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心理神经免疫学研究
摘要心理神经免疫学(Psychoneuroimmunology)是一门探索人类心身健康奥秘的新型边缘学科。它研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。免疫系统和神经系统之间是否真正存在联系一直有争论,我们实验室围绕高级神经活动对免疫系统的作用开展了研究。工作包括:条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激与免疫、心理行为干预与癌症等。这些工作不仅证实了心理调控,比如信号刺激、情绪和意念想象等,确实可以影响免疫系统的功能,而且对有关机制进行了探讨。
关键词心理神经免疫学,条件反射性免疫,情绪应激,心理行为干预。
分类号B845
有人统计,人类疾病有2/3与心理刺激、生活境遇有关,其中心身疾病占1/3。实际上,心理因素可以影响生理因素的观点是各国文化群体都普遍认可的。也就是说,精神和躯体之间是互相联系的。然而心理因素如何影响健康和疾病却一直是个谜。随着科学的发展,一门新兴交叉型边缘学科,心理神经免疫学(Psychoneuro- immunology)诞生了。它融合了心理学、生物化学、免疫学、行为学、解剖学、分子生物学和临床医学等多种学科,研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。这些研究对认识精神活动在健康和疾病中的作用打开了科学之窗。人们看到了免疫系统,这一保护机体免受传染病和肿瘤侵袭的防御系统,是精神和躯体之间的桥梁[1,2]。但是,尽管已经有很多研究表明神经系统可以影响免疫系统,依然有不少生理学家认为免疫系统是独立的自我调节系统。实际上这涉及一个由来已久的争议问题,即心身分离还是心身交互作用的问题。本文的目的就是依据我们自己的工作,阐明心理行为因素在调节免疫功能中的作用及其相应的机制。这些工作包括了条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激的免疫效应、心理行为干预与癌症等。
1心理神经免疫调节的研究
条件反射性免疫抑制和增强
条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来,这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中,一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液,比如糖精水,被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS),而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS),二者配对呈现。随后再次给与条件刺激,则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象,而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用,是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在,而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高,从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质,我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式,并在不同时程呈现条件刺激,观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系,发现两者的表现方式和表现程度并不同步,条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时,也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用,并且随着强化水平的增加,条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用,而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程,中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息,该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联,CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。
利用联想学习原理,条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说,条件刺激可以产生免疫抑制效应,也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同,CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次,我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激,糖精水作为条件刺激,经过一次配对,在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时,诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低,但从统计学上看,条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应,再次分别用糖精水和电针作为条件刺激,进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应,对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。
