時(shí)間為10~15min。

(4)自溶法:利用組織和微生物的自身酶系,在一定的pH和溫度下,使其細(xì)胞裂解。自溶的溫度,對(duì)動(dòng)物組織細(xì)胞常選0~4℃,而對(duì)微生物常選室溫。自溶時(shí)常需加入少量防腐劑,如甲苯或氯仿等,NaN3不宜使用,因其能抑制酶的活力。

(5)溶菌酶處理法:在堿性條件下(pH8.0),溶菌酶可專(zhuān)一破壞細(xì)菌細(xì)胞壁,適用于多種微生物。除溶菌酶外,蝸牛酶、纖維素酶等也可用于消化細(xì)菌和組織細(xì)胞。

(6)表面活性劑處理法:常用的有十二烷基吡啶、支氧膽酸鈉等。因效果較差,已少應(yīng)用。

(二)超速離心和梯度密度離心法

超速離心是分離亞細(xì)胞及蛋白質(zhì)大分子的有效手段,往往是進(jìn)一步純化的第一次過(guò)篩。超速離心又分差速離心和梯度離心。差速離心系指低速與高速離心交替進(jìn)行,用于分離大小差別較大的顆粒。梯度密度離心是一種區(qū)帶分離法,通過(guò)梯度密度來(lái)維持重力的穩(wěn)定性。通過(guò)離心,沉淀的顆粒比液體的比重大,漂浮的顆粒比液體的比重小。通常待分離的懸液中的顆粒比液體重,假如要使之上浮,必須加入第三種成分,使其密度連續(xù)或不連續(xù)地升高,形成所謂梯度。第三種成分多用甘油、蔗糖、氯化銫或氯化銣等。假如梯度柱的范圍所表現(xiàn)的密度同待分離顆粒的密度大致相等時(shí),則經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間離心可得到分離。這種方法稱(chēng)為密度離心或梯度離心。

用超速離心或梯度離心分離和純化抗原只是一種根據(jù)抗原的比重特點(diǎn)分離的方法,除個(gè)別成分外,極難將某一抗原成分分離出來(lái)。目前僅用于少部分大分子抗原,如IgM、C1q、甲狀腺球蛋白等,以及一些比重較輕的抗原物質(zhì)如載脂蛋白A、B等。對(duì)于大量的中、小分子量蛋白質(zhì),多不適宜用超速及梯度密度離心作為純化手段。

(三)選擇性沉淀法

選擇性沉淀是采用各種沉淀劑或改變某些條件促使抗原成分沉淀,從而達(dá)到純化的目的。

1.核酸去除法從微生物或細(xì)胞提取蛋白質(zhì)抗原時(shí),其中常含有大量核酸成分。除去核酸可用提取沉淀劑,如氯化錳、硫酸魚(yú)精蛋白鏈霉素等。核糖核酸降解法較為簡(jiǎn)便,用DNA或RNA酶與提取液共同作用30~60min(4℃),即可有效地除去核酸成分。

2.鹽析沉淀法這是最古老而又經(jīng)典的蛋白質(zhì)純化分離動(dòng)技術(shù)。由于方法簡(jiǎn)便、有效、不損害抗原活性等優(yōu)點(diǎn),至今仍被廣泛應(yīng)用。

(1)抗原的粗篩:用不同飽和度的硫酸銨或硫酸鈉可將一個(gè)復(fù)雜的組織液吩成若干組分,也可收集某一飽和度的鹽析沉淀物作為進(jìn)一步純化的粗篩物。最常用的鹽析劑是33%~50%飽和度的硫酸銨。

(2)提取丙種球蛋白:丙種球蛋白主要為IgG(95%以上)。將35%~40%飽和度的硫酸銨沉淀物經(jīng)去鹽后可直接用于某些試驗(yàn)作為抗體試劑。此法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、固收率高,已成為免疫化學(xué)試驗(yàn)的常規(guī)方法。

