免疫学研究的方法

三、免疫学研究的方法

免疫学方法有细胞免疫、免疫组化、血清学免疫、免疫标记、皮肤划痕试验和免疫制剂等。中西医结合研究中常用的方法有:补体测定法、免疫扩散法、免疫电泳法、E-玫瑰花环试验、免疫复合物测定、酶联免疫吸附法和免疫酶标技术等。

(一)中西医结合研究常用的免疫指标

对立统一的辩证法,是免疫学与中医理论的共同特征。从免疫学的方面研究中医理论,阐明中医理论的物质基础是目前采用比较多的研究方法。大量实验研究结果证实,各种临床的“证”尤其是“虚证”和机体免疫功能具有密切关系。通过对“虚证”和“实证”患者的免疫功能测定发现,“虚证”患者的E-玫瑰花环百分率、血清补体C3水平和IgM水平均低于正常人;但上述免疫指标在“实证”患者和正常人之间无显著性差异。部分“实证”肿瘤患者的IgG、IgM水平升高,单核细胞吞噬功能增强。临床辨证分型不同,免疫指标也可能不同。一般情况下,“虚证”患者的免疫功能,尤其是细胞免疫功能低于正常水平,但是不同证型间免疫指标的变化没有明显的特异性和规律性,可能与辨证分型是否正确,免疫指标选择是否正确,以及实验条件是否恰当都有关系,这些都会影响实验结果,需要进一步关注。

动物实验中,大黄致脾虚模型显示胸腺、脾脏和肠系膜淋巴结等淋巴器官重量减轻,胸腺皮质层变薄,胸腺细胞数量明显减少。采用小鼠皮质醇动物模型,采用过氧化物酶和抗过氧化物酶免疫组化技术,发现小鼠小肠固有膜中含有IgG的浆细胞数量明显减少。对小鼠脾淋巴细胞亚显微检查显示,该模型淋巴细胞核异染色质减少,导致淋巴细胞溶解。

“阳虚”模型小鼠的脾细胞介导的羊红细胞溶血、凝血抗体和淋巴细胞转移率均低于正常小鼠。以上两种模型均可通过益气健脾温、补肾阳法得到纠正。采用益气健脾和温补肾阳类方药,以上两个模型的免疫功能均得到改善。表明免疫学和中医基础理论存在一定的关系,但免疫应答与中医“证”的关系和规律仍需进一步探讨,以促进对中医学“证”的认识。

临床与实验研究的优势在于可以将中医理论与治疗方法紧密结合,探讨与免疫学的关系。采用巨噬细胞吞噬试验、淋巴细胞转化率和E-玫瑰花结试验等方法,观察了200例肺癌患者三项免疫指标与中医辨证分型的关系。结果显示,气虚、阴虚、气阴两虚和阴阳两虚患者的三项免疫指标总体呈下降趋势。采用补气健脾、滋阴生津、益气养阴和温肾养阴等方药治疗后,上述指标均有不同程度的提高,治疗前后检测结果差异有统计学意义。提示“证效结合”和“方证合一”可取得较好的疗效。治疗前后免疫学指标的变化,一方面可以反映辨证的正确性,另一方面说明治疗的有效性,反过来证明了中医辨证的可靠性。以脾气虚证为主要症状的消化系统疾病,采用西医辨病和中医辨证的方法,检测了T细胞总数、T细胞活性等细胞免疫功能和IgG、IgM和IgA等体液免疫功能及补体C3和CH50。均采用益气健脾法治疗1~3个月后,治疗前后自身对照,所有免疫指标均明显恢复,提示“理、法、方、药”均一致,可获得良好的疗效。