在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9],不同于先前工作的是,再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段,而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时,条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明,抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<甚至的水平。
我们还发现,条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高,20、25天左右达到峰值,以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能,而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用,建立了稳定可靠的CIE模型。
从临床角度出发,条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力,增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性,寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的,从新异性的角度考虑,糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激,考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差,选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置,因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。
在本研究中,先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔,再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10,17,24和31天经尾静脉取血,检测抗体值。结果发现,不管是2伏特还是4伏特的电针,均能显著提高抗体浓度,在第10和第17天时最为明显。研究还发现,甚至在麻醉状态下,电针和卵清白蛋白也可以实现配对,也就是说,在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实,仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对,再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且,电针被用作为一个有效的条件刺激物,将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。
条件反射性免疫调节的神经机制
条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质,这种转换必然发生在脑内,因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据,但脑内究竟发生了什么并不清楚,条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化,探讨脑内中枢整合机理,找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。
C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态,但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应,可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术,我们发现,再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干,边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式,再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明,条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。
但是必须指出的是,在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中,所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实,以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变,而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的,因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制,排除刺激引起的非特异性相关。
目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系,该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关,实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药,考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的,但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体,条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成,则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程,但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。
2情绪应激与免疫
除条件反射性免疫的研究外,应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明,应激可以导致免疫功能改变。但是,相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分,但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响,研究采用两种情绪应激的动物模型:一种是传统的,以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的,用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。
在传统的电击信号刺激模式中[16],动物分成4组:电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日,共6日的足电击,其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外,在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上, 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低,而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。
在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17],动物先进行一周2次/日的定时饮水训练,然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组:分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会,而另一次则给予一只空的饮水瓶,持续14天,以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会,但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变,即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是,缺水导致的生理应激只能诱发探究行为,升高皮质酮水平,降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为,不影响抗体水平和脾脏指数,也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。
上述两种模式的研究结果都证明,情绪应激对免疫功能产生了抑制效应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关,而与皮质酮水平无关,提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。
为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ,我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴,外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现,对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是,非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用,表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上,进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。
尽管以往大多数研究者认为,应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放,从而导致免疫功能下降。换句话说,免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型,发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。
3心理行为干预与癌症