(3)抗原的濃縮:在液體中含量較少的抗原,如尿中的游離輕鏈及離子交換層析洗脫液中的抗原,可通過(guò)加入硫酸銨,將其沉淀下來(lái),以利進(jìn)一步純化。

3.有機(jī)溶劑沉淀法有機(jī)溶劑以降低溶液的介電常數(shù),從而增加蛋白質(zhì)分子上不同電荷的引力,導(dǎo)致溶解度降低。另外,有機(jī)溶劑與水作用,能破壞蛋白質(zhì)的水化膜,故蛋白質(zhì)在一定濃度的有機(jī)溶劑中被沉淀析出。使用的有機(jī)溶劑多為乙醇和丙酮。高濃度的有機(jī)溶劑易引起蛋白質(zhì)變性、失活、操作必須在低溫下進(jìn)行。Cohn(1942)低溫酒精沉淀法可將血漿蛋白分為5個(gè)組分,IgG屬于Cohn-3組分。

4.水溶性非離子型聚合物沉淀法常用的聚合物為聚乙二醇(PEG)及硫酸葡聚糖。水溶性聚合物沉淀蛋白質(zhì)的機(jī)制尚不清楚,大致有如下解釋?zhuān)孩倬酆衔锱c蛋白質(zhì)形成共沉物;①聚合物與蛋白質(zhì)之間發(fā)生水的重分配;①聚合物與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。此法受許多因素影響,主要是pH、離子強(qiáng)度、蛋白質(zhì)濃度和PEG的分子量等。分子量為2000~6000的PEG皆適宜于做蛋白沉淀用。如若使用得當(dāng),效果甚為滿(mǎn)意。一般認(rèn)為,PEG濃度在3%~4%時(shí)沉淀免疫復(fù)合物,6%~7%可沉淀IgM,8%~12%可沉淀IgG,12%~15%可沉淀其他球蛋白,25%可沉淀白蛋白。最突出的應(yīng)用是用3%~4%的PEG沉淀免疫復(fù)合物,未結(jié)合的抗原和抗體留在溶液中。按此原理設(shè)計(jì)了快速測(cè)定法和循環(huán)免疫復(fù)合物測(cè)定法。

(四)凝膠過(guò)濾和離子交換層析

凝膠過(guò)濾又名分子篩層析,利用微孔凝膠,將不同分子量的成分分離。離子交換層析是利用一些帶離子基團(tuán)的纖維素或凝膠,吸附交換帶相反電荷的蛋白質(zhì)抗原,將蛋白質(zhì)抗原按帶電荷不同或量的差異分成不同的組分。這兩種層析如能共同應(yīng)用或者反復(fù)應(yīng)用其中的一種,皆可將某一蛋白質(zhì)從一復(fù)雜的組分中純化出來(lái)。

(五)親和層析

上面介紹的各種純方法主要是依賴(lài)抗原的物理和化學(xué)特性,如分子量、攜帶電荷等,經(jīng)過(guò)純化后只能取得相同性質(zhì)的物質(zhì),在免疫特性上是否為同種物質(zhì)還不能肯定。親和層析是利用生物大分子的生物學(xué)特異性,即生物分子間所具有的專(zhuān)一性親和力而設(shè)計(jì)的層析技術(shù)。例如抗原和抗體、酶和酶抑制劑(或配體)、酶蛋白和輔酶、激素和受體等之間有一種特殊的親和力,在一定條件下,它們能緊密地結(jié)合成復(fù)合物。如果將復(fù)合物的一方固定在不溶性載體上,則可從溶液中專(zhuān)一地分離和提純另一方。與上述其他純化方法相比,親和層析能產(chǎn)生相當(dāng)高的純化作用。另外,此法的優(yōu)點(diǎn)是迅速,有時(shí)僅一步即可達(dá)到純化的目的。