(二)红细胞免疫和中西医结合研究

红细胞免疫是20世纪80年代初提出的一个新概念,认为红细胞不但具有呼吸机能,而且具有免疫机能。红细胞免疫也是人体免疫系统的一部分,具有识别和传递抗原的能力,红细胞免疫系统通过清除免疫复合物、增强吞噬功能和T淋巴细胞的功能,从而达到防止感染的目的。红细胞免疫本身存在一个代谢调节系统,通过血清中的红细胞免疫黏附促进因子和抑制因子,来调节红细胞免疫。红细胞免疫检测方法有放射免疫法、酶联免疫吸附法、花环法、发光法和血凝法等。其中,因检测方法简单易行,血凝法在临床广泛使用。

近年来,红细胞免疫在中医药研究中的应用越来越受到重视。中医认为,肾藏精,主骨,生髓,肾气不足导致骨髓空虚。骨髓是现代医学中的免疫器官和造血器官。它具有产生免疫细胞和造血细胞的功能。因此,肾虚直接影响免疫细胞的产生和调节,并有可能影响红细胞的质量和数量,降低红细胞膜上C3b受体的数量和活性,导致红细胞免疫黏附功能障碍和调控障碍。有研究表明,血瘀证患者红细胞C3b受体花环率和红细胞免疫复合物花环率有显著变化,说明血瘀证患者红细胞C3b受体黏附功能明显增强,这种变化可能是血瘀证患者出现高黏度、高聚集和高凝血状态的原因之一,因为红细胞中C3b受体活性的增加往往伴随或继发于一系列复杂的免疫反应,如红细胞溶解,血小板C3b受体激活后聚集,释放凝血物质等。此外,较多研究资料表明,肾虚和脾虚患者多表现出红细胞免疫功能的异常。

研究证实,红细胞在机体的抗肿瘤免疫过程中发挥了重要作用,肿瘤患者的红细胞免疫功能减低,甚至处于全面抑制状态。近年来,国内外学者报道,红细胞参与淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)和自然杀伤细胞(NK细胞)的免疫调节,红细胞一方面直接黏附于肿瘤细胞,另一方面促进淋巴细胞和粒细胞免疫黏附于肿瘤细胞。天花粉等中药可增强红细胞免疫黏附功能和细胞膜超氧化物歧化酶(SOD酶)功能,清除循环免疫复合物(CIC),消除CIC对T淋巴细胞免疫功能的抑制作用,降低血清中红细胞免疫黏附抑制因子的活性,增强红细胞对肿瘤细胞的免疫黏附能力,促进中性粒细胞对肿瘤细胞的吞噬。

(三)受体和中西医结合研究

由于组织化学和电镜的应用,在细胞膜和细胞内发现了一些受体。特别是近20年来,作为探针的放射性核素标记的活性配体成功应用,开创了受体研究的新纪元。因此,从受体水平研究中医药的作用机理,阐明中医药的一些基本理论,已成为当前中西医结合研究的热点。

1.阴虚证和阳虚证的受体研究

阴、阳失调是疾病发生发展的内在基础。阳虚和阴虚是中医临床上最常见的两个“证型”,得到历代医学家的重视。国内学者邝安堃首先提出阳虚、阴虚和肾上腺皮质功能有关,并在后来的研究工作中得到了证实。早在20世纪70年代,就有人发现临床上阳虚证患者多表现为下丘脑-垂体-肾上腺轴功能减退,但有时其血液中的皮质醇浓度并未下降。这是因为,皮质醇必须与靶细胞中的糖皮质激素受体结合才能发挥生物效应,由此推断出,即使血液中皮质醇的浓度正常甚至升高,如果靶细胞中的受体数量不足,仍可能导致肾上腺皮质功能低下。因此,人们开始研究受体在阳虚证和阴虚证动物模型中的作用。

