⑴ 個人識別的方法
簡介
個人識別方法主要有四種:其一為直接辨認法,即通過親友、群眾辨認屍體及隨身物件確認屍體身源;其二為法醫物證學方法,即通過檢測屍體及嫌疑人的血型、DNA型等個人遺傳標記,經同一認定後確認屍體身源;其三為法醫學親子鑒定方法,即通過檢測屍體、嫌疑死者父親和/或母親某些遺傳標記,看是否符合孟德爾遺傳規律來判斷是否有親子關系,從而間接確認屍體身源;其四為其他技術方法如通過指紋、嗅味等同一認定來確認死者身源。現分述如下:
直接辨認法
此方法因直接、簡便而成為最常用的方法。即通過直接觀察、辨認屍體和隨身物品看死者或某物品是否熟識而確認死者身源。辨認依據主要為年齡、性別、身高、頭發、營養發育、面貌、膚色、衣著服飾、個人隨身物品及其他明顯的個人生理、病理特徵如體毛、胎記、手術瘢痕、假牙、妊娠、疾病、先天畸形、殘疾狀態。辨認方法包括屍體、物品直接辨認和照片辨認兩種,以前者結果可靠性大,絕大多數完整、新鮮、衣著整齊的屍體可通過此方法確認[1]。但對高度腐敗屍體、碎屍及屍體上無明顯個人特徵者誤差較大。由於個體特徵偶合性,即使是新鮮屍體,也不能以某一項個人特徵確認死者身源,必須綜合考查其他特徵並結合其他識別方法來確認[2]。
法醫物證學方法
此方法為直接確認,故較可靠,也是法醫檢案中常用方法之一。即通過運用法醫血清學、牙科學、人類學的檢測技術和方法檢驗來自無名屍體的血液、血痕、組織塊、毛發、牙齒、骨骼等生物學檢材,並與嫌疑人(調查所得)生物學檢材(如血痕、毛發)進行比較,根據同一認定原則確認死者身源。
一. 法醫血清學方法
此方法是通過檢測來自無名屍體的血液、血痕、其它體液、人體組織臟器、毛發、牙齒、骨骼等生物學檢材的血型、DNA多態性等個人遺傳特徵,並與嫌疑人檢材相應遺傳特徵相比較分析,經同一認定後即可判斷無名屍體是嫌疑人,若不相同,則可排除。
1. 血型檢測
血型是人類的個體特徵之一,由來自父母雙親的遺傳基因決定,按孟德爾遺傳規律從親代傳給子代,具穩定性強、特異性好的特點,故可用於個人識別。血型檢測是法醫學個人識別最常用方法之一,主要通過檢測來自無名屍體的血液、血痕、其它體液、組織臟器、毛發、牙齒、骨骼的血型抗原物質,確定無名屍體的血型類別。自1901年奧地利學者Landsteiner發現人類第一個血型系統即ABO血型系統之後,血型研究發展很快,新的血型抗原系統不斷被發現並廣泛應用於臨床輸血、器官移植、遺傳生化、法醫學個人識別等領域。近年來隨著醫學、生物學、生物化學、遺傳學的飛速發展,學者們發現除紅細胞血型外,其他人體細胞、組織如白細胞、血小板、血清蛋白、唾液、精液等也具有遺傳學多態性,使血型概念大大擴展,法醫學個人識別能力也得到極大提高。一些主要血型組合率便可達到天文數字,從理論上看,除單卵雙生子外,地球上每一個人的血型都不相同[3]。
常規血型檢驗雖然能解決許多案件的調查和證據提供問題,而且從理論上講,其表型可達到人各不同、終身不變的識別能力。但實際應用中血型檢驗常受多種條件的限制,如因檢材量少或陳舊、腐敗使血型物質變性、抗原型消失、酶活性下降等,使實際檢案中能檢測的血型系統不足20種,因此利用血型排除同一個體是肯定的,而認定同一個體卻是相對的。近年來隨著單克隆抗體、酶免疫、放射免疫技術、等電聚焦技術的應用,血型檢測靈敏度大大提高,但檢案中運用時因操作繁瑣、技術性強、成本高而難以普及。
2. DNA檢測與分析
80年代,隨著分子生物學的進展和重組DNA技術的建立,法醫物證鑒定得到快速發展,法醫學DNA分型技術應運而生。1985年,英國累斯特大學Jeffreys等建立了DNA指紋技術。應用放射性核素標記的多基因座探針與人基因組DNA的限制酶消化產物作分子雜交,成功地製作成高度個體特異性的多基因座DNA指紋圖。研究證實無關個體的DNA指紋圖相同的偶合率為小於2.4×10-11[4]。除同卵雙生子外,幾乎沒有兩個個體DNA指紋圖完全相同,從而使法醫學個體識別能力從排除達到同一認定水平。隨後,單位點DNA探針雜交技術、短串聯重復序列(STR)的發現及聚合酶鏈反應(PCR)技術的應用,使法醫物證鑒定的靈敏度達到超微量水平[5]。目前廣泛應用於無名屍體、碎屍案的個人識別和認定[6-8]。隨著中國DNA資料庫建設的逐漸開展,利用網路系統進行查詢比對,將使該技術在偵查破案中個人識別的作用會有新的突破。
二. 法醫牙科學方法
牙齒是人體最堅硬的組織之一,受遺傳、地區、年齡、食物、營養、衛生習慣、疾病、外傷等影響具有一定個體特異性。牙髓中含有大量細胞,可檢測其血型、DNA型,因此可用於個人識別。而且牙齒耐高溫、抗腐敗能力強,在高度腐敗屍體、白骨化無名屍體、火災、焚燒炭化屍體個人識別中,牙齒常為重要的法醫學物證。
對無名屍體的牙齒進行檢驗常運用牙科學方法進行,通過觀察牙齒類別、大小、形態、萌出及脫落時間、磨耗度等分析死者年齡[9]、性別[10-11]等特徵,結合血型檢測、DNA分型[12]結果,並與嫌疑人牙齒照片、病歷記載及血型、DNA型比較分析,可認定屍體身源,從而為偵查活動提供重要線索。
三. 法醫人類學方法
無名屍體、碎屍案檢驗常涉及人體骨骼、毛發、皮膚紋理等內容,上述組織有明顯種屬及個人特徵,隨年齡增長出現明顯規律性變化和性別差異,因此可應用人類學的理論與技術,推定是否為人體組織及其性別、年齡、身長等個人特徵,為個人識別提供依據[13]。特別是骨骼檢驗,由於骨骼具有堅固、耐高溫、抗腐敗等性能,而且骨骼組織中也含有大量血型抗原物質,可用血清學方法檢測血型;提取骨組織中DNA可進行DNA分型,所以骨骼常是無名屍體個人識別的重要檢材。
對無名屍骨的檢驗主要運用人類學方法進行,即通過觀察屍骨形態、結構特徵,測量屍骨的長度來分析無名屍體年齡、性別、身高等特徵,配合血型檢測、PCR檢測、DNA分型並與嫌疑人相應個人特徵比較分析,從而為無名屍體身源確定提供重要法醫學證據。近年來顱像重合技術、面貌復原技術的運用[14-15]可使高度腐敗甚至白骨化的屍體個人識別達到個人認定水平。
親子鑒定方法
親子鑒定是應用醫學、遺傳學和生物學的理論和技術,檢測和分析父母和子女的遺傳標記,以判斷他們之間是否存在親子關系。親子鑒定一般在活體中進行,檢材為孩子、可疑父母的外周靜脈血,通過血型檢測、DNA分型檢測各自遺傳標記,然後分析親代、子代血型、DNA型是否符合孟德爾遺傳規律來判斷是否存在親子關系。
高度腐敗屍體、碎屍等無法直接辨認的屍體通過上述法醫物證學方法雖可解決屍體性別、年齡、身高、血型、DNA型等個人特徵問題,但若無嫌疑人檢材比較或檔案記錄,就不能肯定屍體身源,此時可運用法醫學親子鑒定方法檢測嫌疑人父和(或)母血型、DNA型來分析屍體與嫌疑人親屬是否存在生物學血緣關系,從而間接確認屍體身源[16]。
其他方法
1.指紋分析
指紋同人體血型一樣是由遺傳基因控制的個體特徵,具有人各不同、終身不變的特點,所以指紋常用於司法實踐中個人識別。提取無名屍體指紋後輸入指紋庫經計算機分析,可達到同一認定結果[17]。用遺傳學原理分析屍體指紋及嫌疑人父母指紋也可為無名屍體的身源確定提供一定證據。
2.警犬辨認
通過警犬嗅聞屍體及嫌疑人常穿用且未洗的衣物嗅味也可協助辨認屍體身份。
上述四種無名屍體識別方法各有其優缺點,如直接辨認和警犬辨認法雖簡便易行,但誤差不可避免;指紋分析、DNA分型、親子鑒定方法雖可直接認定,但檢材條件、操作、技術、成本等因素常限制其運用;常規血型檢測及牙科學、人類學方法只能檢測屍體部分個人遺傳特徵,不能直接認定。因此在司法實踐中對無名屍體進行個人識別時上述方法應配合運用,結合案情調查情況綜合分析,確認屍體真正身源。
⑵ 幹細胞的研究進展
幹細胞是人體內最原始的細胞,它具有較強的再生能力,在幹細胞因子和多種白細胞介素的聯合作用下可擴增出各類的細胞。在99年末的年度世界十大科技成果評選中,"幹細胞研究的新發現"榮登榜首。幹細胞研究有不可估量的醫學價值。分離、保存並在體外人工大量培養使之成長為各種組織和器官成為幹細胞研究的首要課題。當前,對幹細胞的分離和培養技術獲得了重大進展,利用單克隆免疫吸附能識別細胞類型或細胞譜系的表面抗原,其分離純度和細胞活力都很高。99年以色列魏茨曼科學院將白介素-6與幹細胞內的受體分子合並研製出一種新分子,可使幹細胞在維持原本特性的基礎上進行自我增殖且細胞壽命也有所延長。在臨床運用中,造血幹細胞應用較早,在五十年代,臨床上就開始應用骨髓移植來治療血液系統疾病。到八十年代,外周血幹細胞移植技術逐漸推廣。美國StmlellsCsliifornia公司用血液幹細胞在小鼠體內培育出成熟的肝細胞。胚胎幹細胞目前許多研究工作都是以小鼠胚胎幹細胞為研究對象,神經幹細胞的研究仍處於初級階段。
