ELISPOT技术的应用与展望
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ELISPOT技术的独特优点已经让它在抗原特异性T细胞免疫学研究上独占鳌头。它是当今唯一能够检测到到百万分之一阳性细胞率的检测技术。如此高的灵敏 度就连流式细胞技术(细胞内细胞因子染色)和tetramer技术也望尘莫及(Letsch A et. al., 2003)。此外由于淋巴细胞的冻存复苏问题也得到了完美的解决,经过冻存复苏的细胞并不丧失免疫功能(Maecker HT et. al., 2005;Kvarnstrom M et. al., 2004)。这一点对临床试验非常重要,它使科研人员得以并行分析免疫治疗前、后的病人血样。如果试验牵涉全国乃至全球多个临床试验机构,病人血样可冻 存、运输到到核心实验室仪器检测。同理,一个实验样品或标准对照品可分装冻存,运输到不同的实验室检测,以资比较。

所以,ELISPOT技术的应用在国外已经完全普及。凡是需要进行免疫学检测的地方机会都可以应用该项技术。粗略的划分可以分为以下几类:

1、疫苗研究开发

ELISPOT检测已经成为评价疫苗细胞免疫反应最有效的指标(Harrop R et. al., 2004)。我们知道,疫苗的保护效果可以分为两部分:体液免疫保护和细胞免疫保护。有效的疫苗不仅能够激发强烈的体液免疫,也能激发有效的细胞免疫 (Holmgren J et. al., 1992b)。对于某些持续性感染的疾病,疫苗的细胞免疫保护效果甚至居于主要地位。最著名的例子是艾滋病疫苗开发(Lee FK et. al., 1989;Stratov I et. al., 2004)。由于艾滋病毒的超级突变能力,体液免疫往往会被病毒轻易逃避,体内真正控制病毒复制的因素是细胞免疫反应,即清除受感染的CD4+细胞 (Vahlne A et. al., 1991;Maecker HT et. al., 2003)。除了预防性的疫苗开发之外,治疗性疫苗也是目前疫苗开发的重要组成部分。治疗疫苗的主要功能在于重新激发起人体内被抑制的针对病源细胞免疫反 应。目前的治疗仪表包括乙肝疫苗、黑色素瘤疫苗(Zarour HM et. al., 2003)、肝癌疫苗(Chi KH et. al., 2005)、自身免疫疫苗等等。

2、临床指导

许多疾病的发生、发展都是与人体的免疫系统异常相关联的。比如各种自身免疫疾病:I-型糖尿病(Karlsson Faresjo MG et. al., 2005),多发硬化症(Moldovan IR et. al., 2005)、系统性红斑狼疮(Kalsi JK et. al., 2004)、牛皮癣/银屑病(Sigmundsdottir H t. al., 1997)、结核病(Restrepo BI 2004)、自身免疫性心肌炎(Maier R et. al., 2005)、自身免疫性感音性耳聋(Solares CA et. al., 2005)、风湿性关节炎(Klatt T et. al., 2005)、.视神经脊髓炎(Correale J et. al., 2004)等等。在这些疾病的诊断、病因查找中,ELISPOT检测可以提供非常重要的信息,甚至成为最终指标。比如在I-型糖尿病的诊断 中,ELISPOT可以提供最终的判定依据(Meierhoff G et. al., 2002)。而对有糖尿病史的家族,做ELISPOT检测,甚至可以在疾病发作之前5-10年作出预测(Karlsson Faresjo MG et. al., 2005;Seissler J et. al., 2001)。这对于指导病人的日常生活,提高治疗效果有着重要的现实意义。

ELISPOT除了直接用于临床诊断,还可以对于治疗和用药提供重要的参考信息。比如对于器官移植者,用ELISPOT监视患者体内的免疫排斥反应,可以 有针对性的用药,避免盲目的使用免疫抑制剂(Tung TH et. al., 2005)。这对于增加移植手术的成功率,延长移植器官的存活率,提高病人的生活质量意义重大(van Besouw NM et. al., 2005;Tambur AR et. al., 2005)。类似的ELISPOT免疫监视也见于基因治疗的病人(Whiteside TL et. al., 2003)。再比如对于乙肝病人,如果用ELISPOT检测观者所处的免疫阶段(急性期、平稳期、耐受期、恢复期),有针对的用药,同时评估各种药物对于 观者的治疗效果,远优于盲目治疗(Fan ZP et. al., 2004;Lohr HF et. al., 1998)。

3、基础研究

ELISPOT技术本来就是在基础研究中创立和发展起来的。生物学和医学的基础研究日新月异,ELISPOT有不可磨灭的功勋。但也正是由于基础研究的发 展快,ELISPOT的应用广,所以才难于分门别类。客观地说,在一切免疫学研究的前沿领域,ELISPOT都是最有力的研究工具之一。比如研究人体的免 疫系统功能,研究Th0/Th1/Th2细胞转换分析(Ott PA et. al., 2005),研究机体的过敏机制(Bordignon V et. al., 2005;Chapoval SP et. al., 2002),研究癌症的免疫机制(Andersen MH et. al., 2005;Alix-Panabieres C et. al., 2005),研究和筛选有效的T细胞表位肽(Anthony DD et. al., 2003)等等等等,可谓名目繁多,不一而足。ELISPOT技术在基础研究方面所受的限制不在于技术本身,而在于我们的想象能力与创新思维。

展望未来的ELISPOT技术,会在技术进步本身和应用领域扩展两个方面都有长足的发展。就技术本身来说,更好的底板材料,无血清检测技术,双因子检测, 多因子荧光检测,都会逐渐成熟起来。ELISPOT应用领域的拓展可以从每年发表文献的数量变化上反映出来。图显示了美国国立卫生院生物信息中心论文数据 库(NCBI PubMed)收录的自ELISPOT创立以来年度论文的数目。该图反映了ELISPOT技术经历起起伏伏,终于发扬光大,成为免疫学主流检测技术的历 程。

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