20世纪80年代,有研究者发现,阳虚动物模型肝细胞液糖皮质激素受体(GCR)和阳虚证患者白细胞中GCR均明显降低。也有人发现,甲状腺功能亢进阴虚大鼠模型的肝细胞液中,GCR也明显降低,提示甲状腺功能亢进性阴虚证发展到一定阶段时,GCR降低可能是受体水平上常见的病理改变。用3月龄新西兰大白兔建立甲状腺功能减退性阳虚证模型,发现心和肾的β受体数量减少,与正常对照组比较有显著性差异。甲状腺功能亢进性阴虚证大鼠脑中胆碱能M受体数量减少,甲状腺功能减退性兔阳虚证模型,脑内胆碱能M受体数量明显增加。

脾虚证主要表现为多脏器功能低下,以消化系统功能紊乱为主。胃泌素促进胃酸分泌,作为胃黏膜营养和生长的主要激素,是否参与脾虚证的发病机制和病理过程,一直受到国内学者的关注。胃泌素和胃泌素受体以及二者结合后的信号转导与脾虚证的内在关系如何,金景山、王建华、牟德军、史宇、张贵珍、任平、崔乃强、张斌和魏艳明等学者对不同病理状态下脾虚证患者血液和组织中胃泌素水平及G细胞进行了大量实验和临床研究,一致认为脾虚证与胃泌素密切相关,许多调理脾胃方药对胃泌素有明显的调节作用。胃泌素及其受体可能是某些方剂发挥药理作用的机制之一。

1996年,广州中医药大学和北京原子能研究所、四川省中医药研究所合作,建立了国内首个大鼠胃泌素受体放射配体结合实验系统,125I标记胃泌素,聚丙烯酰胺凝胶电泳,发现大鼠胃黏膜胃泌素结合蛋白的分子量主要为70~80 Kd,在大黄所致大鼠脾虚证动物模型中,证明胃黏膜胃泌素受体的结合能力明显降低。黄芪是益气健脾中药,在体外可促进125I标记的胃泌素与其受体结合,在体内上调脾虚证模型动物的胃泌素受体水平。

1999年,在广东省自然科学基金的支持下,广州中医药大学脾胃研究所聂克博士在中国首次建立了大鼠壁细胞的分离纯化方法,为胃泌素受体和受体信号转导的研究提供了一个很好的工具。进一步又建立了大鼠胃壁细胞上胃泌素受体的放射配体结合方法,发现脾虚证大鼠胃壁细胞胃泌素受体结合能力下降,黄芪注射液可增加脾虚证大鼠壁细胞胃泌素受体结合能力。细胞内游离Ca2+的研究表明,脾虚大鼠胃壁细胞内Ca2+含量显著下降,黄芪具有明显的上调作用。以上结果无疑从不同方面反映了阴阳虚证受体水平的一些变化。然而,这些变化究竟是阴阳虚证的病因,还是阴阳虚证的结果,对阴阳虚证来说,是个体表现还是普遍规律,都需要更加深入的探索。

2.归经与受体

进入人体后,药物如何选择作用部位,以及相应的身体部位如何识别药物,并将其紧密结合起来发挥有效作用,仍是一个未解之谜。受体的发现为解决这一难题提供了希望,也为进一步研究药物作用机制奠定了基础。归经理论是中医药理论的重要组成部分。归经主要是指中药作用的目标和部位。“归经”的经,不仅仅是经络或经脉的意思,而是与药物性质相关的方向和位置的概念,是部位和功能的结合。因此,20世纪80年代,就有学者建议,在不脱离中医完整理论体系的情况下,运用受体理论和技术来研究中药的归经。21世纪初,有人提出,在应用受体理论指导中医归经理论研究时,不仅要从中药的作用角度确定药物的作用部位,而且要强调病变部位对中药的选择和适应。应该说,几千年前,我们祖先的归经学说就包含了一些受体理论,这些理论局限于历史条件,没有一个清晰完整的科学解释。因此,运用受体学说去探索中药的归经理论是中西医结合研究的一个重要方向。然而,我们认为,只有在大量受体的功能被逐步研究清楚之后,才有可能在受体层面对中医药学理论进行深入的探讨。近30年来,国内许多学者对中药方剂的受体理论开展了大量的基础研究。

