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科研戰(zhàn)神·王鐵蟲 (小有名氣)
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干貨分享 | 常用實驗動物模型的免疫反應(yīng)特征和人類自身免疫性疾病的動物模型
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一、靈長類（除人外） 靈長類動物主要有四種免疫球蛋白，即IgG、IgM、IgA、和IgE。新界猴（除一種卷尾猴外）沒有發(fā)現(xiàn)IgA。已證明在獼猴、狒狒和黑猩猩中有抗寄生蟲性抗原的IgE抗體，但在新界猴中仍無此種抗體。高等靈長類與人的免疫球蛋白有較強(qiáng)的交叉反應(yīng)，但長臂猴例外。靈長類動物具有血性絨毛膜胎盤，只允許IgG通過，IgM、IgA、IgD和IgE是不能通過的。新生的猴子不能從初乳中吸收抗體。妊娠第九個月獼猴的胎兒和成年獼猴在抗原初次刺激后6天產(chǎn)生IgM，妊娠第58天的胎兒對同種植皮產(chǎn)生排斥，而羊胎兒的這種反應(yīng)發(fā)生在80天。80%出生的狨猴是胎盤血管吻合的雙胎。用性別染色體分析能證明不同性別的雙胎中血液存在交換。在血液交換的狨猴雙胎中，異性共生的雙胎已證明有免疫耐受現(xiàn)象。因此，它們之間互相接受植皮。狨猴對接受不同亞種的植皮有免疫反應(yīng)，亞種內(nèi)植皮要比亞種間植皮存活的時間約長一倍。靈長類動物在研究人的反應(yīng)素（IgE）型超敏反應(yīng)中起著重要作用。反應(yīng)素型抗體（又叫皮膚過敏性抗體）特點之一，是能固定在同源或密切相關(guān)種的皮膚及其它組織上（如：肺、結(jié)腸）。由于獼猴同人在種的發(fā)生上有近緣關(guān)系，所以它們能用過敏人的血清引起P-K反應(yīng)（Prausniz-Kusrner）。在靈長類中，狒狒、獼猴、狨猴、卷尾猴、狐猴是人類過敏性患者反應(yīng)素抗體引起的萎縮性多軟骨炎（PCA）的最好接受者。一些學(xué)者證明，靈長類動物是人呼吸道變態(tài)反應(yīng)病的動物模型。 二、狗 狗的免疫球蛋白有IgG、IgM、IgA、IgG1和IgG2。在狗花粉病和各種蠕蟲感染中發(fā)現(xiàn)有IgE。Patterson氏等指出成年狗對各種蛋白抗原只產(chǎn)生少量的循環(huán)抗體。胎兒和新生狗也有類似情況。Lewis等認(rèn)為新生狗和成年狗對顆粒性抗原（綿羊紅細(xì)胞）均能產(chǎn)生較好抗體，但新生狗初次免疫反應(yīng)所產(chǎn)生的抗體幾乎是IgM類，成年狗則產(chǎn)生的抗體是IgM和IgG，這兩種免疫球蛋白的數(shù)量與初生狗的IgM幾乎相等。新生狗在再次反應(yīng)中有合成IgG和IgM。Gerber氏等報告了小獵兔犬（Beagle Dog）循環(huán)的T淋巴細(xì)胞對PHA的反應(yīng)，6-12周齡比0-4周齡顯著為多。對PHA發(fā)生反應(yīng)的高峰在6周到6個月齡之間，以后隨年齡而下降。小獵兔犬在出生時的胸腺大約為100mg，到12周齡增加到300mg以上。白細(xì)胞總數(shù)隨年齡增加而逐漸減少。狗除用作一般移植研究外，越來越多地作為免疫病研究的動物模型。除人之外，對氣溶膠出現(xiàn)變態(tài)反應(yīng)的動物，狗大概是僅有的一種。因此，人的變態(tài)反應(yīng)和氣喘的研究，狗是適宜的動物模型。人花粉病的臨床表現(xiàn)為結(jié)膜炎、鼻炎和皮炎，狗季節(jié)性花粉病多數(shù)只有皮炎，無眼和呼吸道癥狀。