正如上述研究发现的,心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道,癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体,但研究结果并不一致[23]。为此,我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者,根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况,她们被随机而匹配地分成两个组:一组接受为期一个月的心理行为干预,另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松,然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上,初升的太阳照在脸上,海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞,被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后,分别采取病人的唾液和血液,测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明,心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。
第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的,依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外,其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG,IgM,IgA)等。结果发现,干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高,其中NK细胞活性显著提高[25],生活质量也都得到明显的改善,治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者,不论是放疗患者还是化疗患者,干预组的生活质量评分,包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分,包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且,通过行为干预,患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症,摒弃原先的逃避心理,从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量,增加正性情感[31]。这些结果反复证明了,NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感,心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高, 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。
4结语
中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程,比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病,也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入,在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。
致谢:作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手,他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。
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1、γδT细胞亚群在肿瘤免疫及炎症中的作用2、两种海洋寡糖对S180荷瘤小鼠抗肿瘤及免疫调节作用的研究3、衰变加速因子及其所在膜微区在T淋巴细胞信号传递中的作用4、暴露N端对趋化因子LTN黏膜佐剂作用的影响5、羊驼抗H5N1血凝素重链可变区-人IgGFc段嵌合抗体的制备和鉴定6、系统性红斑狼疮外周血Dicer和Ago2的表达7、CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞与LSCC发病的相关研究8、Graves病患者外周血OX40和OX40L分子表达的研究9、无症状HBV携带者外周血CD4+TCR Vβ基因亚家族克隆化特征的研究10、组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA对小鼠淋巴细胞增殖和凋亡的影响