我國現已掌握了臍血幹細胞分離、純化、冷凍保存以及復甦的一整套技術,並開始在上海籌建我國第一個臍血庫。在北京,北京醫科大學人民醫院細胞治療中心也正在籌建全世界最大的異基因臍帶血幹細胞庫,計劃到2002年完成冷凍5萬份異基因臍帶血幹細胞,為全世界華人患者提供臍帶血幹細胞做移植用。2000年初,我國東北地區首例臍血幹細胞移植成功。
我國在"治療性克隆"研究領域獲得重大突破,"治療性克隆"課題被列為國家級重點基礎研究項目。此課題分為上、中、下游三塊,上海市轉基因研究中心成國祥博士負責上游研究,上海第二醫科大學盛惠珍教授和曹誼林教授分別主持中、下游的研究工作。其整體目標是,用病人的體細胞移植到去核的卵母細胞內,經過一定的處理使其發育到囊胚,再利用囊胚建立胚胎幹細胞,在體外進行誘導分化成特定的組織或器官,如皮膚、軟骨、心臟、肝臟、腎臟、膀胱等,再將這些組織或器官移植到病人身上。利用這種方法,將從根本上解決同種異體器官移植過程中最難的免疫排斥反應,同時還使得組織或器官有了良好的、充分的來源。目前,由上海市轉基因研究中心負責的上游研究工作,即把病人的體細胞移到去核的卵母細胞並經一系列的處理發育至囊胚取得成功。這個中心創建的三種技術路線方法,即"體細胞克隆哺乳動物的制備方法"、"獲得治療性克隆植入前的制備方法"以及"用於治療性克隆的人體細胞組織器官保存方法"均已收到國家知識產權局同意專利申請的受理通知。
為了一個人的形成,單個受精卵將產生數以億計的細胞和250多種不同的細胞類型。幸而,直到最後一個細胞和器官發育形成之時,所有的一切仍未結束。貫穿於整個生命的,是大多數組織繼續產生新的細胞以替換損耗的老細胞或滿足新的生命活動的需要。比如,當運動員在高海拔地區進行訓練的時候,循環系統中血細胞的數量相應增加以滿足運輸更多氧氣的需要。很顯然,在諸如皮膚,毛發,骨骼,骨髓,腸這樣的組織中,細胞再生能力已得到證實;但這種現象很可能在所有器官中都不同程度地存在著,包括大腦在內,而慣常的觀點是,神經元是不可再生的。
組織更新和修補自身的能力來源於稱為幹細胞的小細胞團。幹細胞存在於生命的全過程,在體內微環境中被專門的「看護」細胞緊密包圍。「看護」細胞提供生長因子和信號分子保持幹細胞的特性――分化能力,以及在特定生命周期中分化為特化細胞的同時又能自我復制的能力。矛盾的是,幹細胞的自身分裂十分有限,而它們的子細胞在最終形成特化細胞的過程中,有非凡的繁殖力。
幹細胞以及他們能維持一定數量的能力一直深深吸引著生物學家們[1],如今更為狂熱。由於人們意外的發現成熟組織中的幹細胞可以重新程序化,即使效率極低,但仍然可以分化為其他來源的細胞。[2]比如,在正常情況下,成年鼠的少數造血幹細胞可生成肌肉組織,神經系幹細胞可生成血液。這些報告使得將來受損組織用同一個體內其他組織的殘余幹細胞來修復成為可能。
懸而未決的問題
另外兩項研究也引起了科學界和公眾的廣泛關注。去年,有兩個研究小組宣布他們從人類胚胎和胎兒的生殖細胞中分離出了多能幹細胞(pluripotential)――可以分化為多種細胞類型的幹細胞。緊跟著,就是眾所周知的來自成熟體細胞的克隆羊多莉(dolly)及克隆鼠的誕生。
這些有著巨大新聞價值的研究層出不窮,引起了世界性的關於道德和倫理規范的討論風暴,而且到現在還在爭論。比如在美國,公眾的反對迫使NIH停止對人胚胎幹細胞的研究提供資助。這些爭論使許多研究人員開始意識到,他們必須就一些基本問題與迫切的公眾和立法者進行有效的交流,其中包括「人的生命何時開始?」「成為人意味著什麼?」「什麼是胚胎,它在什麼時候變成人?」。
科學家們是否能回答這些復雜的問題還有爭執,這里我不打算繼續深入討論。我只想確定這個事實:在回答另一個更重要的基本問題「我們怎樣才可能把幹細胞用於醫葯領域?」之前,我們的確還需要更多的信息。
採取哪種方法?
最基本的,我們必須進一步研究人體所有組織的幹細胞。第一步,我們需要確定分子標記,它們能將寥寥無幾的幹細胞從他們龐大的子細胞中區分開來。此外,還需了解幹細胞與所處的微環境之間的相互作用,以及微環境如何對機體的需求作出反應。我們僅對骨髓中的造血幹細胞的相關信息有一定了解,這將有助於在臨床治療中增加受損組織中殘留的幹細胞的數量。現在,我們已經能夠培養少量造血幹細胞以重建人的血液系統。
設定一個最壞的狀況,一個慢性病患者失去了某種組織的大部分幹細胞,必須要用替代療法才能生存。如今,最可行的方案是採用另一個體相應組織的幹細胞來補充。但是,這種方案也相當危險,由於捐獻者與患者沒有遺傳上的相容性,移植很快因免疫排斥而失敗。
一種改進方案是用所謂「自體同源幹細胞(autologous stem cells)」的幹細胞來進行治療,這種幹細胞與患者的基因型完全相同。雖然目前還不可行,但是我們已經有了一定的設想。一種方案是分離、培養患者的另一組織的幹細胞,比如骨髓或皮膚的,再把這些成熟幹細胞在體外重新程序化。為了了解怎樣才能重新程序化幹細胞,我們需要一系列的實驗,來研究沉默基因的重新激活,以及激活基因被關閉的機制。例如「早期胚胎細胞分化為不同細胞系的機制研究」就會給我們相當的啟示。如果我們理解了遺傳基因控制正常發育的實現過程,我們將更容易地在實驗室里進行有目的地控制基因表達和細胞分化的方向。
另一種方法是用來源於囊胚期的胚胎的多能幹細胞。囊胚期是指卵子剛剛受精但尚未種植到子宮的階段,此時胚胎稱為胚泡。胚泡大約由100個細胞組成,其中包含一些特化性較少的幹細胞,可在培養中不確定地誘導分化為多種細胞形式(如圖)。最早的人類多能幹細胞是從體外受精的臨床病例中得來的多餘胚泡。這個里程碑式的事件是James Thomson領導的University of Wisconsin, Madison的實驗室在1998年的成果。另一個在澳大利亞的Monash University的實驗室最近宣布了相似的實驗結果。現在這兩個小組正在進一步研究這些多能幹細胞和子細胞的特徵。
這些工作為人類胚胎早期發育中基因功能研究提供無價的數據資料。不幸的是直到現在,我們對這一領域知之甚少,部分由於聯邦經費對胚胎研究的限制。盡管胚胎發育在進化中高度保守,但是脊椎動物胚胎發育中一些細節上的差異,足以證明鼠和人之間並不是所有的基因都具有相同功能。因此,在模式動物研究中得來的信息不能充分體現出我們在人類幹細胞中研究中的問題。
公眾眼中的幹細胞
用人類多能幹細胞進行研究引起爭議是由於他們來自人類的受精卵,在某些人認為人的生命始於受精。那麼在理論上,用體細胞核轉移的方法生成自體同源幹細胞引起的爭議會少一些。這種方法是把成熟細胞的細胞核轉入一個去核的未受精卵細胞中,在實驗室里,這個卵細胞發育成胚泡,研究人員可從中分離培養多能幹細胞系。最近,Monash University的研究人員用這項技術在小鼠上取得了成功。他們在1000多個轉移基因標記的細胞核的去核卵細胞中,獲得一個胚胎幹細胞系。如果這種「治療性克隆」能夠在效率上更提高一些,那麼這對人類幹細胞的研究同樣有意義。
既然實驗用的卵細胞是去核和未受精的,無不同個體的遺傳物質融合,從而未發生受精過程,所以用這種方法製造的幹細胞在道德和倫理上將更容易被人們所接受。此外,由於胚胎幹細胞不能獨立發育成胎兒,所以他們不是胚胎。然而,從理論上講,體細胞核轉移產生的胚泡不僅只用於幹細胞的產生,把這樣的胚泡移植到婦女子宮中也有可能克隆人。嘗試此類研究與現行道德准相駁,也是違法行為。另外,這樣的行為會使許多不負責任的人們有所企圖,無法控制倫理道德標准,而且有可能使人為的和有目的地製造畸形嬰兒成為可能。
這些爭議對一些更極端的反對者來說還不是關鍵,他們認為只有對於一個已經去世的人,體細胞核轉移技術才可以接受。往往在聯邦經費資助人類幹細胞的科學研究之前,一個基於相互尊重的信仰的公眾討論就已經開始,無論這種研究是以治療人類疾病為目的還是以基礎研究為目的。
可以認為這種爭論本身,是一個好的事情,因為它激發了公眾對生物學和復制的興趣及關注,這些內容以往在學校里不能有效的傳授給學生。(克隆青蛙往往不能象克隆人類自己那樣使高中的學生們產生興趣,而且人類肢體再生的案例就可以引導學生展開有關人類肢體的形成和哪些基因產生手臂而不產生腿之類的討論,象這樣的說法未免太牽強了一點。)
無論怎樣,幹細胞研究的前提是將會得到新的實質意義上的治療方法。因此,科學家們必須十分謹慎,避免媒體對基因治療過分誇大的報道,否則會失去公眾的信任和信心。在應用人多能幹細胞時,也必須十分留心。就像我們看到的那樣,對公眾中的某些人來說,這些細胞的來源相當於破壞人的生命。事實是在我們確切知道幹細胞治療的實際用途之前,還有許多障礙要跨越。當我們向前繼續探索的每時每刻,我們必須誠實.