人的這種變態(tài)反應(yīng)是由IgE引起的，狗由豚草花粉（Raweed Pillens）致敏后，血液和皮膚中也有IgE抗體。 三、兔 兔常被用于實驗室制備抗體，多用新西蘭色。由于所用兔的品系、品種、種和個體的不同，對某種抗原產(chǎn)生抗體的能力也經(jīng)常不同。有些品系的兔，至少有20%產(chǎn)生的抗體效價或無效價，為了得到高效價的血清，10只兔作為一組進(jìn)行免疫要必要的。兔腸道淋巴組織由派伊爾氏淋巴集結(jié)，圓囊（在回盲腸連接處的集合淋巴小結(jié)）和闌尾構(gòu)成。Waksman氏等敘述了淋巴細(xì)胞組織中形態(tài)和機(jī)能不同的三個部分：圓體（Dome）含有原始和成熟的B淋巴細(xì)胞；冠（Corona）含有小淋巴細(xì)胞胸腺依賴區(qū)含有后毛細(xì)菌小靜脈、濾泡。他認(rèn)為圓體可能相當(dāng)于囊淋巴器官，能產(chǎn)生B淋巴細(xì)胞。濾泡是一種非特異性的B細(xì)胞大量增殖（擴(kuò)大）的器官。集合淋巴小結(jié)、圓囊和闌尾都含有T細(xì)胞，T細(xì)胞經(jīng)過后毛細(xì)胞管靜脈到達(dá)闌尾。集合淋巴結(jié)和闌尾內(nèi)還同時存在著B細(xì)胞，但沒有抗體形成細(xì)胞。這種界線分明的T、B淋巴細(xì)胞系統(tǒng)及B細(xì)胞迅速地增殖和遷移（腸道淋巴器官中，B細(xì)胞參加免疫反應(yīng)，但不長久停留）可能使腸道局部缺乏免疫反應(yīng)。集合淋巴小結(jié)是產(chǎn)生IgA細(xì)胞的重要來源。兔的IgA大量存在于腸粘膜和初乳中，這種分泌型抗體的合成是在腸、乳房和支氣管腺體間質(zhì)的漿細(xì)胞以及脾和淋巴結(jié)中。兔的反應(yīng)素抗體相當(dāng)于人的IgE。兔的IgM能增強(qiáng)反應(yīng)素的形成，而IgG能抑制反應(yīng)素抗體的生成。兔被用來作過敏反應(yīng)的研究。IgG和IgE引起的過敏反應(yīng)，臨床癥狀相似，機(jī)理都是抗原-抗體結(jié)合和血小板-白細(xì)胞凝集形成沉淀物，釋放藥理活性物質(zhì)（組織胺和5-羥色胺）進(jìn)入肺循環(huán)，在右心的出道中產(chǎn)生一種機(jī)械和藥理的聯(lián)合作用，導(dǎo)致循環(huán)性虛脫。IgG誘發(fā)血小板或嗜堿性的細(xì)胞釋放影響血管的胺要依賴補(bǔ)體的作用，而IgE誘發(fā)釋放的胺不依賴補(bǔ)體。 四、豚鼠 豚鼠中已確定的免疫球蛋白有：IgG(IgG1、IgG2)、IgA和IgE。IgG1是變態(tài)反應(yīng)的媒介，IgG2與小鼠的IgG1和IgG2相似，在抗原一抗體作用中起結(jié)合補(bǔ)體的作用。豚鼠除作為補(bǔ)體的來源外，已廣泛用于免疫的發(fā)生和遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的研究。近新繁殖的豚鼠2系和13系常被用于免疫學(xué)研究。這兩個品系對特異性抗原產(chǎn)生的免疫反應(yīng)有顯著不同。例如，當(dāng)給豚鼠2系和13系注射含有相同抗原的福氏（Freund）完全佐劑時，豚鼠2系（和一些Hartley系豚鼠）表現(xiàn)明顯的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，對DNP-PLL（二硝基苯－多－L－溶解素）產(chǎn)生高濃度的抗體，而豚鼠13系不出現(xiàn)免疫學(xué)反應(yīng)。另一方面，豚鼠13系和Hartley系豚鼠對聯(lián)胺嗪（Hydralazine）都能產(chǎn)生抗體和遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。