免疫一词早期是免除和预防疫病(传染病)的意思。在此前的中医药学中并没有“免疫”这一名称,但在中医药学中却包涵了许多可以预防、治疗免疫性疾病。早在《黄帝内经·四气调神大论》中即有:“是故圣人不治已病治未病,不治已乱治未乱”的论述,实开创了世界防病医学的先河。我国古代东晋时期葛洪(公元284—364)在《肘后备急方》中记载了用狂犬脑敷治狂犬病的方法。葛洪对狂犬病的防治措施,可以称得上是世界免疫学的先驱者。至明代时期,已经广泛采用了人痘接种法——“鼻苗法”来预防天花。这是世界上最早使用的人工免疫的治疗方法。现代医学对免疫这一词有了更深的认识,免疫指的是机体对抗原的识别和应答。人体免疫系统需要识别、处理体内的自身抗原和外来的非已抗原,维护机体的生理平衡。如今抗原不仅指微生物,还包括了植物蛋白、自身抗原、肿瘤抗原、合成和半合成的抗原等等。它们都能引起机体特异性的免疫应答。免疫系统由免疫器官、免疫细胞、免疫分子组成。机体免疫稳定功能包括抗感染的免疫防御,稳定内环境的免疫稳定,抗肿瘤的免疫监视,如果免疫稳定功能发生异常,将造成生理功能的紊乱,引起过高或过低的免疫反应,导致各种免疫性疾病的发生。中医认为免疫疾病的发生和发展主要与先天禀赋不足、外感六淫之邪、营卫气血失调、腑脏功能紊乱、痰浊瘀血内生等因素有密切相关。外感六淫之邪是疾病的外在原因,先天禀赋不足、营卫气血失调、腑脏功能紊乱等是内在原因。中医认为肾为先天之本,因而强调肾具有调整和维持免疫平衡及其稳定的重要作用。肾对免疫的调节作用不仅表现在整体方面的调节,同时与细胞内的调节也有关。肾脏的亏虚,会出现内分泌的紊乱。如甲状腺功能亢进症是肾阴虚的表现,甲状腺功能减退症是肾阳虚的表现。中医认为脾是后天之本。脾脏是人体最大的腺器官,也是免疫细胞的主要寄居场所。脾脏的亏虚,其细胞免疫和体液免疫功能均比正常人低下。红斑狼疮、干燥综合症等许多免疫疾病,都是脾胃虚损,津液不足所致。中医认为肾、脾与红细胞生成和红细胞免疫功能关系密切,骨髓的造血功能主要来自肾、脾,“肾藏精、生髓、主骨”, 脾“中焦受气取汁,变化而赤是谓血”。脾胃运化水谷精微,必须在肾阳推动作用下,才能化生气血。中医运用益气活血药来提高红细胞补体受体的活性,从而提高红细胞粘附免疫复合物功能,发挥红细胞免疫作用。 对治疗过敏性红细胞减少症有良好的疗效。因而中医免疫学认为肾、脾、肺对白细胞免疫系统和红细胞免疫系统都有发挥调节作用。
额,兄弟。不是我不给你,我也不知道,求人写的。刚刚查了一下,好像少好多。我已经毕业4年了,论文也交4年了。这些不知道够不够。。。。。也没段落了,你自己分一下吧!名字好像叫什么中医的哲学什么什么的中医的哲学方法论我们用简单的话说就是中医用自己的哲学观念认识疾病,治疗疾病的方法,就是中医的哲学方法论。西医用它自己的哲学观念来认识疾病,治疗疾病的方法,是西医的哲学方法论。中医的哲学方法论集中体现了中医的智慧;西医哲学方法论同样体现了西方人的智慧。今天我讲中医和西医两家的哲学方法论,目的是使大家明白这两个医的核心思想,它们各自有各自认识疾病的方法和治疗疾病的方法。你学医时可以相互借鉴,可以有选择地融合,提高自己的学业。不是学医的朋友,你对两个医有相当深度的了解,对你选择健康也是很有意义的。 西方医学的世界观是什么?医学的世界是生命世界。西医是怎样认识生命世界和改造世界的?这就是西医的世界观。认识生命的方法和改造生命的方法就是哲学方法论。西医怎样认识生命?西医从微观世界中去认识生命。这可能要上溯到两千年以前,西方人的祖先在牧畜生活中,从解剖畜牲开始,在人体的解剖中认识生命,改造生命。西医在数百年以前就从解剖人体认识人的生命改造人的生命。这就是西医的解剖学与外科技术的渊源。西方进入工业社会,显微技术出现,西医借助显微镜进入了人体的微观世界,从器官组织的分割到细胞与组成细胞的更细的物质。为了进入人体生命的微观世界,必然用分割的方法。在人体生命微观世界中的物质量变,直接表现看生命的常态与变态。也就是有没有疾病,疾病的进退变化。西医在发展的道路上,走到人体生命微观世界,发现了物质的量变与人体生命疾病的有无进退,西医走向了成熟。因为西医在认识生命、改造生命的世界里,形成了完整的哲学方法。 在微观世界中对生命的物质量变取得的认识,建立了一套认识疾病的物质量化标准。同时为西医的对抗方法提供了疾病的“靶的”。如血糖、血脂、蛋白、抗原体等等,都是为对抗方法提供的根据,尤其对致病菌与病毒,区分的非常精细。到今天我们可以说西医已形成一个完整的哲学方法论:对抗哲学。用分割的方法认识生命中的量变、认识疾病,用对抗的方法改造生命。这就是西医的哲学方法论。就是西医认识世界,改造世界的观念。我们必须承认,这是西医对人类的贡献。如果没有西医开拓生命微观世界这条路,到现在人类还处于生命微观世界中的盲者。 西医有没有不足之处呢?西医和中医一样都有不足之处,而且西医的不足之处是不可避免的,或者说是必然的。西医的不足之处是什么呢?药源性疾病、医源性疾病与功能性疾病治疗无力。这为什么说是必然的呢?因为哲学方法论是在微观世界中去认识生命,所以必然要用分割的方法;看到的是物质的量变,物质量的变化只能为对抗方法提供靶的。至于生命过程,如人体的功能运动,人体的生存本能系统的活动,并不在微观世界,而在生命的宏观世界中。在微观世界中认识生命、改造生命的西医看不到生命的功能性运动与生存本能系统的活动。西医改造生命的对抗方法是以物质的量变为靶的,无法了解到物质的量变是人体功能改变的结果。这是对人体功能性在认识上的不足,当然在治疗上只能是局限在与物质量变的对抗中。 药源性疾病的不可避免,与医源性疾病的不可避免都源出于对抗疾病的微观认识与对抗治疗理念。比如;高血压降压,高血脂降脂、高血糖降糖。。。这种对抗治疗,即使把物质量变降低到正常值,然而病仍不会痊愈。这是为什么呢?血中葡萄糖浓度增高,血中脂肪浓度增高。。。等等物质的量变增高并不是疾病本身,导致这些变化的功能性活动的改变才是疾病的本质。但微观世界中只能看到物质的量变,看不到功能活动疾病本质。而且,西医的分割方法,不是简单地用刀来解剖,而且用生物化学的分解方法来打开生命微观世界的。要改造这个有病的生命世界,也只能用化学的方法合成对抗的物质,改变物质量度。结果是病不能治愈,年复一年吃化学药。越吃药病越多,吃药也越多,药害日深,肝肾损害不可避免。诸如此类的化学药,能不吃吗?除非有病不治,只要治,化学药不能拒绝。这是药源性疾病不可避免的原因。仍以心脑血管疾病为例,心脑血管“搭桥”、“支架”这类手术,在有些人心中,认为是高科技的救命手术。