http://www.39.net/nursing/03gxb/hgyzw/21352.html
⑶ 免疫識別細胞
γδT細胞的抗原識別機制
中國免疫學雜志 1999年第10期第15卷 述評
作者:何維
單位:中國醫學科學院基礎醫學研究所中國協和醫科大學基礎醫學院免疫室,北京 100005
T細胞表面表達兩類抗原受體(TCR):TCRαβ和TCRγδ。TCRαβ可特異地識別由抗原呈遞細胞(APC)表面Ⅰ類或Ⅱ類MHC分子呈遞的抗原肽,而TCRγδ則主要以MHC非限制方式識別各類抗原。最近對TCRγδ所識別的抗原類型及方式進行了較為深入的研究,本文就其進展作一述評。
1 TCRγδ的多樣性和分布特點提示其抗原識別的特殊性
同TCRαβ和免疫球蛋白(Ig)類似,TCRγδ基因由重組的V、D、J和C區組成。雖然γ、δ位點的V區多樣性不及α和β,但其連接區多樣性則使TCRγδ存在甚至超過TCRαβ多樣性的潛能〔1〕。然而,許多γδT細胞亞群僅取用了其受體庫中很有限的一部分,一些特定的Vγ、Vδ和連接區序列的組合導致TCRγδ結構單調化〔1〕。小鼠γδT細胞有3種發育途徑:第一組在胎兒胸腺中發育,分批產生的γδT細胞分別進入特定的上皮組織。這些細胞重組單一的γ/δ基因,並具有單一的連接區序列,表現出單一的特異性。Vδ5細胞進入皮膚,Vδ6細胞進入生殖道上皮和舌;第二組在成年胸腺中發育,大多表達Vγ1或Vγ4或少量Vγ2或Vγ7,並具有廣泛的連接區多態性,其庫容較大,主要分布在外周血中,偶爾也進入粘膜組織;第三組的發育是非胸腺依賴性的,主要為Vγ7和Vγ1,有較大的連接區多態性,主要分布在小腸上皮。因此,γδT細胞的抗原特異性覆蓋了從單一特異性到極端可變的范圍〔2〕。γδT細胞在不同分布部位的預先設定提示它們可能是識別特定抗原的特殊T細胞群體,而並非象TCRαβ細胞分布一樣具有隨機性。在人類中,Vδ僅取用δ鏈中的一種。成人外周血中大於70%的Vδ表達Vδ2,其餘為Vδ1。Vδ2與VR9共表達,而Vδ1與Vγ中某一種共表達〔3〕。
2 γδT細胞的抗原識別類型與機制
2.1 MHC分子 一些文獻報道小鼠和人γδT細胞可識別MHC Ⅰ和Ⅱ類分子。人類外周血γδT細胞(Vδ9)可識別同種異體樹突狀細胞(DC)/單核細胞表面的MHCⅡ類分子〔4〕。
1987年Matis 等利用同種異體APC在體外刺激無胸腺小鼠的脾細胞建立了一些MHC限制性的γδT細胞系〔5〕。它們識別同種異體細胞上非己的MHC分子並呈現特異性反應,但其特異性不同於傳統的αβT細胞。例如,γδT細胞系LBK5可識別MHCⅡ類分子I-E的多個等位基因產物〔6〕。IEK是小鼠Ⅱ類MHC分子,可結合各種肽段和超抗原,刺激αβT細胞活化。Schild 等發現LBK5對IEK識別時,結合於IEK的肽段並不傳遞特異性,同時經典的抗原處理也未啟動〔7〕。各種細胞對LBK5刺激能力的不同都可歸結為其表面MHC分子表達的情況,而與細胞來源、類型和影響MHC-肽段裝載的因素無關。結合在平皿上的IEK蛋白對LBK5的刺激與表達IEK的細胞引起的刺激強度相仿,這些結果表明LBK5是直接識別IEK分子的。
也有大量報道γδT細胞可識別非經典的MHC類分子。從裸鼠Balb/c脾臟中分離出G8系可識別T10和T22抗原〔6,7〕。Porcelli 等從免疫缺陷病人身上分離出CD1c限制性的γδT細胞。 Schild 等對G8系作了深入研究,發現T10和T22有94%的同源性〔7〕。與LBK5相似,G8克隆對T10/T22的識別不經傳統的抗原處理途徑。同樣,不同細胞對激活γδT細胞的能力也都歸於其表面MHC表達的情況,Ⅰ/Ⅱ類抗原處理過程對其並無影響。如小鼠細胞系RMA-S和人細胞系T2在將肽類負載於MHC I類分子上都有缺陷,而轉染了T22的RMA-S和T2都可激活G8細胞。非常有意思的是,G8可識別果蠅(Drosophila melanogaster)細胞上表達的T10/T22,而果蠅並不具有與哺乳類相似的免疫系統,也缺乏任何抗原處理-呈遞所必需的因子。上述結果表明,這些所謂的MHC限制性的γδT細胞克隆對經典MHC的識別似乎並不通過抗原的處理和呈遞。MHC分子作為抗原本身被識別,而這些細胞上負載的肽段也都並不起配基的作用。另有報道,γδ細胞克隆TgI4.4可識別一種單純皰疹T型跨膜糖蛋白gI〔8〕。在抗原處理缺陷的RMA-S細胞上表達的完整的野生型 gI可被TgI4.4細胞所識別,同樣,包被與平皿上的可溶性重組gI-Ig也可被識別,這表明gI是不通過抗原處理和其它分子的呈遞而被直接完整識別的。γδT細胞對蛋白抗原的識別似更傾向於直接識別而不經過處理和呈遞。特定的MHC分子恰好是作為抗原而非抗原呈遞分子被識別的。
2.2 非MHC分子 顯而易見,相對於TCRγδ龐大的序列多態性,其經典抗原識別的種類還是太少。大量文獻顯示TCRγδ具有與TCRαβ截然不同的抗原識別途徑。目前有兩類分子被證明是TCRγδ配體:含磷酸基的非肽類小分子和熱休克蛋白。
2.2.1 磷酸化基團 人類主要的γδT細胞亞群Vγ9/δ2可在分枝桿菌感染部位中大量存在,並在體外對細菌和寄生蟲起反應。研究發現分枝桿菌中的有效成分是非肽的低分子量(1~3 kD)的化合物,包含碳水化合物骨架和磷酸成分。Constant 等從結核桿菌H37RV株中分離到4種不同的水溶物:TUBag1-4。TUBag4是5'-三磷酸胸苷,其γ-磷酸為一未被確定成分的低分子量基團所取代〔9〕。TUBag3與4結構相似,但為尿苷而非胸苷。1和2為3和4的非核苷酸片段,活性極小。TUBag4可刺激外周血Vγ9/δ2 T細胞的擴增和其它一些特異性的γδT細胞。這些化合物同時存在於微生物和哺乳動物中。由於從分枝桿菌培養濾液或提取物中分離天然抗原比較困難, Tanaka Y 等首先合成了一系列單個鹼基的磷酸化合物,並發現其中一些,尤其是單烯基磷酸化合物(Monoethyl),可模擬Vγ9/δ2 T細胞對分枝桿菌的反應〔10〕。其後,他們又報道了此γδT細胞的天然配基:異戊烯焦磷酸鹽(Isopentenyl pyrophosphate IPP)和相關的萜類(Prenyl)的焦磷酸化鹽衍生物。而用磷酸基團代替焦磷酸基團則可大大削弱它們的抗原性。IPP和相關的萜焦磷酸鹽是諸如維生素、脂類和類固醇等親脂性化合物的活性前體。這些萜焦磷酸鹽中間物同時存在於細菌和哺乳類細胞中,人Vγ9/δ2 T細胞亞群對它們的識別也許可以部分解釋其對一系列腫瘤細胞系的反應性。上述研究都使用了活化的γδT細胞系,無APC和額外的細胞因子的存在。後繼的多數研究結果進一步顯示磷酸基團活化γδT細胞需要T-T細胞相互作用,而識別本身則不需要MHC Ⅰ/Ⅱ類分子、CD1、TAP1/TAP2或DMA/DMB的表達。盡管個別研究體系中有APC的存在,但認為是非MHC限制性的,其作用可能與提供γδT細胞生長所需的細胞因子有關。 而Carena 等的研究進一步顯示APC表面MHC分子在γδT細胞識別磷酸基團配體中的特殊含義〔11〕。CD94(NKG2-A/B異質二聚體)是大多數γδT細胞表面表達的與MHC I類分子可發生特異性結合的受體。他們發現,CD94與MHC I類分子結合時可下調磷酸化配基對γδT細胞的激活。當該配基處於低濃度時,CD94的抑製作用更明顯,從而提高了γδT細胞激活的閾值。在生理情況下,該機制對防止自身免疫應答具有重要意義。
另外一個重要的問題也初步得到了澄清,即TCRCDR3的多樣性對Vγ9/δ2 T細胞磷酸化配基的特異性是否產生影響。通過取用一群隨機的細胞克隆和不同配基的檢驗發現,所有的克隆都顯示了相同形式的交叉反應性。要想選出對單一配基有特異性的克隆是不可能的。而且,無論用強的或弱的刺激物來擴增,T細胞系或克隆都顯示了相同形式的交叉反應性〔12〕。雖然存在此種交叉反應性,但就配基結構而言,這些細胞是高度特異的。磷酸基團的數目和位置以及碳鏈骨架的類型對T細胞的活化都至關重要。因此,Vγ9/δ2 T寡克隆T細胞亞群具有廣泛的交叉反應性而又是配基特異的。
2.2.2 熱休克蛋白(hsp) 在1990年前後,有大量的報道顯示γδT細胞識別熱休克蛋白家族成員。識別hsp的外周血或臍血γδT細胞亞群的表型主要為Vγ9/δ2 ,具有豐富的連接區多態性,最初的發現來自於細菌感染。人類和小鼠γδT細胞識別的主要hsp家族成員為hsp60和hsp65〔13〕。隨後又發現一些腫瘤細胞表面高表達熱休克蛋白可活化Vγ9/δ2 T細胞,如Daudi淋巴瘤表面hsp60和肺癌細胞表面的hsp72等〔14,15〕。熱休克蛋白的單克隆抗體則至少可部分抑制該反應。該反應與靶細胞表面熱休克蛋白表達含量呈正相關。在一些自身免疫性疾病中,γδT細胞對靶細胞表面hsp的識別也被證實,如γδT細胞可識別多發性硬化病人少突膠質細胞表面hsp並引起細胞殺傷〔16〕。