豚鼠2系僅呈現(xiàn)弱反應(yīng)或無反應(yīng)。 豚鼠的皮膚已被用已結(jié)核菌素的皮內(nèi)試驗和接觸過敏物質(zhì)的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的研究。豚鼠和人的結(jié)核菌素反應(yīng)差別是有無細(xì)胞浸潤，另外豚鼠的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)在24-48小時達(dá)到高峰，人在48-96小時達(dá)到高峰；人和豚鼠接觸敏感的化學(xué)物質(zhì)引起的變態(tài)反應(yīng)，細(xì)胞反應(yīng)非常相似，而對皮內(nèi)接種抗原的反應(yīng)卻有明顯的不同，豚鼠比人有更多的白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞對抗原起反應(yīng)。當(dāng)進(jìn)行免疫學(xué)研究選擇豚鼠時，應(yīng)特別注意機(jī)體本身的因素，如：年齡、體重、飲食和遺傳因素。Baer氏等認(rèn)為2-3月齡或體重為350～400克的豚鼠作遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)最合適。豚鼠13系對結(jié)核菌素型變態(tài)反應(yīng)比豚鼠2系敏感。相反，豚鼠2系對接觸性過敏反應(yīng)比豚鼠13系敏感。Hartley系豚鼠對結(jié)核菌素型變態(tài)反應(yīng)和接觸反應(yīng)皆敏感。這些現(xiàn)象說明抗體發(fā)生遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的能力同樣也處于基因的控制之下。 最近，一些學(xué)者以豚鼠作為研究過敏或速發(fā)型過敏反應(yīng)的實驗?zāi)Ｐ�。在全身變態(tài)反應(yīng)中，肺是休克器官，肥大細(xì)胞是靶細(xì)胞，組織胺是主要的藥理價質(zhì)。在豚鼠在兩種類型的變態(tài)反應(yīng)抗體，即IgG1和IgG2。Recently Arko報導(dǎo)，在進(jìn)行淋病研究中使用的實驗動物，豚鼠是最令人滿意的免疫學(xué)模型。豚鼠象人一樣具有延長和限制遲發(fā)型真皮變態(tài)反應(yīng)顯現(xiàn)的能力，這種現(xiàn)象常作為腫瘤免疫的指標(biāo)之一。 五、倉鼠 Coe氏等研究了Syrian倉鼠的免疫反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)有電泳快的（IgG1）和慢的（IgG2）兩種TS亞類免疫球蛋白。當(dāng)以雞蛋白鹽水作為抗原，接種倉鼠，倉鼠產(chǎn)生IgG1；若將雞蛋白與福氏佐劑一起接種倉鼠，則能產(chǎn)生IgG1和IgG2。倉鼠的IgG1能誘發(fā)PCA反應(yīng)，不能產(chǎn)生全身過敏反應(yīng)。Coe氏等認(rèn)為這可能是由倉鼠在變態(tài)反應(yīng)中缺乏必要的影響血管的胺的緣故。倉鼠的IgG2能固定補(bǔ)體，并在豚鼠中誘發(fā)PCA反應(yīng)，IgG1不能固定補(bǔ)體。 六、小鼠 小鼠的免疫球蛋白有IgM、IgA、IgE、IgG1、IgG2a和IgG2b。近交系小鼠對不同抗原的免疫反應(yīng)是在常染色體的遺傳控制之下，這種常染色體上有支配免疫反應(yīng)的基因（Ir），基因連接在主要組織相容位點（H-2）上�；騃r好象同T細(xì)胞的機(jī)能有關(guān)系，與B細(xì)胞的關(guān)系不大。