免疫学：生命科学中的重要角色

一、免疫学促进了生命科学发展

作为一门新兴的交叉学科，免疫学研究进展为生命科学的持续发展不断注入新的活力，尤其对阐明生命活动的本质提供了重要线索。

1、免疫应答涉及复杂的细胞间信息交通、细胞内信号转导和能量转换，阐明其本质，有助于深化对生命过程中诸多生物学现象基本特性的认识。

2、广义上，机体所有生理功能均受遗传控制，但迄今对其确切机制知之甚少。近20年来免疫遗传学（以MHC/HLA为主要研究目标）进展迅速，揭示了遗传控制机体免疫应答的机制，从而为在基因水平探讨机体生理功能展示了全新前景。

3、随着许多基本免疫生物学现象的本质不断被阐明（如MHC的结构和功能、免疫球蛋白基因表达的等位排斥、免疫球蛋白及其他免疫因子的分子生物学特征、细胞因子表达及其调控机制等），极大地拓宽了分子生物学的研究领域，并深化了对真核细胞基因结构和表达调控的认识。

4、日新月异并不断完善、改进的免疫学技术和试剂，为生命科学研究提供了有力手段。

二、免疫学极大促进了生物技术及生物产业发展

免疫学从其建立之日始，所取得的每一重要进展均对生物技术及产业起巨大推动作用，形成极富生命力的“基础研究-应用研究-高科技开发”发展模式。在免疫学建立之初，抗感染免疫研究进展有力推进了以疫苗研制为主的生物制品产业发展，并使人工主动免疫和被动免疫得以被广泛应用。近30年来，现代免疫学在更深层次和更广范围内推动了生物高技术产业发展。目前，以细胞因子和单克隆抗体为主要产品的生物制药，已发展成具有巨大市场潜力的新兴产业。

纵观免疫学的发展史，以及免疫学及其分支学科引人注目的进展，免疫学受之无愧地与神经生物学、分子生物学并列为生命科学三大支柱学科之一。作为支持这一评价的佐证之一，现将整个20世纪获得诺贝尔医学生理学奖的免疫学家及其主要成就列入表（表1-3）。

表1-3  20世纪获得诺贝尔医学生理学奖的免疫学家及其获奖成就

年 代

学者姓名

国 家

获 奖 成 就

1901

Behring

德  国

发现抗毒素，开创免疫血清疗法

1905

Koch

德  国

发现病原菌

1908

Ehrlich

德  国

提出抗体生成侧链学说和体液免疫学说

Metchnikoff

俄  国

发现细胞吞噬作用，提出细胞免疫学说

1912

Carrel

法  国

器官移植

1913

Richet

法  国

发现过敏现象

1919

Bordet

比利时

发现补体

1930

Landsteiner

奥地利

发现人红细胞血型

1951

Theler

南  非

发明黄热病疫苗

1957

Bovet

意大利

抗组胺药治疗超敏反应

1960

Burnet

澳大利亚

提出抗体生成的克隆选择学说

Medawar(www.xing528.com)

英  国

发现获得性移植免疫耐受性

1972

Edelman

美  国

阐明抗体的化学结构

Porter

英  国

阐明抗体的化学结构

1977

Yalow

美  国

创立放射免疫测定法

1980

Dausset

法  国

发现人白细胞抗原

Snell

美  国

发现小鼠 H-2 系统

Benacerraf

美  国

发现免疫应答的遗传控制

1984

Jerne

丹  麦

提出免疫网络学说

Kohler

德  国

杂交瘤技术制备单克隆抗体

Mislstein

英  国

单克隆抗体技术及免疫球蛋白基因表达的遗传控制

1987

Tonegawa

日  本

抗体多样性的遗传基础

1990

Marray

美  国

第一例肾移植成功

Thomas

美  国

第一例骨髓移植成功

1996

Doherty，

美  国

提出 MHC 限制性，即 T 细胞的双识别模式

Zinkernagel

三、现代生物学进展促进了免疫学发展

现代生命科学的特点之一是，多学科间表现出极为明显的相辅相成和互动性。现代生物学在过去数十年间取得的巨大进展，也有力促进了免疫学发展。

1、现代生物学进展拓宽并深化了免疫学理论和应用研究，依托现代细胞生物学、分子生物学和分子遗传学等学科的研究进展，使得有可能在分子和基因水平阐明基本免疫学现象的本质。

2、现代生物学技术——推动免疫学发展的催化剂

（1）基因操作与分析技术：基因打靶和各类反义技术可用于分析特定免疫分子或胞内信息分子的生物学功能；大规模DNA测序、新型基因分析技术（如限制性片段长度多态性、微卫星、单核苷酸多态性分析等）和DNA芯片等技术被建立，并不断提高其检测灵敏度和分辨率，从而有可能进行快速、高通量的基因分析；多聚酶链式反应及其层出不穷的衍生技术，更为分子免疫学研究提供了有效手段。

（2）蛋白分析技术：借助基因工程技术，使得有可能按人们的意愿获得各种免疫分子或其融合蛋白，并被广泛应用于免疫学研究领域；有赖于蛋白纯化技术的不断完善，可获得稳定的蛋白结晶体，用于分析免疫分子的三维结构；噬菌体肽库、酵母双杂交、计算机分子模拟技术等，可用于分析抗原表位和/或免疫分子间的相互作用；氨基酸多肽合成技术可用于分析多肽分子间细微的结构差异及其生物学功能的改变，并指导新型疫苗和药物设计；二维电泳可用于分析复杂的蛋白谱，并发现新的免疫功能分子；微量传感器（microsensor）可用于检测蛋白质、酶、胞内信息分子活性，并对抗体-抗原、受体-配体的结合及其亲和力进行分析。

（3）细胞与组织学技术：杂交瘤技术的建立为制备单克隆抗体奠定了基础；造血/胚胎干细胞培养与定向分化技术的完善，使得有可能深入研究免疫细胞的分化、发育及其调控；细胞分离技术（流式细胞分选、激光显微切割仪、免疫磁性微球等）和显微观察、分析技术（流式细胞术、激光共聚焦显微镜、隧道扫描显微镜、计算机成像与图像分析技术）为分析特定细胞群或单一细胞的生物学特征提供了工具。