hsp作為一類高度保守的分子伴侶蛋白,廣泛存在於原核和真核生物細胞中。除了構成性表達之外,在如高溫、低氧、放射、感染、中毒等各種應激條件下均可誘導其高表達。熱休克蛋白在蛋白折疊、轉送和亞基裝配中起不可或缺的作用,而且它們在許多免疫應答過程中也發揮作用。它們與一系列蛋白和肽段結合並參與抗原呈遞,使得APC能處理其結合的肽段而形成穩定的MHC I類分子-肽段復合物。另一方面,通過在細胞表面表達,hsp也可能作為抗原呈遞分子起作用〔17〕,因為它的三維結構N-端肽段結合位點與MHC I類的肽段結合位點的結構相似。 在各種應激條件下,由於hsp誘導高表達而造成了γδT細胞的激活。通過其產生細胞因子和細胞毒活性的作用,γδT細胞可能發揮快速清除應激因素和受損細胞並且啟動後繼免疫反應的作用。
3 γδT細胞抗原識別的結構基礎
綜上所述,γδT細胞對抗原的識別與αβT細胞並不相似,而更類似於Ig對抗原的直接識別,並且無MHC限制性。TCRγδ與TCRαβ分子結構比較研究分析結果在一定程度上為此種作用差異性提供了解釋。 TCRαβ和TCRγδ的二級結構與Ig類似。它們三者都通過重組V、D、J形成單一的Ig或TCR,從而形成對抗原的特異性。X線衍射研究結果顯示Ig和TCRαβ的CDR3環均是識別肽段的關鍵結構,因此推測γ/δ鏈的相似區域也起類似作用。Rock 等分析了從小鼠到人Ig和TCR受體鏈的CDR3長度〔18〕。Ig輕鏈上CDR3短且長度相對固定,而重鏈CDR3長且長度范圍變化大,這可能提示Ig識別從小分子到大的病原體較大范圍內許多不同大小的抗原。TCRαβ的CDR3長度分布范圍窄,且α、β鏈的CDR3長度相近,這可能反映出αβ鏈的功能需要,即同時接觸MHC和結合肽段。TCRγδ的γ鏈CDR3短,長度范圍小,而其δ鏈CDR3長且變化范圍大,因此就CDR3長度而言,TCRγδ更類似於Ig而非TCRαβ。
在混合淋巴細胞反應中,與αβT細胞同種異體反應性克隆相比,識別同種異體MHC分子的γδT細胞克隆頻率是很低的;而且大多數細胞克隆有很高的交叉反應性,這在αβT細胞同種異體反應性克隆中是極罕見的,這提示TCRγδ對MHC的反應類似於Ig對MHC的識別。
4 結論與問題
γδT細胞抗原識別的多樣性和機制復雜性使人們目前尚難以概括γδT細胞全部的生物學意義。然而現有的研究結果似乎已經揭示了γδT細胞基本功能特點。γδT細胞對抗原的非MHC限制性和無需抗原處理和呈遞識別方式提示,在機體內出現機體異常變化(如應激)時,γδT細胞可作出比αβT細胞更迅速的反應。此外,γδT細胞可對αβT細胞不能識別的抗原產生應答,在功能上與後者實現互補。另外,γδT細胞免疫監視功能具有廣泛性,因為其識別配體如hsp 及磷酸類小分子物質在自然界中是普遍存在的。在歷經長期進化後,通過APC對抗原肽的復雜處理與加工及精確呈遞,αβT細胞實現了其高度抗原特異性、嚴格MHC限制性和周密職責分工(Th和CTL)的免疫應答特點,使免疫系統高效、協作有序而針對性極強地清除外源生物分子或病原體。而γδT細胞則以更廣泛、快速和直接的方式對體內應激事件作出反應,同時其反應手段較為籠統,即γδT細胞可同時發揮細胞毒和分泌細胞因子雙重功能;但是在某些特定部位如上皮,表達特定和單一TCR受體的γδT細胞似乎為局部高頻突發事件而存在。總之,在免疫應答過程中,γδT細胞可能發揮著啟動、協調與互補αβT細胞功能的作用。
γδT細胞抗原識別的研究目前在許多方面仍有待深入。γδT細胞識別蛋白抗原時所需要的基本結構要求是什麼?在γδT細胞激活中,hsp到底通過何種途徑起作用仍然很不明確。γδT細胞對細胞表面hsp分子的識別是直接識別,還是識別其呈遞的肽段?事實上,hsp所攜帶的肽段的作用尚未被明確而完整地研究過。TCR的CDR3多樣性究竟有何意義?既然hsp、磷酸類代謝物同時是自己和非己成分,為什麼自身反應性的γδT細胞克隆在其發育中未被從細胞庫中選擇掉? 在這些物質引起的免疫反應中,γδT細胞的特異性是否同時指向外來物和自體成分?只有這些問題的全部澄清,人們才可對γδT細胞的生物功能作出全面和深刻的評價,並且可將其理論成果用於腫瘤和自身免疫病等的治療。
自94年始,我們對γδT細胞的特性、分布、亞群、受體分子的選擇性取用、功能特點及其在腫瘤和自身免疫病的參與作用進行了系統的研究,以期為揭示其功能之謎提供資料和促進其理論成果在疾病的預防、診斷和治療中的應用。
作者簡介:何維,男,43歲。留德醫學博士,教授,博士生導師,中國協和醫科大學基礎醫學院副院長,中國醫學科學院基礎醫學研究所副所長。中國免疫學會基礎免疫分會委員,北京免疫學會理事,《國外醫學免疫學分冊》、《中華微生物學和免疫學雜志》、《中國免疫學雜志》編委。94年回國工作後共主持國家重點基礎研究發展項目(973)課題、95攻關課題、國家自然科學基金、863生物高科技計劃、衛生部基金、國家博士點基金、教委基金和中美、中日和中德合作研究項目及醫科院各種課題15項。科研集中在γδ型T細胞在抗感染免疫、腫瘤免疫和自身免疫中的作用,IL-15基因克隆與表達研究及其IL-15轉基因瘤苗抗腫瘤作用,超氧化與免疫在衰老中的關系,胸腺退化的基因調控和老年性痴呆免疫學診斷等方面。目前共發表論文35篇(國外8篇),出版專著兩部,獲省部級科研二等獎一項。
⑷ 人體細胞學的深入調查與研究。這句話什麼意思
這句話的意思就是對人體細胞學的更加進一步的研究與調查。對他的深入學習。
⑸ 簡述各種免疫細胞識別靶細胞的分子機制
免 疫
二、非特異性免疫(固有免疫)
機體針對致病微生物的三道防線:
1、物理屏障—皮膚、粘膜、皮膚及粘膜的分泌物、胃酸
2、非特異性免疫—炎症反應,吞噬細胞、NK細胞、抗菌蛋白
3、特異性免疫—淋巴細胞、抗體
三、特異性免疫
immunity
(一)、免疫的概念
拉丁文immunis 是免除服役、免除課稅
定義:
簡單地說:是抵抗疾病(感染性疾病)的機制
具體地說:免疫是機體的一種生理反應,當抗原性物質進入機體後,機體能識別 「自己 」和 「非己 」,並發生特異性的免疫應答,排除抗原性的非己物質,或被誘導而處於對這種抗原物質呈不活化狀態(免疫耐受)
免疫作為一種防護機制的特點
識別自我/非我:病原體、移植器官、腫瘤細胞
記憶性:疫苗的理論基礎
特異性:能識別抗原間細微的差別
兩面性:並非對機體都有利,有時甚至有很大的損傷
多樣性:可以識別成千上萬種不同結構的抗原
功能
(二)免疫學的研究歷史
1、天花與牛痘
宋朝之初人痘防止小兒感染天花
18世紀末,英國Jenner發明了種牛痘防治天花
1979年10月26日,WHO宣布,人類消滅了天花
2 、菌苗的發明
19 世紀70 年代,德國的Koch 和法國的Pasteur 發現有些細菌經過多次傳代培養後,失去了致病能力
Pasteur ,1880 年,發明了雞霍亂桿菌菌苗
1881年,炭疽桿菌減毒株
1885年,狂犬病毒疫苗
3、吞噬現象的發現
俄國Metchnikoff,1883年發現吞噬細胞的吞噬作用,提出細胞免疫學說
4、毒素和抗毒素的發現
Emile和Yersin,1888年發現白喉菌產生外毒素,第一次人工被動免疫
Paul Ehrlich提出體液學說
1903年,Wright, Douglas將二者統一
5、補體的發現
1894年,Pfeiffer發現免疫溶菌現象,
1895年,Bordet證明了補體的存在
6、抗體生成理論
1897年Ehrlich提出側鏈學說
1930s Haurowitz, Pauling 先後提出直接、間接模板學說
1959年 Burnet克隆選擇學說
7、免疫病理和免疫耐受
1902年, Portier Richet 提出過敏反應
1903年,發現Arthus現象
1906年, Pirguet 提出變態反應
8、在20世紀得到了快速發展
免疫細胞
抗體與細胞因子
免疫遺傳學——MHC
單克隆抗體
臨床免疫學
(三)抗原(antigens)
定義:
任何進入人或動物體內後,能和抗體結合或和淋巴細胞的表面受體結合,引起人或動物免疫反應的物質。
細菌、細菌分泌毒素、疫苗、移植器官、組織、腫瘤抗原
特性:
免疫原性與免疫反應性
