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第四节 抗原抗体反应及应用（第1页）

第四节抗原、抗体反应及应用

一、抗体亲和力

抗体的亲和力（affinity）是用来表示抗原与抗体结合的强度，通常讨论的是抗体的一个结合部位与一个抗原决定簇之间相互作用的强度。亲和力大，抗原、抗体结合的强度就大，抗原抗体复合物稳定，反之亦然。一个抗体分子的作用部位是多价的，IgG分子的作用部位有2个，IgM分子的作用部位有10个（但不一定都会发生结合反应）。一个细胞上的某种抗原（如红细胞）通常有多个相同的抗原决定簇。因此，反就中不是单个抗原决定簇和单个抗体作用部位的结合，而是多价抗原和抗体分子的多个部位的结合。评价血型抗体时，用出现凝集所需的时间和在一定时间内抗原抗体凝集块的大小来间接表示抗原、抗体间的结合强度，而不是评价单个结合部位的作用，这应称为抗体亲合力（avidity），也有人称总体亲和力或亲合度。

亲和力的高低与产生抗体的动物种类和品系、动物的状况、抗原呈递细胞的功能、辅助T淋巴细胞的作用和抗原注射剂量等有关。

二、体外抗原、抗体反应动力学

1．体外抗原、抗体反应的两个阶段

（1）抗原抗体复合物的形成：是体外抗原、抗体反应第一阶段。抗体分子上的抗原复合

部位与相应特异性的抗原决定簇相遇，并在它们之间形成键，从而成为抗原抗体复合物。又称致敏阶段，稳定性低，不出现可见的反应现象。

（2）凝集物或沉淀物的形成：是体外抗原、抗体反应的第二阶段。抗原抗体复合物进一

步交联，形成晶格（lattice），出现肉眼可见的凝集物或沉淀物。

2．维系抗原抗体之间的键（力）

维系抗原抗体复合物之间的键（力）有疏水键、氢键、分子间引力和极性键四种。疏水键是一种抗原、抗体分子间的非极必基团结合键，由此键作用形成的结合物水溶性降低，疏水键是抗原抗体结合力中主要的一种；氢键是氢原子与一个电负性强有原子结合后与另一个原子的非共价电子对相互作用形成，主要是由羟基和氨基上的氢原子与其他原子形成；极性键是不同电荷极性基团间的静电引力。

分子间作用力的作用范围小，力量弱，抗原和抗体相遇较难。可采用振摇、离心和辐身微波等方法，增加抗原和抗体相遇的机会使其发生反应。抗原抗体间是非共价结合，结合力较弱，是一种可逆反应。

3．平衡常数（K）是抗体结合部位在一定条件下的亲合力，是与抗原、抗体浓度无关的常数，但受反应体系多种因素的影响。

一般的化学反应中，生成物浓度与反应物浓度成正比，但抗原、抗体的反应则有些不同，抗原、抗体浓度的比例会影响反应结果的观察，即所谓带（zone）现象。在抗原、抗体反应中，第一阶段抗体或抗原过多，难以进入第二阶层形成晶格。肉眼可见的反应产物减少，这在沉定反应更为明显。但带现象并不否定上面的平衡式，实际工作中为了得到可见的反应产物，可以增加抗原或抗体的浓度，但一般是增加抗血清的用量。

三、体外抗原、抗体反应的影响因素

1．温度温度对抗原抗体反应影响较大，既影响平衡常数K，又影响反应速度。在抗原、抗体反应中，正方向是放热反应，即：Ag+Ab→Ag-Ab+热量，红细胞反应犹为明显。温度升高，凝集现象减弱或消失；温度降低，凝集增强。通常情况下，冷抗体最适反应温度是0～4℃，高于这个温度，抗原抗体复合物趋于解离。温抗体最适反应温度是37℃，高于这个温度，反应也身反方向进行，抗体从红细胞上释放。反应过程放出热量，反应体系的总能量减少。提高反应体系的温度，平衡向左移动，K值减小，凝集减弱，至某一点时，K=0，凝集现象消失。降低温度抗原抗体复合物趋于稳定。同时温度对反应速度也有影响。温度过高，会使抗原抗体变性：温度过低，则反就物生物活性降低，反应速度减慢（如抗D与D抗原阳性的红细胞反应时，温度从37℃降至4℃，反应速度要降低20倍），因此需要一个最适反应温度。一般认为在有足够活化能和K值最大的温度，应该是最适反应温度。