1.親和層析支持物的選擇作為親和層析支持物須符合以下要求:①非特異性吸附低;②液體通過(guò)時(shí)流速要快;③在各種pH和高濃度鹽溶液中穩(wěn)定;④必須有合適的、豐富的化學(xué)基團(tuán),能有效地與蛋白質(zhì)或其它化合物結(jié)合;⑤必須帶有豐富的微孔,以增加結(jié)合容量。符合以上5個(gè)條件的支持物有瓊脂糖、聚丙烯酰胺和多孔玻璃球,其中常用的是瓊脂糖珠(Sepharose2B、4B、6B)。

2.配體的選擇所謂配體系指具有親和性的雙方,作為免疫親和層析專(zhuān)指抗原與抗體。良好的配體必須具備以下3個(gè)條件。

(1)抗原或抗體必須單一特異性:抗原或抗體的純化效果決定于固相中配體的純度。

(2)抗原與抗體之間必須有強(qiáng)的親和力:這種親和力決定于抗原決定簇的性質(zhì)和數(shù)量。對(duì)抗體來(lái)說(shuō)還決定于抗體來(lái)源動(dòng)物的種類(lèi)和免疫時(shí)間,如馬抗血清親和力較低,免疫血清親和力較高;免疫時(shí)間短的親和力低。但是,親和力太強(qiáng)也不利,因?yàn)榻怆x抗原抗體復(fù)合物所需要的條件就要強(qiáng)烈,從而可造成蛋白質(zhì)的變性。例如用低pH(1.5~2.5)或高鹽(如6mol/L鹽酸胍)可使部分抗原或抗體活性降低或喪失。

(3)配體必須有一個(gè)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)基團(tuán),這個(gè)基團(tuán)不參與配體和大分子的特異結(jié)合,但可用來(lái)連接支持物,而且這種連接不應(yīng)當(dāng)影響配體與大分子結(jié)合的親和性。

3.抗原或抗體與支持物的結(jié)合將抗原或抗體結(jié)合到支持物上的方法目前有20多種,但可歸結(jié)為載體結(jié)合法、物理吸附法、交聯(lián)法和網(wǎng)絡(luò)法4類(lèi)。

結(jié)合法的一般步驟是先活化支持物上的功能基團(tuán),然后將抗原或抗體連接到這些活化的基團(tuán)上。用來(lái)發(fā)生交聯(lián)的化學(xué)反應(yīng)必須足夠溫和,不致使抗原或抗體遭到破壞。交聯(lián)后,要徹底清洗支持物,以除去剩下的未交聯(lián)的物質(zhì)。

最常用的支持物是Separose4B,將此支持物與溴化氰在pH11時(shí)進(jìn)行處理,則能使支持物活化。此時(shí)溴化氰與支持物上的羥式反應(yīng)形成氨基甲酸酯基團(tuán)。加入溴化氰的量取決于支持物的量。如果希望取代程度提高,則加入溴化氰的量也要提高。交聯(lián)時(shí)首先要注意加入抗原或抗體的濃度。通常在交聯(lián)反應(yīng)混合物中的交聯(lián)蛋白質(zhì)濃度應(yīng)是親和分離濃度的20~30倍。這樣,溴化氰濃度也必須提高到200mg/ml凝膠。若希望最終產(chǎn)物含量較少,所加入的溴化氰也應(yīng)減少。交聯(lián)時(shí)的pH也應(yīng)注意,pH9.5~10時(shí),活化的瓊脂糖珠很不穩(wěn)定。降低pH,也就減少了能反應(yīng)的配體濃度,交聯(lián)量就會(huì)減少。