TD 抗原、TI 抗原
理化性質
是蛋白質或多糖類大分子,相對分子量在10,000以上,6,000以下的一般都沒有抗原性
一般地蛋白質的抗原性強於多糖
半抗原或不全抗原:
沒有免疫原性,但有免疫反應性,與載體蛋白結合後有抗原性。
嗎啡
抗原決定子:抗原分子中能與抗體或與淋巴細胞表面受體結合的特定部分,即在分子構象上與抗體互補的部分,或者說是能與抗體分子嵌合的化學基團。一般由5~8個aa殘基、短寡糖殘基或核苷酸殘基組成
多的達200種,少的只有2~3種。
抗原具有特異性
基因工程疫苗:乙肝疫苗
(四)免疫系統
淋巴器官:骨髓、胸腺、淋巴結、脾臟、扁桃體、闌尾等。
淋巴細胞的免疫功能直到20世紀50年代才發現。
證明免疫功能來自淋巴細胞。
根據免疫功能不同,分為B細胞和T細胞
B細胞與T細胞
(1)B細胞是體液免疫的細胞,T細胞是細胞免疫的細胞,兩者在功能上是互相支援的(Th、Ts)
(2)2種細胞在未被抗原活化時,形態相似,只是B細胞略大,表面絨毛樣突起略多,但兩者的細胞表面蛋白卻很不相同。(分離)
(3)壽命不同,B細胞的壽命很短,不過幾天或1、2周;T細胞可以生活幾年,甚至10年以上
(4)分布上,B細胞大多集中在淋巴結等淋巴器官中,血液中的淋巴細胞80%是T細胞。
數量很多,約21012 個,十分活躍,時刻在監視外物的入侵。
表面帶有許多受體分子,受體分子的構象與相應的抗原分子上的抗原決定子是互補的。
不同的淋巴細胞表面帶有不同的受體分子,能分別和不同的抗原分子結合,發生免疫反應。
抗體
抗體:
免疫球蛋白,是游離在血液、淋巴液等體液中的一類特殊的球蛋白。由槳細胞分泌,能與特異的抗原結合,占血漿蛋白的20%
抗體典型結構
4個肽鏈,兩個相同的短鏈(輕鏈)兩個相同的長鏈(重鏈),四鏈互以S-S鍵相結合,形成Y形的四鏈分子。
每一鏈又分為兩段:
恆定部分,確定類型的一個標准;
變異部分,氨基酸各不相同,並且多種多樣,決定抗體的特異性,高變區
抗原結合部位(antigen binding site)
輕鏈和重鏈的可變部分的20~30個氨基酸組成的囊裝或裂隙狀分子構象。
抗體的特異性決定於結合部位的構象。
兩臂為抗原結合片斷,Y的柄部為結晶片斷
免疫球蛋白的類別
根據重鏈氨基酸序列不同分為5類:IgM、 IgG、 IgD、IgA、IgE,每一類還可以分為多種IgG1、IgG2、IgG3、IgG4
重鏈各不相同,分別以 、 、 、 、 表示
輕鏈只有兩種: 、 。每個抗體的2 個輕鏈是相同的,都是 或都是 。
抗體的作用
(1)沉澱和凝集
可溶性抗原、細胞表面抗原(血液凝集)
(2)補體反應
(3)K細胞的激活
Ag-Ab結合後,K細胞表面受體能和抗原表面的受體結合,將抗原殺死。
細胞因子
免疫細胞能合成和分泌小分子的多肽類因子
包括淋巴因子和單核因子、集落刺激因子等,已知白細胞介素(IL),干擾素(IFN)、集落刺激因子(CSF)、腫瘤壞死因子(TNF)、轉化生長因子(TGF-β),它們在免疫系統中起著非常重要的調控作用,在異常情況下也會導致病理反應。
(四) MHC—HLA
在機體內存在與免疫排斥反應相關的抗原系統多達20種以上,其中能引起強而迅速排斥反應者稱為主要組織相容性抗原,其編碼基因是一組緊密連鎖的基因群,稱為主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)。現已證明,控制機體免疫應答能力與調節功能的基因(immune response gene, Ir gene )也存在於MHC內。因此,MHC不僅與移植排斥反應有關,也廣泛參與免疫應答的誘導與調節。在人類,MHC即為編碼HLA(human leukocyte antigen)的基因群,稱為HAL復合體。
HLA編碼產物
1、HLA-A、HLA-B和HLA-C 等31個基因座,廣泛分布於體內各種有核細胞表面 ,外周血白細胞和淋巴結、脾細胞所含Ⅰ類抗原量最多,其次為肝、皮膚、主動脈和肌肉。但神經細胞和成熟的滋養層細胞不表達Ⅰ類抗原
2、DR、DP和DQ近30個基因座,Ⅱ類抗原主要表達在某些免疫細胞表面,如B細胞、單核/巨噬細胞
在分子構象有一個特點,即它們的表面有一個溝。第一類MHC的溝較小,可接受12~20氨基酸的肽鏈,第2類MHC的溝可接受較長肽鏈。
3、36個基因座 ,補體、TNFA、B ,
Ⅲ類抗原均分布於血清中
HLA抗原多態性
HLA抗原具有多態性,不同的個體具有不同的HLA型,除了同卵雙生外,個體間HLA表型全相同的可能性極小。其多態性的形成原因主要有:
(1)基因位點多,目前已發現有229個基因,其中有128個功能位點;
(2)共顯性表達,同一個體內,每個基因位點都有1對等位基因,它們能同時表達,從而大大增加了人群中HLA表型的多樣性,達到107數量級;
(3)等位基因多,27個位點有復等位基因,共1340個等位基因(2001年1月),這是HLA高度多態性的最主要原因。由於各個座位基因是隨機組合的,故人群中的基因型可達108之多
(五)免疫應答
抗原性物質進入機體後激發免疫細胞活化,分化和效應過程稱之為免疫應答。
1.抗原識別階段 此階段可包括抗原的攝取、處理和加工,抗原的呈遞和對抗原的識別,分別由Mφ、T和B細胞完成。
2.免疫細胞的活化和分化階段 此階段可包括抗原識別細胞膜受體的交聯、膜信號產生與傳遞、細胞增殖與分化以及生物活性介質的合成與釋放,主要由T和B細胞完成。
3.免疫應答的效應階段 此階段主要包括效應分子(體液免疫)和效應細胞(細胞免疫)對非已細胞或分子的清除作用,即所謂排異效應,及其對免疫應答的調節作用。此階段除抗體和效應T細胞參予外,即非特異免疫細胞和分子參加才能完成排異和免疫調節作用。
免疫應答機制
1、體液免疫(humoral response)
2、細胞免疫(cell response)
3、補體反應
1、體液免疫
抗原多為相對分子量在10000以上的蛋白質和多糖大分子,病毒顆粒、細菌表面
B細胞
B細胞表面的受體種類非常多,每一種B細胞的表面只有一種受體分子,只認識一種抗原
(1)B細胞產生漿細胞和記憶細胞
B細胞表面的受體分子與抗原分子結合後,活化、長大,並迅速分裂產生一個有同樣免疫能力的細胞群——克隆(clone)、無性繁殖。一部分成為漿細胞,一部分發展為記憶細胞(memory cell)
需要巨噬細胞和Th細胞的參與。
M帶有MHCⅡ分子,抗原分子經M處理後表達在細胞膜上,夾在MHCⅡ分子的溝中,Th細胞表面帶有不同的受體,能識別M表面MHC+特異的抗原分子結合物,B細胞表面帶有MHC分子,可和特異的抗原分子結合,。。。
(2) 漿細胞產生抗體
每一個漿細胞每秒鍾能產生2000個抗體,壽命很短,經幾天大量產生抗體之後就死去,抗體進入血液循環發揮生理作用。
每小時釋放1000萬個抗體分子
不必改變抗體與之相結合的抗原,就能從一種同種型轉換到另一種同種型,一種抗體的每種同種型都從C微基因的一種不同形式衍生物
在一天左右時間轉變IgM--IgG
(3) 記憶細胞與二次免疫反應
壽命長、對抗原十分敏感,能「記住」人侵的抗原。
當同樣抗原第二次入侵時,能更快的做出反應,很快分裂產生新的漿細胞和新的記憶細胞,漿細胞再次產生抗體消滅抗原。
體液免疫的兩個關鍵:
(1)產生高效而短命的漿細胞,由漿細胞分泌抗體清除抗原
(2)產生壽命長的記憶細胞,發生二次反應立即消滅再次入侵的同樣抗原
2、細胞免疫
器官移植、寄生原生動物、真菌等
T細胞
(1)細胞免疫的機制和過程
T細胞識別不同於自身的MHC I、識別細胞表面的MHCI+抗原復合物,識別後進行攻擊。
三類T細胞,表面均有受體,有抗原特異性
胞毒T細胞(Cytotoxic T cells,Tc)、助T細胞(helper T cells, Th)、抑T細胞(suppressor T Cells, Ts)
Tc
作用是消滅抗原
病毒感染細胞後,細胞表面呈現病毒表達的抗原,並結合到細胞表面的MHC I類分子的溝中,形成MHC-抗原結合物。被Tc細胞接觸、識別後,Tc分泌穿孔素(perforin),使靶細胞溶解而死,病毒進入體液,被抗體消滅。
癌變細胞也是Tc攻擊目標,免疫功能低下的人群容易患癌症。
Th細胞
又稱誘導T細胞,對各種免疫細胞,Tc、Ts、B都有幫助作用,對於免疫具有重要作用。
Th的受體能識別和第Ⅱ類MHC結合的外來抗原。