3.中药对受体的影响

20世纪80年代初,观察了附子、肉桂、淫羊藿和肉苁蓉四种壮阳药对阳虚证模型动物肝细胞液GCR的影响,并没有发现它们能够升高阳虚证模型动物的GCR水平。直到90年代,凌长权等在中药免疫药理作用研究的实验中,偶然发现参附汤能增强应激大鼠的胸腺细胞,但不能降低血浆皮质醇(GC)。为了深入研究这一现象,他们采用急性失血性动物模型,观察参附汤对GCR的影响。两批实验的结果均证明,补阳药能纠正阳虚证模型动物GCR的下降,同时,参附汤对急性失血性模型动物升高的GC无明显下调作用,但能纠正胸腺和肝细胞液GCR数量的降低。

此外,亦有报告指出中药对雌激素受体(ER)的影响。在下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴受抑制的大鼠模型中,发现温阳药附子和肉桂能增加模型大鼠子宫内ER的含量,与正常水平接近,并能提高雌激素与ER的亲和力;附子配伍熟地能改善肾上腺切除术和甲状腺切除术后卵巢内绒毛膜促性腺激素(HCG)和促黄体生成素(LH)受体的功能,而益气健脾的四君子汤则无此作用。日本学者山口清弘发现,小柴胡汤对Wistar大鼠的肝脏内库普弗细胞ER水平呈浓度依赖性增加,认为这一现象有利于在人体内发挥小柴胡汤的免疫激活作用,提高其清除病毒的能力。

白细胞介素-2(IL-2)是20世纪80年代在免疫学研究领域中最为活跃,中医药对IL-2受体(IL-2R)R的调控研究也开始兴起。研究发现,冬虫夏草水提物和刀豆球蛋白A(ConA)对脾脏细胞IL-2R表达的影响无明显差异;雷公藤完全抑制ConA诱导的DNA合成和IL-2R的水平。采用流氏细胞仪和荧光标记单克隆抗体方法测定肾脏病患者外周血淋巴细胞IL-2R阳性细胞百分率,结果表明,冬虫夏草、黄芪和淫羊藿能显著增加肾小球肾炎和慢性肾功能衰竭患者的IL-2R的表达,而雷公藤只抑制肾病患者IL-2R阳性细胞百分率。

另外,补肾益精中药能显著提高老年大鼠大脑皮质a1受体结合容量,调理心、肾中药能显著提高痴呆模型动物脑a1受体结合容量,明党参水煎液及其多糖均可提高小鼠腹腔巨噬细胞补体片段3b受体(C3br),甘草及其提取物能保护豚鼠b肾上腺受体,助阳中药能影响三碘甲状腺原氨酸(T3)与受体的亲和力,其机制可能是影响了体内受体的构成基因。

4.中医药和受体研究展望

如上所述,近20年来,人们对中医药与受体的关系进行了大量的研究。这些研究成果无疑对中医基础理论和中药作用机理的研究起到了重要作用。但这些研究还只是刚刚开始,它们还不够系统和深入。许多研究只发现了一些现象。对其作用机理的研究并不多。不同单位都在做类似的实验,由于实验条件不一致,解释结果的误差比较困难。因此,中医药学与受体理论关系的研究应着重于以下两个方向:①对中药与受体关系的研究进行系统设计,并分工负责。一个单位对某一特定的受体进行研究,经过3~5年的攻关,最后得出结论,这种方法的优点是技术稳定,结果可靠,容易得出权威结论。②一旦发现有意义的迹象,政府将集中人力、物力进行歼灭战。比如发现阳虚证患者的GCR数量明显减少,那么为什么会下降呢?是GCR分解代谢增强还是蛋白合成减少?是GCR的一部分减少还是全部减少?阴虚证的病人也减少了吗?如果没有,为什么不呢?这样一级一级的研究,或许能够了解其机理,从而推动中医药研究的发展。