其实并非如此,心脑血管病不是卒然而来的,是从高血脂、高血压、血管脂肪性硬化而来。这期间有很长一段吃化学药的过程。心脑血管病完全可以用传统医学治愈的。“搭桥”术留下一个大创伤;“介入”法要长期吃化学药加抗排异的药。病人体质要大折扣了。至于其他的器质性病变的切除治疗,特别是扁桃体炎用切除,胆囊炎、或结石用切除,脾用切除~~~~造成医源性伤害。这一切都是西医的不足之处。 中医不可能进入生命的微观世界。中医是怎样治病的呢?有人说:中医是经验医学。这话有人反对。说两千年前中医开始从经验医学走进了生命科学,到东汉张仲景“伤寒杂病论”问世,中医在生命科学的理念与方法已趋向成熟。伤寒论中用汗、下、清、利小便,破瘀血等法来治疗外源性疾病,明显是顺势利导的排异法。这表明张仲景已经认识了生命运动过程中的生存本能系统,并利用本能系统祛除疾病,保护生命。伤寒论对内源性疾病以扶正的方法起死回生。这表明张仲景对生命的自主性运动系统的调节功能的认识和利用。这是中医由经验医学上升到生命科学的高端,我想这不仅在当时(东汉),即使在21世纪在医学领域也是超前的成就。可惜,近两千年来,竟无人对这个伟大的发明加以诠释! 中医的哲学理念是和谐哲学观,用整合的方法在宏观生命世界认识生命,保护生命。在东汉便已形成这个哲学方法论。这与西医的对抗哲学,分割方法,在微观世界中认识生命、改造生命、完全是对立存在的。中医对生命的认识是“阴阳合德”、“阴阳互根”,“阴阳离决”。西医对生命的解释是:“高分子核酸蛋白体和其他物质组成的生物体所具有的特有现象。能利用外界的物质形成自己的身体和繁殖后代,按照遗传的特点生长,发育,运动,在环境变化时,常表现出适应环境的能力。”西医这个对生命的认识是在上世纪发现核酸蛋白体以后才有的。距中医的“阴阳合德”、“阴阳互根”晚了两千多年。这个生命观同样表现出,一个在宏观的认识,一个在微观中的认识。这两个认识在很大程度相同。都认识到生命是功能和物质组成,都认识到生命的生存本能。不同的是中医早了两千四五百年,两千年前已经把生存本能用在临床中形成系统。这就是我对中国传统的和西方现代的两类医学的认识。 中医西医各有所长,各有所短。不可以已之所长,攻人所短;应知己之不足,学人之长。近几年我听人说过:中医和西医都是对立的理念,根本不可能结合。提出中西医结合已经四五十年,没有看见什么结合的成果。对这个问题我有不同的看法。对立与统一是普遍法则。对立的事物都是统一的。越是对立的,就越容易统一。阴与阳是统一的,生与死、水与火……都是统一的。比如:有生没有死,或有死没有生,行吗?只要不统一,便什么也没有。中医的和谐,最需要与对抗统一,整合与分割统一,宏观与微观统一。所谓统一,不是混合,是两个观念的属性统一,规律统一,这是要深思的。我说两个具体的病例来看宏观与微观。和谐与对抗、整合与分割统一出现的成果。我具体向大家讲几句。 在宏观生命世界中我们认识到人体的功能与生存本能。我从生活中具体的事情说更明白些。如:有人四五十岁,脉象弦而细,口干无津,有苦味,大便二三日一次,排除艰难。身体汗难出,皮肤甲错,心烦易怒,神疲体倦,体重日减……从宏观上我们看出这个人分泌系统、代谢系统、循环系统都发生了不同的障爱。我们如果把视野深入人体微观世界看一看癌胚抗原的指标。如果其人癌胚胎抗原指标很高,更进一步检测其肿瘤。这对发现肿瘤,治疗肿瘤便捷简单高效低成本。 在这个例子中,我要说明宏观与微观,分割与整合、和谐与对抗的统一。大家知道,我所说的宏观是体征,舌象,脉象,大便,小便,精神,疲劳、心烦、肌肤……但我对这些体征表现的东西是用西医生理功能解释的。西医的生理功能是从实验中得到的微观信息。所以这也是微观的东西。这不是宏观与微观在认识上的统一吗!宏观世界由整合而来的,微观世界由分割而来的,宏观与微观统一,分割与整合自在其中了。至于癌胚抗原的检测、肿物的检测都属于微观理念。但根据上面宏观与微观统一认识制定的“利导排异法”,治疗身体内外的各类肿物是成功的。这种治法是人体本能系统排除体内异物的顺势利导。顺势利导就是顺其自然的趋势,给以有利的引导。这种治法是整合的,宏观的,和谐的,一个本能系统其中被表现出中西医哲学方法论的统一。 体内癌细胞是怎么样排出来的,肿物又是怎么样被排出来的呢?在血液中的异物,在循环过程中,由外分泌腺,分泌到胃、肠道、泌尿系统、汗腺…….排出体外。比如:分泌、分解、泌出、代谢,在这个过程中日复一日消化,直至消失。我向大家说明:这是假说,今后我会用微观的生化实验来证明这个过程的。今天我们可以用宏观的病理逻辑来说明这个过程。 比如:每一例肿瘤病。包括息肉、囊肿、肌瘤,脂肪瘤……,对本能系统来说,没有治法的区别,一律是“利导排异法”。其结果都一样:日复一日地消化直至消失。这个事实怎么解释?凡是存在的东西都是有理的。这个事实的道理是什么?我的解释是:一个本能排异系统的存在。排异系统应该是内分泌系统根据生命需要而分泌种种生化酶。生化酶在循环中无所不至,肿物在生化酶的作用下渐渐分解,再由循环经分泌腺泌出于代谢系统。如果不是这个过程怎么会不分肿物生长的部位,又不分肿物的质与量,都是用一样的方剂,都是同一的效果:排出体外而痊愈。肿瘤的质量不论,生长部位不论,在同一排异方剂治疗而同愈,这是足以证明排异本能系统与排异过程的实在性。支持排异系统排异过程还有排除肿瘤所产生的系统效应。肿瘤患者如肌肤甲错,或斑块、斑点、丘疹之类在排异中逐渐消失,肌肤变得白净细嫩、润泽,这不表明这个人的代谢、分泌功能的提升吗?再如肿瘤患者在口干咽苦、百窍干燥、便秘失眠、身体无汗、男子阳痿,女子阴冷……在排异治疗中,以上这些症状先后消失,我们看到的这些症状消失了,知道这是系统的效应。内分泌,外分泌一个分泌系统,一个循环系统,一个代谢系统,是三个系统在共生性本能调节下,组成了一个排异本能系统。排出了体内异物。 我说这个病例的用意是说明宏观生命世界与微观生命世界的统一,整合理念与分割理念的统一,和谐与对抗的统一,必然会发生认识上的发展和临床疗效的升华。