MHC Ⅱ類分子存在於巨噬細胞和B細胞表面。巨噬細胞吞噬入侵的細菌等微生物,在細胞內消化、降解,抗原分子與MHC Ⅱ類結合呈現在細胞表面,將抗原傳遞給具有相同MHC Ⅱ類分子的Th,同時,M分泌白介素I,刺激Th,促使其分泌白介素Ⅱ,它促進Th,形成正反饋,刺激淋巴細胞分化出Tc,刺激B細胞
CD4受體
Ts
抑制淋巴細胞,包括B細胞和其他T細胞的活動,只有在Th的刺激下才發生作用。在外來的抗原消滅殆盡時,發揮作用而結束 「戰斗 」
CD8受體
細胞免疫的全過程
抗原或帶有不同I類MHC分子的外源細胞,在進入機體後,體內帶有特異性受體的T細胞分裂產生大量新的T細胞,其中Tc有殺傷力,使外源細胞破裂而死亡。Th細胞分泌白介素等細胞因子使Tc、 M以及各種有吞噬能力的白細胞集中於外來細胞周圍,將外來細胞徹底消滅。
在這一反應即將結束時,Ts開始發揮作用,抑制其他淋巴細胞的作用,終止免疫反應,
每次特異免疫反應產生記憶細胞。
細胞免疫和器官移植
器官移植在同卵雙胞胎之間進行較易成功,這是因為兩者的基因組是一樣的,細胞表面的MHC分子也是一樣的,2個個體都不排斥對方的器官。
免疫抑制:激素、放射線照射、葯物(6-巰基嘌呤)等
環孢素(cyclosporin)
3、補體反應
補體(complement):存在於血清、體液中的蛋白質,分子量在24000~400000,包括C1~C9、B因子、D因子,還有許多調節蛋白分子。
抗原抗體復合物激發的級鏈反應,最終產物是攻膜復合體,使細菌等抗原外膜穿孔而死。
(1)經典途徑:經C1、C4、C2而激活C3的活化方式。抗原-抗體復合物
(2)替代途徑:繞過C1、C4、C2而直接激活C3的活化方式。酵母多糖。
補體反應過程
分為識別階段、活化階段、和攻膜階段。
1、識別階段:Ab-Ag結合後,Ig構型改變暴露其Fc上的補體結合部位,與C1q結合導致C1構型改變,生成C1脂酶。C1q可以識別IgM、IgG
2、活化階段:C1—C4—C2—C3—C5
(C3b—BD—C3—C5)
3、攻膜階段:
C5—C6—C7—C8—C9
C56789—攻膜復合物,附著在靶細胞膜上,一方面使靶細胞膜裂解,另一方面,C9分子還形成一些橫穿膜的水溶性小管道,水進入細胞,使細胞漲落死亡
生物學功能
(1)溶解靶細胞,C1~C9
抗感染、變態反應性疾病、自身免疫性疾患
(2)促進吞噬過程
C3b、C4b
(3)中和病毒和溶解病毒作用
C1、C2、C3、C4
(六)、克隆選擇學說
克隆選擇學說:淋巴細胞在與抗原接觸前就已經存在多種多樣的與抗原專一性結合的抗體,一種細胞帶一種抗體,進入機體的抗原選擇性的結合其中的個別淋巴細胞,使之火化,增殖產生大量帶有同樣抗體的細胞細胞群,分泌同樣的抗體。
單克隆抗體(McAb)
通過注射抗體來預防或治療——被動免疫
破傷風抗毒素治療破傷風
通常抗體的獲得來自動物血液,一方面成本昂貴,另一方面純度不能保證,含有其他蛋白質分子,對人體來說是一種抗原,在體內產生抗體,用多後就會發生超敏反應。
McAb是來自同一種B細胞的同一類抗體群。
20世紀70年代建立了生產技術
用人工方法將產生抗體的B細胞與骨髓瘤細胞融合,成為B細胞雜交瘤,這種細胞具有大量無限繁殖的特性,又有B細胞合成與分泌特異性抗體的能力,對這種細胞進行體外培養,即可獲得大量McAb
McAb純度高、特異性強、效價高,用途大。用於研究、臨床診斷和治療。
四、免疫系統疾病
1、自身免疫病
風濕性心臟病、風濕熱、類風濕性關節炎、溶血性貧血
2、過敏
過敏性哮喘、青黴素過敏
3、免疫缺乏病(severe combined immune deficiency, SCID)
4、艾滋病(acquired immune deficiency syndrome, AIDS)
5、免疫系統和癌症
免疫監視
思考題
1、什麼是免疫應答?有哪些典型特徵?
2、巨噬細胞在免疫應答中的作用是什麼?
3、抗體的結構、分類與生物學功能?
4、接種疫苗的生物學原理是什麼?
5、體液免疫與細胞免疫的主要區別是什麼?
6、什麼是單克隆抗體,如何制備?
⑹ 維薩里揭示了人體在器官水平的結構及研究的方法是什麼
細胞大部分都非常小 構成人體的細胞大概也只有10微米左右 而人眼的分辨力只有0.1毫米 大部分的細胞都沒有辦法用肉眼觀察到 起初對人體的研究都是依靠肉眼觀察 比如維薩里通過屍體解剖發表了《人體構造》說明了人體在器官水平的結構 比下夏通過對器官的解剖觀察 又進一步揭示了器官如何由組織結構 到了17世紀 顯微鏡把人眼的分辨力提高了幾百倍 終於可以觀察到微觀的世界 英國皇家學會成員羅伯特虎克是第一個利用顯微鏡進行科研的科學家 他在研究彈性定侓的時候 對 就是咱們物理課里學的那個胡克定律 物體的彈 力與形變成正比的那個定侓 羅伯特 虎克發現軟木塞ju有彈性 他就想看看軟木塞的結構 於是就y用顯微鏡觀察了軟木塞 他在《微物圖志》中畫出 了軟木塞中許多的格狀結構 把它稱為 cell 不過其實cell這個詞本來就有小空間的意思 比如監獄的一個個房間就叫做cell 但人們後來就把這個詞就沿用下來 衍生出 了 細胞 的含義 雖然我們有時候說虎 克發明了細胞 這個詞 但它本人其實並沒有細胞的概念 也沒有看到真正的細胞 軟木塞中的這些結構其實是細胞死後殘留下來的細胞壁 第一個真正看到活細胞的是列文虎克 列文虎克原本是荷蘭的商人 也是一位磨鏡師 由於他磨鏡技術高超 他製造的顯微鏡放大倍數可以到300倍 而虎克所用顯微鏡觀察了許多材料 比如雨 水 污水 尿液 糞 便 精液等等 他是第一個觀察到細菌的人 也是第一個觀察到精子的人 精子是人類最小的細胞 但列文虎克其實也沒辦法清楚地看到精子的結構 他還自稱看到了精子裡面有一個小人在動 雖然我們現在覺得很可笑 但當時他畢 竟是唯一一個看到精子的人 所以別人也沒辦法反駁
⑺ 人體細胞的種類和作用
人體細胞分為四大種類:上皮組織、結締組織、肌肉組織、神經組織。
1、上皮組織也叫做上皮,它是襯貼或覆蓋在其它組織上的一種重要結構。由密集的上皮細胞和少量細胞間質構成。結構特點是細胞結合緊密,細胞間質少。通常具有保護、吸收、分泌、排泄的功能。上皮組織可分成被覆上皮和腺上皮兩大類。上皮組織是人體最大的組織。
2、結締組織(connective tissue)由細胞和大量細胞間質構成,結締組織的細胞間質包括基質、細絲狀的纖維和不斷循環更新的組織液,具有重要功能意義。細胞散居於細胞間質內,分布無極性。廣義的結締組織,包括液狀的血液、淋巴,松軟的固有結締組織和較堅固的軟骨與骨。
3、肌肉組織由特殊分化的肌細胞構成的動物的基本組織。肌細胞間有少量結締組織,並有毛細血管和神經纖維等。肌細胞外形細長因此又稱肌纖維。肌細胞的細胞膜叫做肌膜,其細胞質叫肌漿。
4、神經組織由特殊分化的肌細胞構成的動物的基本組織。肌細胞間有少量結締組織,並有毛細血管和神經纖維等。肌細胞外形細長因此又稱肌纖維。肌細胞的細胞膜叫做肌膜,其細胞質叫肌漿。
(7)人體細胞識別方法研究與實現擴展閱讀:
人體細胞的個數:
1、大多數物種的最基本單位是細胞,人體也是由細胞組成的。據科學家粗略地估計,大約是40-60 萬億個。
2、在人們知道的人體細胞數目中,目前已能夠正確測出成年男人1升血液中大約含有4.0×10的12次方/L個左右紅血球。一般來說,血液約占人體重量的1/13。
3、血液裡面白血球的數量只有紅血球的八百分之一。
4、人體的「司令部」——大腦細胞的數量,據研究有幾百億個。
5、總之,人體細胞數量真是多得嚇人。這么多的細胞,其實都是由同一個細胞發育而來的,這個最初的細胞叫做受精卵。受精卵慢慢長大;1個變為2個,2個變為4個,4個變為8個,就這樣成倍成倍地增加,最後變成50兆個的集合,這就是身體的由來
參考資料來源:網路—人體細胞
參考資料來源:網路—人體四大組織
⑻ 生物識別主要包括哪些內容
1.指紋識別
指紋是指人的手指末端正麵皮膚上凸凹不平產生的紋線。紋線有規律的排列形成不同的紋型。紋線的起點、終點、結合點和分叉點,稱為指紋的細節特徵點。指紋識別即指通過比較不同指紋的細節特徵點來進行鑒別。由於每個人的指紋不同,就是同一人的十指之間,指紋也有明顯區別,因此指紋可用於身份鑒定。 指紋識別技術是目前最成熟且價格便宜的生物特徵識別技術。目前來說指紋識別的技術應用最為廣泛,我們不僅在門禁、考勤系統中可以看到指紋識別技術的身影,市場上有了更多指紋識別的應用:如筆記本電腦、手機、汽車、銀行支付都可應用指紋識別的技術。
2.靜脈識別