親和層析中常用小分子抗原或其它化合物與支持物交聯(lián),由于載體空間的位阻而影響了與抗原或其它親和物的結(jié)合,產(chǎn)生了所謂的無(wú)效吸附。另外,Sepharose4B交聯(lián)時(shí)要求有一游離的氨基,如果該抗原有具氨基則難于交聯(lián)。基于這兩個(gè)原因,通常在瓊脂糖與抗原之間接上不同長(zhǎng)度的“手臂”。必要時(shí)這些“手臂”末端可接上游離氨基,以與不帶氨基的配基偶聯(lián)。常用的帶“手臂”瓊脂糖有氨基瓊脂糖(二亞胺)、羧基瓊脂糖(琥珀酸酐)、溴乙酰瓊脂糖(0-溴乙酰-N-羧基琥珀酰胺)、重氮鹽衍生物瓊脂糖和疏基瓊脂糖等。這些帶“手臂”的瓊脂糖有商品供應(yīng),使用極為方便。

4.親和層析條件的選擇

(1)支持物與抗原或抗體結(jié)合后,還可能有多余的活性基團(tuán),為了封閉這些殘基團(tuán),必須用無(wú)關(guān)蛋白質(zhì)或三乙醇胺過(guò)一次柱,以封閉活性基團(tuán)。

(2)去掉未結(jié)合及結(jié)合不牢固的蛋白質(zhì)。先用0.2mol/LNaHCO2(含0.1mol/LNaC1,pH9.0)洗脫2~3個(gè)柱體積,再用解脫劑處理一次親和層析柱。

(3)解脫劑有多種。常用的有0.2mol/LpH2.8甘氨酸-HC1緩沖液、0.1mol/LpH2.4甘氨酸緩沖液、7mol/L脲、5mol/LNaI、3mol/L硫氰酸鉀(或鈉)、1mol/L乙酸、6mol/L鹽酸胍、0.2mol/LKC1等。作為抗原抗體解脫劑,最多用的是3mol/L硫氰酸鉀(或鈉)及0.1mol/LpH2.4甘氨酸緩沖液。

(六)免疫球蛋白片段的制備

免疫球蛋白具有抗原性,可用以免疫動(dòng)物制備相應(yīng)的抗體,而這種抗體常用于免疫球蛋白的檢測(cè)。五類(lèi)免疫球蛋白皆可用前面介紹的純化方法提取出來(lái)。如將這些免疫球蛋白分解成片段,如Fc段、Fab段、輕鏈等作為免疫原制備抗血清,則可制得分辨能力更高的特異性抗體。制備方法如下:

1.溫和條件析離亞單位亞單位之間以非共價(jià)鍵、如氫鍵、靜電引力等連接起來(lái),這些鍵結(jié)合力較弱,可經(jīng)2種方法將其斷開(kāi)制備片段。第一種方法是改變pH,一般將pH調(diào)至3~4(羧基滴定范圍)和9~10(賴(lài)氨酸氨酸滴定范圍),當(dāng)?shù)陀?或高于10時(shí),亞單位會(huì)離解。這個(gè)方法是利用強(qiáng)變性劑,如8mol/L鹽酸胍等。用此可以將亞單位分開(kāi)。這個(gè)方法也用于載脂蛋白抗原的解離和膠原肽的提取。

2.二硫鍵的解離二硫鍵是連接Ig肽鏈的共價(jià)鍵,解離二硫鍵可將輕鏈與重鏈分開(kāi)。解離的方法多采用氧化法和還原法。氧化法的優(yōu)點(diǎn)是切開(kāi)后,肽鏈不能重新形成二硫鍵,便于肽鏈純化;缺點(diǎn)是甲硫氨酸被氧化成亞砜,色氨酸側(cè)鏈被破壞。還原法是將二硫鍵還原成巰基。但這個(gè)疏基極不穩(wěn)定,易再重新結(jié)合成二硫鍵,必須及時(shí)用碘乙酸或碘代乙酰胺進(jìn)行羧甲基化。

3.溴化氰裂解法溴化氰與蛋白質(zhì)中的甲硫氨酸側(cè)鏈的硫醚基起反應(yīng),生成溴化亞氨內(nèi)酯。此產(chǎn)物與水反應(yīng),將肽鏈斷裂。