小鼠雖然能產(chǎn)生遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，但很少見到典型的表皮反應(yīng)，也不象其他動物那樣有規(guī)律。小鼠能被誘發(fā)產(chǎn)生速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，它的全身性過敏反應(yīng)的特點是循環(huán)不暢，循環(huán)性虛脫，常在幾小時甚至10到20分鐘死亡。在體外過敏反應(yīng)實驗中，只有小鼠子宮能用來作Schultz-Bale反應(yīng)。小鼠的IgG和IgE能使皮膚致敏，引起被動真皮過敏反應(yīng)。誘發(fā)小鼠的Arthus反應(yīng)比較困難，既使發(fā)生，與其他實驗動物（如兔）相比也不那么激烈。小鼠不象大鼠和豚鼠那樣，以福氏完全佐劑接種不小鼠的脊髓或腦內(nèi)很難誘發(fā)實驗性變態(tài)反應(yīng)腦脊髓炎（EAE），用主要組織相容性綜合體不能控制小鼠對實驗性變態(tài)反應(yīng)腦脊髓炎的感受性。 七、大鼠 在大鼠中，連接在主要組織相容綜合體（H）上的免疫反應(yīng)基因（Ir）控制著對GT（L-谷氨酸和L-酪氨酸）和GA（L-谷氨酰胺和L-氨基丙酸）的免疫反應(yīng)，豚鼠與其相似。大鼠和豚鼠的免疫反應(yīng)基因lr控制著體液抗體反應(yīng)和細(xì)胞免疫。已經(jīng)證明，大鼠對綿羊細(xì)胞（SRBC）和牛r球蛋白（BGG）的免疫反應(yīng)有品系的差異。大鼠有反應(yīng)素抗體IgE，蠕蟲感染常能誘發(fā)大量的IgE抗體，它們存在于血液循環(huán)之中。常規(guī)的免疫法只能使大鼠產(chǎn)生少量反應(yīng)素，在體內(nèi)存在的時間較短。有些品系大鼠，如Hooded Lister和Spragus-Dawley，能產(chǎn)生較多的IgE，再次注射抗原，IgE也隨之上升。百日咳菌免疫大鼠主要產(chǎn)生IgE，如在此抗原中加入福氏完全佐劑，免疫大鼠則產(chǎn)生IgGa。 八、豬 已經(jīng)知道豬有三種免疫球蛋白，即IgG（IgG1和IgG2）、IgM和IgA。豬初乳中的免疫球蛋白主要是IgG（其中IgG1為主），其次是IgA。泌乳2-3天后，乳中IgG和IgM迅速下降，但I(xiàn)gA的量仍保持相對穩(wěn)定。豬的IgA同人的IgA有交叉反應(yīng)。IgA有單體和存在于分泌中的雙體兩種，它們分別為7s和10s。腸道固有層中包含著多量分泌IgA的漿細(xì)胞。 九、反應(yīng)動物（牛、綿羊、山羊） 反芻動物已經(jīng)確定的免疫球蛋白有IgG（IgG1和IgG2）、IgA、IgM和類似IgE。同其它動物一樣，IgG是主要的免疫球蛋白，IgG1能固定補(bǔ)體（IgG2不能），并能選擇性從血清到乳汁中去，所以初乳和常乳中IgG1是主要的免疫球蛋白（75%），而IgA和IgM僅占初乳抗體的20%。這些初乳中的免疫球蛋白對于幼畜的存活是非常重要的，它們能協(xié)助胃腸道預(yù)防感染。Silverstein氏等研究了羊免疫反應(yīng)的個體發(fā)生，發(fā)現(xiàn)不同日齡的胎兒對抗原的反應(yīng)有顯著差別。41天的胎兒對細(xì)菌噬菌體×174能產(chǎn)生抗體，56天的胎兒對鐵蛋白能產(chǎn)生抗體，80天的胎兒對血清蛋白能產(chǎn)生抗體，120天的抬兒對卯清蛋白能產(chǎn)生抗體。胎兒對卡價苗、傷寒沙門氏菌或白喉桿菌病毒沒有反應(yīng)，羊胎兒對抗原同樣會產(chǎn)生典型的初次抗體反應(yīng)。 人類自身免疫性疾病的動物模型 圖片 |
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