靜脈識別系統就是首先通過靜脈識別儀取得個人靜脈分布圖,從靜脈分布圖依據專用比對演算法提取特徵值,通過紅外線CMOS攝像頭獲取手指靜脈、手掌靜脈、手背靜脈的圖像,將靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中,將特徵值存儲。靜脈比對時,實時採取靜脈圖,提取特徵值,運用先進的濾波、圖像二值化、細化手段對數字圖像提取特徵,同存儲在主機中靜脈特徵值比對,採用復雜的匹配演算法對靜脈特徵進行匹配,從而對個人進行身份鑒定,確認身份。全過程採用非接觸式。
3.虹膜識別
虹膜是位於人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀區域,在紅外光下呈 虹膜特徵圖
現出豐富的紋理信息,如斑點、條紋、細絲、冠狀、隱窩等細節特徵。虹膜從嬰兒胚胎期的第3個月起開始發育,到第8個月虹膜的主要紋理結構已經成形。除非經歷危及眼睛的外科手術,此後幾乎終生不變。 虹膜識別通過對比虹膜圖像特徵之間的相似性來確定人們的身份,其核心是使用模式識別、圖像處理等方法對人眼睛的虹膜特徵進行描述和匹配,從而實現自動的個人身份認證。英國國家物理實驗室的測試結果表明:虹膜識別是各種生物特徵識別方法中錯誤率最低的。從普通家庭門禁、單位考勤到銀行保險櫃、金融交易確認,應用後都可有效簡化通行驗證手續、確保安全。如果手機載入「虹膜識別」,即使丟失也不用擔心信息泄露。機場通關安檢中採用虹膜識別技術,將縮短通關時間,提高安全等級。
4.視網膜識別
視網膜是眼睛底部的血液細胞層。視網膜掃描是採用低密度的紅外線去捕捉視網膜的獨特特徵,血液細胞的唯一模式就因此被捕捉下來。 生物識別
視網膜識別的優點就在於它是一種極其固定的生物特徵,因為它是「隱藏」的,故而不可能受到磨損,老化等影響;使用者也無需和設備進行直接的接觸;同時它是一個最難欺騙的系統,因為視網膜是不可見的,故而不會被偽造。另一方面,視網膜識別也有一些不完善的,如:視網膜技術可能會給使用者帶來健康的損壞,這需要進一步的研究;設備投入較為昂貴,識別過程的要求也高,因此角膜掃描識別在普遍推廣應用上具有一定的難度。
5.面部識別
面部識別是根據人的面部特徵來進行身份識別的技術,包括標准視頻識別和熱成像技術兩種。 標准視頻識別是透過普通攝像頭記錄下被拍攝者眼睛、鼻子、嘴的形狀及相對位置等面部特徵,然後將其轉換成數字信號,再利用計算機進行身份識別。視頻面部識別是一種常見的身份識別方式,現已被廣泛用於公共安全領域。 指紋識別
熱成像技術主要透過分析面部血液產生的熱輻射來產生面部圖像。與視頻識別不同的是,熱成像技術不需要良好的光源,即使在黑暗情況下也能正常使用。
6.手掌幾何學識別
手掌幾何學識別就是通過測量使用者的手掌和手指的物理特徵來進行識別,高級的產品還可以識別三維圖象。作為一種已經確立的方法,手掌幾何學識別不僅性能好,而且使用比較方便。它適用的場合是用戶人數比較多,或者用戶雖然不經常使用,但使用時很容易接受。如果需要,這種技術的准確性可以非常高,同時可以靈活地調整性能以適應相當廣泛的使用要求。手形讀取器使用的范圍很廣,且很容易集成到其他系統中,因此成為許多生物特徵識別項目中的首選技術。
7. DNA識別
人體內的DNA在整個人類范圍內具有唯一性(除了同卵雙胞胎可能具有同樣結構的DNA外)和永久性。因此,除了對同卵雙胞胎個體的鑒別可能失去它應有的功能外,這種方法具有絕對的權威性和准確性。DNA鑒別方法主要根據人體細胞中DNA分子的結構因人而異的特點進行身份鑒別。這種方法的准確性優於其它任何身份鑒別方法,同時有較好的防偽性。然而,DNA的獲取和鑒別方法(DNA鑒別必須在一定的化學環境下進行)限制了DNA鑒別技術的實時性;另外,某些特殊疾病可能改變人體DNA的結構組成,系統無法正確的對這類人群進行鑒別。
8.聲音和簽字識別
聲音和簽字識別屬於行為識別的范疇。聲音識別主要是利用人的聲音特點進行身份識別。聲音識別的優點在於它是一種非接觸識別技術,容易為公眾所接受。但聲音會隨音量、音速和音質的變化而影響。比如,一個人感冒時說話和平時說話就會有明顯差異。再者,一個人也可有意識地對自己的聲音進行偽裝和控制,從而給鑒別帶來一定困難。簽字是一種傳統身份認證手段。現代簽字識別技術,主要是透過測量簽字者的字形及不同筆劃間的速度、順序和壓力特徵,對簽字者的身份進行鑒別。簽字與聲音識別一樣,也是一種行為測定,因此,同樣會受人為因素的影響。
9.親子鑒定(基因識別)
由於人體約有30億個核苷酸構成整個染色體系統,而且在生殖細胞形成前的互換和組合是隨機的,所以世界上沒有任何兩個人具有完全相同的30億個核苷酸的組成序列,這就是人的遺傳多態性。盡管遺傳多態性的存在,但每一個人的染色體必然也只能來自其父母,這就是DNA親子鑒定的理論基礎。
⑼ 個人識別的歷史發展
簡介
在法庭科學中有一門重要的學科,它與其他法庭科學技術一起參與司法鑒定活動,為司法機關偵破審理提供科學的證據,這就是法醫物證學。法醫物證學屬於法醫學范疇,是具有法學特性的一門應用科學。
什麼是法醫物證?法醫物證又可以稱為法醫生物物證,是指罪犯或民事行為當事人在實施行為時所涉及和遺留的人體構成成分檢材(如血液、毛發、牙齒、骨骼、各種組織、各種分泌物及排泄物等)、動物相應的各類檢材和部分植物檢材(植物纖維、種子、花粉等)。法醫物證是一門綜合學科,與現代醫學、分子生物學、遺傳學、微生物學、免疫學等眾多的學科有著緊密的聯系,運用這些學科的基礎理論和技術,在研究解決司法實踐的問題中形成本學科的理論和技術。法醫物證學有以下的特點。
1.法醫物證學的研究目的,是盡可能准確地確定未知的生物檢材的來源和種類,盡可能地從對檢材的分析中獲取個體識別和比對的信息,確定它們來自哪個個體,以達到最終目的―「同一認定」。
2.法醫物證學研究和檢驗的對象范圍非常廣,所以其採用的技術手段也非常復雜和多樣。它汲取了相關學科的各種先進技術手段,應用於本學科領域,使法醫物證學成為現代法庭科學中發展最快的學科之一。
3.各類刑事的、民事的案件均在未知和復雜的情況下發生和進行,提供給法醫物證鑒定的生物檢材,常常是微量甚至是痕量的乾枯的斑跡,混有其他污染物,或已經受了高溫、腐敗而使蛋白質變性、降解,並有可能是幾十年甚至是幾百年、上千年的陳舊檢材。所以法醫物證鑒定的方法不同於其他學科,必須具有更高的靈敏度、更好的特異性和更穩定的重復性。
4.法醫物證鑒定的結果將作為證據或線索,提供給刑事偵查、司法審判和其他法律活動。
法醫物證學的歷史
法醫學有著悠久的歷史,早在距今2 400年前的春秋時期「治獄」過程中就已萌發了法醫學。唐代已有兼做驗屍的「醫學博士」,宋代也有從事驗屍的「仵作」。13 世紀中葉(1247年),中國的法醫學家宋慈(1186一1249年)所撰寫的《洗冤集錄》,被公認為是世界上最早的法醫學經典專著,比歐洲的法醫專著早350多年,該書很快傳入各國,對世界法醫學的發展作出了重大貢獻。
在中國,法醫學發展早期就萌發了法醫物證學,秦漢以來就有用血液判斷親權的傳說,《洗冤集錄》對此有記載:「檢滴骨親法」謂如「父母骸骨在他處,子女欲相認,令以身上刺出血,滴骨上,親生者,則人骨,非則否」,對親兄弟則以「滴血法」驗親。這些方法雖不科學,但說明在 2 000 多年前就已注意到了父母血型對子女血型的影響,因而現代法醫學家認為,「滴血法」是現代血清學親權鑒定的先聲。
中國現代法醫物證學的發展進程
(一)本世紀初至新中國成立之前
在本世紀初發現的ABO血型系統和沉澱素血清為法醫物證學檢驗奠定了基礎。但在舊中國,法醫物證學發展緩慢, 1912 年時只有北京和浙江兩處醫學類學校設立了法醫課。1927年中國現代法醫學奠基人林幾教授就應用血球凝集現象進行父權鑒定,並在20年代末和孫速芳等人籌辦了「司法行政部法醫研究所」設有法醫物證檢驗項目,開展 ABO 血型檢驗和抗人沉澱素血清沉澱環試驗確定人血痕。
(二)新中國成立至 70 年代中期
新中國成立以後,隨著祖國社會主義建設事業的發展,中國的法醫學專業也取得了長足的發展。公安、司法、衛生等部門對法醫工作十分重視,基於發展的需要,建立了專門的研究機構,並在許多醫學院校中法醫教研室,培養了一大批專門人才,為中國法醫事業的發展打下了堅實的基礎。與此同時,法醫物證有了相應的發展,吸附解離試驗(又稱熱解離試驗)和混合凝集試驗的建立和廣泛應用,大大提高了進行血型鑒定的靈敏度,用0.2一0.4厘米的血痕或體液斑痕紗線,在1一2小時內就能進行ABO或MN血型的分型鑒定。對各類檢材的確證檢驗、種屬檢驗和血型分型檢驗有了較完整的檢驗方法和程序,但由於「文化大革命」的影響使學科的進展仍然處於低水平。