4.酶裂解法因?yàn)槊附庥袠O好的專(zhuān)一性,不同的片段可用不同的酶裂解。如木瓜酶可將IgG裂解成Fc和Fab(×2)3個(gè)片段,胃蛋白酶可將IgG解成F(ab')2和幾個(gè)小肽段,胰蛋白酶則將其切成不規(guī)則的肽鏈。作為抗原制備常用木瓜酶切斷,取得Fc段,以制備抗鏈血清。作為抗體試劑應(yīng)用,常用胃蛋白酶切斷取得F(ab')2

(七)純化抗原的鑒定

純化抗原的鑒定方法較多,常用的有聚丙烯酰胺凝膠電泳法、結(jié)晶法、免疫電泳法、免疫雙擴(kuò)散法等。事實(shí)上,僅用一種方法還無(wú)法作純度鑒定,只有幾種方法聯(lián)合應(yīng)用才較可靠。結(jié)晶法不是純度的標(biāo)準(zhǔn),因結(jié)晶中往往含有其它成分。電泳譜中呈現(xiàn)單一區(qū)帶也不能排除在這條帶中含有其他成分。有時(shí)雖出現(xiàn)幾條帶,也可能是同一物質(zhì)的聚合體或降解物。

蛋白抗原的定量可用生化分析中的常用方法。根據(jù)測(cè)試抗原量的多少可用雙縮脲法或酚試劑法。如果抗原極為寶貴,可用紫外光吸收法。

三、半抗原免疫原的制備

多肽、甾族激素、藥物、脂肪胺、核苷等小分子物質(zhì)僅能與相應(yīng)的抗體發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng),而它們自己并不是免疫原,不能誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生。只有將這種半抗原與蛋白質(zhì)或其他高聚物結(jié)合后才能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體。結(jié)合的方法有物理法和化學(xué)法。物理吸附的載體有淀粉、聚乙烯吡咯烷酮(PVP),硫酸葡聚糖、羧甲基纖維素等,是通過(guò)電荷和微孔吸附半抗原;瘜W(xué)法是利用功能團(tuán)把半抗原以載體上。

(一)載體選擇

1.蛋白質(zhì)類(lèi)蛋白質(zhì)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子膠體物質(zhì),是一種良好的載體。常用的有人血清白蛋白、牛血清白蛋白、牛甲狀腺球蛋白和血藍(lán)蛋白等。其中以牛血清蛋白最為常用,因其溶解度大,免疫活性強(qiáng),又容易獲得。蛋白質(zhì)和半抗原結(jié)合是通過(guò)游離氧基、游離羧基、酚基、巰基、咪唑基、吲哚基和胍基等活性基團(tuán)的縮合。

2.多肽類(lèi)聚合物是人工合成的多肽聚合物,常用的是多聚賴(lài)氨酸(polylysine)。這種多聚合物與半抗原結(jié)合后,可誘發(fā)動(dòng)物產(chǎn)生高滴度、高親和力的抗體。多聚賴(lài)氨酸的分子量可達(dá)十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn),是良好的載體。

3.大分子聚合物和某些顆粒PVP、羧甲基纖維素和活性碳等皆可與半抗原結(jié)合,加入福氏完全佐劑可誘發(fā)產(chǎn)生良好的抗體。

因半抗原種類(lèi)、動(dòng)物類(lèi)別、載體種類(lèi)及結(jié)合方法的不同,制得的免疫原對(duì)動(dòng)物免疫所產(chǎn)生的效果也不同。實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)多采用幾種載體或方法。