2．离子强度抗原、抗体颗粒带负电荷，与反应介质的离子形成双电层，介质的离子强度越大，抗原、抗体分子间的屏障作用越大，平衡常数减小，也影响反应速度，但可以通过减小离子强度来降低抗原、抗体分子间的屏障作用，从而增大平衡常数，加快反应速度。低离子强度介质常用来加快抗体与抗原结合的速度。如：离子强度从0。17降至0。03时，抗D和D阳性红细胞反应的平衡常数会提高1000倍。大多数血型抗体的效价都会因离子强度的降低而提高。

3．pHpH太高或太低，有可能使抗原和抗体变性，pH在5。5～8。5，平衡常数变化不大，pH在6。5～7。0，平衡常数最大。如：抗I及抗M抗体，在pH低时才能检出。pH改变还能使一些单克隆抗体的特异性有非常明显的改变。

4．温浴时间不同血型抗体反应达到平衡的时间各不相同。通过加入不同的增强剂可以缩短达到平衡所需的时间。

5．抗原抗体反就的比例抗原抗体结合的速度受反应介质中的抗体分子数目、红细胞数量和每个红细胞上抗原位点数目的影响。增加抗体的相对数量，即提高血清细胞比例，可增加反应的敏感度。

四、体外抗原、抗体反应的形式及应用

1．凝集反应抗体与相应的颗粒性抗原（如红细胞、白细胞和血小板等）在一定条件下结合，出现肉眼和显微镜下可见的凝集块，此反应称之为凝集反应（agglutination）。凝集反应的抗原又称凝集原（agglutinogen），抗体又称凝集素（agglutinin）。

凝集反应主要用于红细胞与血型抗体反应中。在一些实验中，当红细胞抗体为IgM性质时，在盐水介质中即可凝集有相应抗原的红细胞，称直接凝集反应，如ABO，MNSs和P系统的血型鉴定一般均采用盐水介质试验。另一些实验中，当红细胞抗体为IgG性质时，盐水会质中抗体虽与红细胞上的相应抗原结合，但一般不形成肉眼可见的凝集，称间接凝集反应，可以采用胶体介质、微柱凝胶法、酶法、抗人球蛋白法、聚凝胶以及抑制红细胞凝集试验等方法测定体液中是否存在某些抗原，从而鉴定血型。

2。沉淀反应沉淀反应（pre）是指可溶性抗原（如多糖、蛋白和类脂等）与相应的抗体作用后形成肉眼可见的沉淀物。抗原曾称为沉淀原，抗体曾称为沉淀素，早期的沉淀试验是环试验，现在的沉淀试验是免疫扩散法和免疫电泳法，在免疫血液学上常用血清蛋白型的鉴定。

3．补体结合反应抗原与抗体结合可以发生凝集和沉淀，当有补本存在时，也可以发生补体结合（entfixation，CF）。红细胞上的抗原与相应抗体结合后活化补体和发生溶血。溶血现象是免疫血液学上重要的补体结合反应，也是红细胞抗原、抗体在体内外发生反应的重要指征。溶血反应中的抗体，有时称为溶血素（hemolysin）。溶血现象还常用于补体活性的测定和作为补体结合反应的指示系统。有些红细胞血型抗体（如Kidd系统的JKa、JKb）与红细胞上的抗原结合，借助补体，发生补体结合反应，并通过抗人球蛋白（抗补体）试验才能检出。微量淋巴细胞毒试验也是补体结合试验的一种重要方法，淋巴细胞毒抗体作用于淋巴细胞，结合补体，补体通过一系列活化过程，形成攻膜通道，使淋巴细胞死亡，死亡细胞吸收染料后可以检出。补体结合试验还用于血小板抗体的检出和血小板分型。