(三)70年代後期至80年代中期1978年後中國的科學界迎來了第二個春天,法醫物證學科也開始了飛速的發展。各種新的鑒定技術的研究建立使得法醫物證學的檢驗領域和檢驗深度都產生了質的變化。
1. 建立並廣泛應用了對ABO和MN血型分型更快速、更准確的熱解離實驗法,高效價、高特異性抗血清的研製和應用使解離試驗的靈敏度有了更進一步的提高。
2. 80 年代初,開始研究和建立對血清蛋白遺傳多態性分型的方法並獲得突破,從而打破了物證鑒定幾十年來僅能對一兩種紅細胞表面抗原進行分型的局面,開拓了血型檢驗的新領域。這其中包括應用各種電泳技術(澱粉凝膠、瓊脂糖凝膠、連續或不連續的聚丙烯酞胺凝膠電泳法)對血清結合珠蛋白(Hp)、血清型特異成份(Gc)、轉鐵蛋白(Tf)、抗胰蛋白酶(Pi)、補體組分(C3、C4、C6、 C7等)、 a2一HS糖蛋白(AHSG)、備解素因子(Bf)多態性的分型鑒定;使用凝集法(凝集抑制等方法)對血清免疫球蛋白同種異型(Gm)、(Km)等血型進行分型鑒定。
3. 80 年代中期開始又相繼研究建立並推廣應用了對紅細胞同工酶多態性分型鑒定的一系列方法,使法醫物證個人識別領域得到進一步的拓寬。用澱粉凝膠及纖維素膜為支持介質對一種紅細胞酶型進行電泳分型;用同步法對一份檢材同時進行2一4種紅細胞酶型進行電泳分型;所鑒定的紅細胞同工酶包括磷酸葡萄糖變位酶(PGM)、酯酶D(EsD)、乙二醛1 (GLO1)、腺昔酸激酶(AK)、腺昔脫氨酶(ADA)、紅細胞酸性磷酸酶(EAP)、6一磷酸葡萄糖酸脫氫酶(6一PGD)、谷丙轉氨酶(GPT)等十數種,並在幾年內使紅細胞分型鑒定成為法醫物證常規檢驗法之一。
以上各種分型技術在血痕、精斑、唾液斑和組織檢驗中的應用,使物證鑒定的個人識別幾率有了大幅度的提高,以往進行一種血型檢驗識別力較低,一般很難超過0.50,而如對一份檢材進行多種血型鑒定其累積識別能力可高達0.90以上。
在對血清型和紅細胞酶型分型方法進行研究的同時,研究人員還對中國幾十個民族各種血型的表型分布和基因頻率做了調查研究,獲取了大量的數據以作為個人識別鑒定的計算依據,並填補了國內、外資料庫的空白,為遺傳學、人類學的研究提供了重要資料。
4. 白細胞配型在醫學界被廣泛應用於器官移植和骨髓移植,同時由於白細胞抗原(HLA)是人類最復雜的一個遺傳多態性系統,他具有的高度多態性是其他血型系統無法相比的,因而使白細胞分型成為親權鑒定中最有效的手段。中國從80年代開始將白細胞分型用於親權鑒定並配合使用其他血型系統鑒定,使父權肯定幾率高達99%以上,可以做出肯定父權的鑒定。
5. 各類物證檢材的確證試驗和分型鑒定方法的建立,需要使用相應的抗血清和專門試劑。中國的法醫工作者從1976年以後在抗血清的研製方面投人了大量的人力、物力,相繼成功地研製出一批高特異性的專用血清,其中包括抗M、抗N、抗a一1酸性糖蛋白、抗Gc、抗Hp、抗A、抗B、抗H沉澱素、抗Lewis血清,有力地支持了鑒定方法的研究工作並滿足了實際應用的需要。
6. 性別鑒定是物證鑒定中的重要項目,國內從70年代末開始並成功地完成了利用X、Y染色質鑒定血痕、毛發、牙齒、口腔粘膜細胞等組織的性別鑒定,其中,對陳舊血痕性別鑒定的時間可長達 20 年。
(四) 80 年代中期至今
80年代中期以來,法醫物證學的發展更加迅速,有大批研究項目完成並投人應用。
1.單克隆技術在法醫物證抗體研製中的成功應用,使我們可以從復雜的大分子蛋白質中獲取那些帶有特定抗原性的部分,並以雜交瘤技術制備出相應的具有極好特異性的抗體。這意味著我們有了得力的工具,可以從紛雜的混合檢材中准確地鑒定出是否有人體的某種蛋白存在。在此基礎上,又以酶、膠體金或其他標記物標記抗體,並建立了具有高靈敏度及高特異性的酶聯免疫(ELISA)方法,這些方法可以從稀釋幾十萬甚至100萬倍的檢材中確定人體不同蛋白成分的存在。
酶聯免疫法的應用也徹底改變了以往使用凝集試驗對各種紅細胞表面抗原型和血清型進行鑒定的方法,這些方法不但快速、靈敏,而且具有極高特異性。
2.在血型分型技術中,各項高、新技術不斷地建立、完善和發展。等電聚焦電泳技術結合使用固相pH梯度凝膠及激光掃描,使電泳分型技術的分辨力大大提高,具有電泳多態性蛋白質的分型也相應從普通型分型到亞型分型,使單一和累積識別能力不斷提高。同時單克隆抗體及標記抗體技術在電泳譜帶顯現中的應用又進一步提高了方法的靈敏度,檢材量可以減少至 1 厘米長的一根斑痕紗線。
3. DNA 技術是80年代中期以來帶給法醫物證學科革命性變化的最重要的技術,70年代後期,DNA多態性的分析研究開始起步,並得到迅速發展。1985年英國科學家Jeffrey,首次應用了DNA指紋分型技術成功地鑒定了一起移民親權案,因此帶給法醫物證學科強烈的震動,各國的研究者以極大的熱誠投入到這項研究工作中去。在中國DNA研究項目被列為國家「八五」、「九五」、「十五」和「十一」攻關的重點項目,國家投入了大量的財力建立了專門的實驗室,使這項研究工作迅速展開。目前這項研究工作已經取得了多項高水平的研究成果。DNA指紋技術(DNA fingerprining)包括多位點和單位點指紋;聚合酶鏈反應(polymerase chain reacion,PCR),序列多態性和長度多態性;復合擴增STR位點的DNA分型技術(short tandem repeats,STR);人類線粒體DNA序列多態性和長度多態性;復合擴增STR位點的DNA分型技術(minisatellite variant repeat,MVR);利用基因重組技術制備DNA探針;單核苷酸多態性分析技術等。這些技術目前已應用到對血痕、精斑、唾液斑、骨骼、毛發等檢材的種屬鑒定、性別鑒定和分型鑒定。較圓滿地解決了犯罪現場常見的微量、陳舊、腐敗生物檢材及不含細胞核生物檢材的DNA鑒定難題,使物證鑒定完成了從排除到高概率認定的質的飛躍。
從70年代後期以來,中國的法醫物證研究工作取得了顯著的成績,特別是「八五」以來,每年有多項重大研究項目研究成功並推廣應用。其中 DNA 分型技術、紅細胞酶型分型技術、血清型分型及抗體制備技術特別法醫DNA資料庫建設工作等10多項獲得國家科技進步獎,並有更多的項目獲得省、部級科技進步獎。在這些研究領域內,中國的科研水平達國際先進水平,在許多方面還達到國際領先。中國的法醫物證學科的整體水平迅速提高,在國際學科界受到廣泛的重視。
法醫物證學的展望
1. DNA技術革命性的進展曾使物證學科的發展掀開了嶄新的一頁,而且依然是下一個世紀學科發展的主導方向。我們需要更靈敏的方法,並要進一步解決腐敗程度較高及更微量檢材的檢驗難題,復合擴增STR位點DNA分型技術將受到進一步重視。STR長度短,適用於已降解的DNA,在人類基因組中的STR位點多達幾十萬個,這就意味著其具有非常好的識別能力,同時STR的分型技術簡單、省時、費用低,並能實現自動化,也就更有利於標准化和實行質量控制,這也是STR研究受到重視的主要原因。隨著DNA檢驗技術的不斷發展和完善,有望在將來可利用單個細胞進行DNA指紋分析,這意味著只需在犯罪現場找到微小的樣品,如一小片頭皮屑或一枚模糊的指紋,就可能確認罪犯。中國法庭科學資料庫建設將更快地與國際接軌。
2.常規物證學檢驗目前採用的血清學、生物化學和免疫學技術手段經不斷地完善已日趨成熟。但從發展的角度看,這些技術中的部分方法將隨學科技術的發展進一步得到發展,而部分則應隨之淘汰。如血清學技術手段中傳統、復雜的凝集技術,逐漸要被藉助於先進的抗體制備技術而發展的標記抗體技術取代,並使更多的血型系統的分型方法更靈敏、更快速、更准確和更微量化。激光掃描技術和計算機的應用也會使生物化學的多項技術得到重大的突破。
3.拓寬檢驗領域從更多的生物檢材中獲取信息的研究也將是法醫物證發展的一個重要方面。除了人體生物檢材外,對植物檢材的鑒定在目前仍只能在小范圍的個別項目上進行,檢驗結果也僅可以提供對比的線索。植物的各個部位的細微結構特徵都具有特異性,因此植物檢材的檢驗是可以利用進行對比識別的樣品。
4. 基因工程將被用於抗體制備技術中,有望完全取代以傳統免疫學方法的抗體制備技術,使抗體的制備技術產生重大的變化。
現代法醫學的發展從細胞水平研究大分子蛋白質的不同現象始,一直進入到研究生命基本的物質一核酸,走過了漫長的道路,並且將隨著科學技術的不斷發展而前進。中國的法醫物證工作者一定會在新的世紀中開拓進取,努力奮斗,使法庭學科的整體水平進入到一個更新、更高的階段。世界上的生物體形式千變萬化,而我們則執著地朝著在千變萬化中,依據個體的特徵識別個體的方向不斷地前進。