(二)連接方法

半抗原與載體連接要掌握3個(gè)基本條件:帶游離氨基或游離羧基以及二種基團(tuán)皆有的半抗原,如多肽激素類(lèi)(腦啡肽、胃泌素、ACTH、前列腺素等),它們有游離的氨基或羧基。羧基可用混合酸酐法和碳化二亞胺法與zxtf.net.cn/zhuyuan/載體氨基形成穩(wěn)定的肽鍵。同樣,帶氨基的半抗原則可與載體羧基縮合。亦可用雙功能試劑如戊二醛、甲苯2,4-二異酸鹽與載體氨基連接。脂肪胺可用碳化二亞胺縮合劑或?qū)ο趸锦B确磻?yīng),把脂肪胺變?yōu)閷?duì)硝基苯酰胺,通過(guò)加氫還原為氨基苯酰衍生物,再用重氮化反應(yīng)。②帶有羥基、酮基、醛基的半抗原,如醇、酚、糖、多糖、核苷以及甾族激素等,它們都不能直接與載體連接,需要用化學(xué)方法在半抗原上引起羧基后才能與載體連接。③芳香族半抗原由于環(huán)上帶有羧基,它鄰位上的氫很活潑,極易取代。

半抗原和載體連接的方法在一般實(shí)驗(yàn)室皆可完成,但反應(yīng)條件應(yīng)嚴(yán)格要求,以防半抗原失活或載體嚴(yán)重變性(一般變性并不妨礙)。

1.碳化二亞胺法碳化二亞胺是一種化學(xué)性質(zhì)非;顫姷碾p功能試劑,常用的水溶性碳化二亞胺化學(xué)名為1-乙基-3-(3-二甲氨基)-碳化二亞胺鹽酸鹽。它可與半抗原的羧基、也可與其氨基結(jié)合,反應(yīng)如下:+

此連接方法十分簡(jiǎn)便,只需將載體蛋白質(zhì)和抗原按一定比例混合在適當(dāng)?shù)娜芤褐,然后加入水溶性碳化二亞胺,攪?~2h,置室溫24h,再經(jīng)透析即可。

2.戊二醛法戊二醛也是常用的雙功能交聯(lián)劑,它借兩端的醛基與載體和半抗原的氨基以共價(jià)鍵連接,其反應(yīng)如下:

蛋白質(zhì)-NH2+半抗原-NH2+COH-(CH2)3-COH→蛋白質(zhì)-N=CH-(CH2)3-CH=N-半抗原

3.氯甲酸異丁酯法該法又稱(chēng)為混合酸酐法,是利用半抗原上的羧基和載體蛋白上的氨基以肽鏈相連接,方法簡(jiǎn)便,多用于類(lèi)固醇抗原的制備,其反應(yīng)如下:

(三)無(wú)羧基和氨基半抗原衍生物的制備

某些類(lèi)固醇和藥物,需加以適當(dāng)?shù)母脑,使其轉(zhuǎn)變?yōu)閹в恤然虬被难苌铩R罁?jù)半抗原的性質(zhì)有如下4種方法。

1.琥珀酸酐法琥珀酸酐是琥珀酸的脫水產(chǎn)物,遇水又可恢復(fù)。如果將帶有羥基的半抗原化合物和琥珀酸酐在無(wú)水的吡淀中反應(yīng),就可得到帶有羧基的半抗原琥珀酸的衍生物。再經(jīng)碳化二亞胺可氯甲酸異丁酯法,制備載體半抗原。制備衍生物的反應(yīng)如下:

2.O-(羧甲基)羧胺法帶有酮基的半抗原與O-(羧甲基)羥反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)閹в恤然陌肟乖苌。反?yīng)式如下:

半抗原-C=O+H2N-O-CH2COOH→半抗原-C=N=O=CH2-COOH

3.一氯醋鈉法帶有酚基的半抗原,可用一氯醋酸鈉法,生成帶有羧基的半抗原衍生物。其反應(yīng)式如下:

4.重氮的對(duì)氨基苯甲酸法先將對(duì)氨基苯甲酸和亞硝酸鈉反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)生再作用于帶有酚基的半抗原,獲得帶有羧基的半抗原衍生物。反應(yīng)式如下:

四、佐劑

為了促進(jìn)抗體產(chǎn)生,可在注射抗原的同時(shí),加入一種輔助劑,這種輔助劑稱(chēng)為佐劑。佐劑本身可以有免疫原性,也可不具備免疫原性。常用的有免疫原性的佐劑有百日咳桿菌、革蘭陰性桿菌的內(nèi)毒素和抗酸桿菌(包括結(jié)核分枝桿菌和枯草分枝桿菌)等;非抗原性的佐劑有鋁乳、磷酸鈣、石蠟油、羊毛脂、表面活性劑、藻酸鈣、聚核苷酸、胞壁肽等。應(yīng)用最多的是福氏(Freund)佐劑,是用石蠟油、羊毛脂和卡介苗混合而成。

佐劑的作用機(jī)制極為復(fù)雜。在佐劑-抗原的注射部位,可見(jiàn)到細(xì)胞浸潤(rùn),幾天后,局部形成肉芽腫(細(xì)胞免疫反應(yīng))。起初,反應(yīng)部位以肉芽組織為主,以后則見(jiàn)多量巨噬細(xì)胞、漿細(xì)胞、巨細(xì)胞、類(lèi)上皮細(xì)胞。局部淋巴結(jié)和脾中也可見(jiàn)大量漿細(xì)胞,提示佐劑可以直接刺激參與免疫反應(yīng)的細(xì)胞并使之增生。有許多佐劑如內(nèi)毒素、分枝桿菌、小棒狀桿菌、聚核苷酸、皂素等對(duì)細(xì)胞膜有活化作用,它們可增加巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的細(xì)胞通透性,促進(jìn)了對(duì)抗原的有效處理。佐劑一般是乳劑或懸液,當(dāng)與水溶液抗原混合后形成一種油包水或水包油的乳狀顆粒,這種顆粒延緩了抗原的吸引,增加了局部刺激作用。

另有報(bào)告,佐劑和抗原混在一起注射可以改變抗原的分布。應(yīng)用核素標(biāo)記的合成多肽或沙門(mén)氏菌鞭毛抗原與福氏佐劑混合注入大鼠或豚鼠后肢足掌,測(cè)定局部引流淋巴結(jié)、脾和血清中的抗原含量,發(fā)現(xiàn)它可明顯地延長(zhǎng)抗原從局部吸收的時(shí)間。對(duì)于低分子量的多肽,這一作用較為短暫,而對(duì)于鞭毛抗原,這一作用十分明顯。雖然吸收被延緩,但在淋巴結(jié)和脾中,抗原的含量都明顯高于不用佐劑的動(dòng)物。這提示,抗原與佐劑同時(shí)應(yīng)用,可促進(jìn)抗原在淋巴組織中存留。

福氏佐劑分為不完全佐劑(石蠟油+羊毛脂)和完全佐劑(石蠟油+羊毛脂+卡介苗)。佐劑和抗原的比例為1:1。由于佐劑是油劑,加入抗原后要充分混合成乳劑。混合的方法有2種,一為研磨法,二為攪拌混合法。研磨法用一乳缽(玻璃或瑪瑙),先將佐劑加熱傾入,待冷卻后加入卡介苗(2~20mg/ml),再逐滴加入抗原,邊滴邊加速研磨,直至完全變?yōu)槿閯橹。另一種方法是用兩個(gè)5ml注射器,在接針頭處用一尼龍管連通,一個(gè)注射器內(nèi)是佐劑,另一注射器內(nèi)為抗原。裝好后來(lái)回推注,經(jīng)多次混合逐漸變?yōu)槿閯。本法?yōu)點(diǎn)是無(wú)菌操作,節(jié)省抗原或估劑,用此注射器可直接注射;缺點(diǎn)是不易乳化完全。乳化完全與否的鑒定方法是將一滴乳劑滴入水中,如立即散開(kāi),則未乳化好,如不散開(kāi)漂在水面則為乳化完全。

為了防止感染,有時(shí)在佐劑中加入抗生素。但抗生素有免疫抑制作用,如能注意無(wú)菌操作,就不必加入。

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