第一节抗原抗体反应

免疫学检测

抗原抗体反应(antigen-antibody reaction)是指抗原与相应抗体所发生的特异性结合反应。

抗原抗体反应的特点

（一）特异性抗原抗体的结合本质是抗原决定簇与抗体超变区的结合。抗原决定簇与抗体超变区在一级结构和空间构型上呈互补关系，所以它们的结合具有高度特异性。抗原抗体结合力的大小，常用亲和力（affinity）或亲合力（avidity）来表示，前者指抗体分子上一个抗原结合部位与相应的抗原决定基之间的结合强度，后者指一个抗体分子与整个抗原之间的结合强度。抗原与抗体的结合为非共价的可逆结合，它们空间构象的互补程度不同，结合力强弱也不同，互补程度越高，亲和力越高。

（二）可逆性抗原抗体结合反应不是化学反应，而是非共价键的结合。4种分子间引力参与了抗原抗体间的结合，分别是静电引力、范德华力、氢键结合力和疏水作用。抗体和抗原之间的亲和力源自抗体超变区和抗原决定簇在空间构型上的互补性。抗原和抗体分子均是极性分子，反应温度、酸碱度和离子浓度对它们的极性有重要影响，从而影响着两者的空间构型和亲和力。抗原抗体结合反应是可逆反应。正向反应产物是抗原抗体复合物，复合物解离则是逆向反应。（三）抗原和抗体的浓度及合适比例

抗原和抗体的浓度及合适比例是可见现象能否出现的关键。当比例不合适时，少量的小分子抗原抗体复合物停留在反应的第一阶段，不能进一步交联和聚集，故不出现肉眼可见的现象。一般用电解质溶液来调整抗原和抗体的浓度，使两者的比例合适。

（四）抗原抗体反应的阶段性

抗原抗体反应的过程可分为两个阶段。第一阶段是抗原抗体发生特异性结合，此阶段的抗原抗体复合物量很少，分子小，肉眼看不见。当抗原抗体比例合适并且具备一定的环境因素(如电解质、pH、温度、补体)时，抗原抗体复合物进一步交联和聚集，反应也进入第二阶段，即可见反应阶段。第二阶段的抗原抗体复合物可以出现凝集、沉淀等肉眼可见的现象，还可激活补体，引发溶菌、溶血

等现象。

影响抗原抗体反应的主要因素

（1）电解质

抗原与抗体发生特异性结合后，若没有电解质参加，也不出现可见反应。为了促使沉淀物或凝集物的形成，体外抗原抗体反应一般在生理盐水或缓冲液中进行。

（2）酸碱度

抗原或抗体都是具有一定等电点的极性物质，pH 过高或过低都将影响它们的理化性质。因此，抗原抗体反应一般在pH为6～8环境中进行。当pH接近颗粒性抗原的等电点时，即使无相应抗体存在，颗粒性抗原也会发生非特异性凝集，出现假阳性反应。

（3）温度

在一定范围内，温度升高可加速分子运动，抗原与抗体碰撞机会增多，反应得以加速。但若温度高于56℃，已结合的抗原抗体反而重新解离，甚至变性或破坏。为模拟体内的真实状况，抗原抗体反应温度一般定为37℃。每种试验都有自己的最适反应温度，有些实验必须在最适反应温度下进行。例如冷凝集素与红细胞的结合需要在4℃左右进行，因为温度超过20℃时结合发生解离。

抗原抗体反应的4种基本类型

（一）凝集反应(agglutination)

颗粒性抗原（细胞、细菌等）或吸附于免疫无关载体上的可溶性抗原，与相应抗体结合后，在适量电解质的存在下，形成肉眼可见的凝集团块，此为凝集反应。凝集反应既可测定抗原，也可测定抗体，方法简便、敏感，适用于各种颗粒性抗原、可溶性抗原和抗体的检测，且敏感度高于沉淀反应。

1、直接凝集反应 (direct agglutination)

直接凝集是指细菌或红细胞（又叫凝集原）与相应抗体直接结合所产生的凝集现象，例如诊断伤寒、副伤寒病的肥达氏反应(Widal reaction)，用于血型鉴定的血细胞凝集试验。

2、间接凝集反应 (indirect agglutination)

间接凝集是指可溶性抗原吸附在乳胶颗粒或红细胞等载体表面后（这个过程叫包被，又叫载体致敏），再与相应抗体结合，在适宜电解质存在的条件下，出现凝集现象。例如用γ球蛋白包被的乳胶颗粒检测病人血清中的类风湿因子，用抗真菌抗体包被的胶乳颗粒快速检测脑脊液中的真菌。在间接凝集反应中，常用的载体有动物或人的O型红细胞，细菌，多种惰性颗粒如聚苯乙烯胶乳颗粒、明胶颗粒、活性炭颗粒等。用红细胞做载体称为间接血凝试验，用聚苯乙烯胶乳颗粒做载体称为胶乳凝集试验。根据包被载体的物质不同，间接凝集试验分为2类。一类是用抗原包被载体以检测抗体，叫正向间接凝集。另一类是用抗体包被载体以检测抗原，叫反向间接凝集。

（1）间接血凝试验以红细胞为载体的间接凝集试验。最常用的为绵羊、家兔、鸡的红细胞及O型人红细胞。新鲜红细胞能吸附多糖类抗原，但吸附蛋白质抗原或抗体的能力较差。新鲜红细胞经甲醛、戊二醛、丙酮醛等物质醛化后，对蛋白质抗原或抗体的吸附能力增强，并且可长期保存而不溶血。醛化红细胞血凝反应的效果与新鲜红细胞相似。

（2）胶乳凝集试验以聚苯乙烯胶乳颗粒作为载体的间接凝集试验叫胶乳凝集试验。聚苯乙烯胶乳颗粒带负电荷，对蛋白质分子有弱吸附能力。现在常用的载体是带有化学活性基团的聚苯乙烯胶乳颗粒，例如羧化聚苯乙烯胶乳等。在碳化二亚胺等交联剂的作用下，抗原或抗体上的氨基与胶乳上的羧基发生缩合反应，抗原或抗体被连接到胶乳颗粒表面。

（3）协同凝集试验(co-agglutination) 金黄色葡萄球菌的细胞壁中有一种蛋白质，叫SPA(staphylococcus protein A)，它能与IgG的Fc段结合。利用这个特性可以将IgG类抗体与葡萄球菌连接。连接有IgG类抗体的葡萄球菌能与相应抗原发生凝集反应，这种反向间接凝集试验叫协同凝集试验。

（4）抗球蛋白试验 (antiglobulin test, Coombs test) IgG类抗体能与相应的颗粒性抗原牢固结合，但由于它只有两个结合价，分子又较小，故这种结合反应不出现凝集现象。因此IgG类抗体被称为不完全抗体。加入抗球蛋白抗体（第二抗体）后，它能够同红细胞表面的IgG抗体结合，使红细胞发生凝集。这种通过抗球蛋白抗体的搭桥作用使红细胞凝集的试验叫抗球蛋白试验，又叫桥梁凝集试验。它是由Coombs于1945年建立的，故称为Coombs试验。该实验可以