希望大家在肿瘤排异的病例中领悟到中西医在哲学方法论上的统一,这将是医学模式上的改变。 我再举糖尿病,心脑血管病为例,进一步说明,中医的整合、宏观和谐理念与西医的对抗、分割、微观理念的统一、在临床上发生的重大突破。 我们常常见到:糖尿病患者在并发高血脂。高血压、冠心病、早博、房颤、心绞痛、脂肪肝、前列腺肥大、间歇性跛行、大便秘、失眠、口腔溃疡不愈、风湿性关节炎,眼底出血……这个病例怎么治?先治糖尿病呢?还是先治高血压冠心病?内分泌科,心血管科,眼科,泌尿科……起码这个病人要走五六个科室。各科给各科的药吃。这个治法有多大合理性我们不谈。这只是一个分割理念下的现象。如果找中医治,这我就说不清楚了。因为中医可以说没有一个临床治病的统一标准,中医各有见仁见智的方法。这是中医的历史悠久,自由发展,流派众多,各逞一说,承传任意,造成这种局面。根据目前流行的中医的治法,可能是“调理调理”。这个“调理调理”是什么意思?怎样的治法?说到这里,我就更说不清楚了。不知,不敢妄言。 对这病,在中医和谐理念与对抗理念,整合与分割、宏观与微观统一的本能系统医疗体系来看,再复杂的症状经过整合便很简单了。心脑血管病是血管脂肪性粥样硬化造成的大管血管病,肢疼肢麻跛行是周围血管病,脂肪肝,前列腺肥大,眼底出血都是脂肪血造成的血管病。而高脂肪血是生化代谢程序中分泌紊乱而造成代谢障碍。糖尿病与高血脂是同根同源的疾病。溃疡不愈,风湿,类风湿之类免疫缺陷性病同样是生化、代谢紊乱,造成免疫地下。一群复杂的病症整合起来只是一个分泌代谢系统波及到免疫,植物神经、周围神经系统而发生的症状。无论症状如何复杂,在系统思想整合中看到的不是各自不同的症状,而是系统的病理变化,当然在治疗方面,也不是与每个症状的对抗了,如高血压降压、高血糖降糖、高血脂降脂……把一个病分割成许多个的靶来打。而是以“自主调节法”使一个生化程序恢复其原有的正常程序,其结果是:在糖尿病痊愈的过程中,所有的并发性疾病全部消失了。这种情况姑且名为“系统效应” 我讲的这两个病例,是整合起来的两个系统的病。一个是排异性本能系统,一个是本能调节系统。所以这几个内源性功能性疾病,近百年以来,一直是人类的恶敌,传统医学中没有成功的临床记载,现代医学中至今指为终身病。中外很多学者仍在探索这几个病的治法而至今没结果。为什么寻找得这样艰难?又为什么得来又这样容易?我想回答说:中西医各自在半个世界中寻找,因而不可得!如果中医在宏观世界中分割打开微观世界看到了你寻找的东西,你在整合到系统中去,那么,你是用系统的方法,治疗的系统的疾病,收到的是系统的效应。我们以上述病例具体地说说这个过程。 在宏观世界看上述的疾病,即糖尿病合并高血压,心脑血管病,脂肪肝、前列腺肥大……等等数十个症状,用分割观念,它们是十几个不同的并发症,一症一药各有不同的治法。但用整合的观念看,这些症状,根据它们的病理、生理联系,整合到生理系统中。如血糖浓度升高,血脂浓度升高,这是生化系统中出现的代谢障碍,葡萄糖因为胰岛素分泌不足而不能进入细胞利用掉,又造成血脂在血液中浓度过高,又导致血管因脂肪微粒在血管中黏附、沉积、渗入、血管发生硬化。微循环受阻而血压升高。大血管病出现了,心脑血管循环受阻。心肌因缺血而发生、绞疼、坏死,出现早博,房颤、心率快或慢等等都是心肌缺血这一个原因。脑血管栓塞、出血,都因血压过高而血管腔因脂肪黏附而变窄,出现栓塞、出血都是一个原因。脂肪肝、前列腺肥大都是因高血脂造成,以致肥胖、体内脂肪瘤,皮肤黑褐斑也因高脂肪血造成。因葡萄糖、脂肪合成、分解、转化、利用、贮存整个生化程序紊乱,当然影响蛋白质的合成,所以造成免疫能力的低落,而易感染。风湿、类风湿。溃疡不愈等免疫性疾病容易发生而难以治愈。上述种种症状,我们从整合的观念看,大血管,周围血管,微血管,所有症状都是循环系统发生的。发生循环系统症状的是生化程序的紊乱。免疫系统发生的各种疾病也是因为生化程序紊乱。那么这所有的原发与并发的疾病都是生化程序:葡萄糖、脂肪、蛋白质……的分解、合成、转化、利用、贮存这个程序紊乱所致。我们用整合观念把上述循环系统、分泌系统、代谢系统,免疫系统,甚至间接发生的植物神经病,周围神经病。在整合:我们在微观中看到葡萄糖,脂肪,蛋白质的量变,我们知道物质的量变是因功能的变化,物质的量变是增减;功能的变化是进退。中医对物质与功能有精辟的认识:“阴阳互根”。“阴阳互根”是什么?是人的生命过程。生命过程中,人体的功能把外界物质变成自己生长身体,发生功能的物质;这个物质又发生功能。这样物质与功能相互根本的运动,就是“阴阳互根”运动。这个运动不止,生命不止;这个运动停止,生命即刻终结。这个运动是自主的。是自然造化所成。在物质与功能相互转化过程中,生化程序的调节控制是最主要环节。大家知道生化程序是个最复杂,最有条理,最有秩序的动态的,根据生命过程的需要而时时调节运动程序。大家知道:它不仅是自主性运动系统,同时也是自主性控制系统。没有控制便没有调节。比如:胰岛组织分泌降糖素与升糖素。这一对激素是对抗的,又是统一的。交感与副交感神经是对抗的,也是统一的。当血糖浓度升高时,升糖素受到控制,不活动,不活动即不分泌。此时降糖素分泌活动强。血糖在降糖激素分泌活动下,血中葡萄糖一部分进入细胞被利用,另一部分合成肝糖元贮存起来,或转化成脂而贮存。当血糖浓度降低时,升糖激素分泌活动增强,在激素参与下,肝糖元酵解转化为葡萄糖,脂肪在生化酶的作用下也会转化为葡萄糖被利用掉。葡萄糖、脂肪,在生化过程中是自主性运动,控制调节在一个生态量值之中。我对大家说这些是为了说明:人的生命在“阴阳互根”运动中。靠近一点说:在生化程序中是自主性运动控制调节的。换一句话说:人体生命中,一切物质的量变都是功能的进退主宰。本能系统中有调控系统。在生化程序中,一切物质的量变都是功能的进退主宰。本能系统治疗糖尿病、心、脑血管病及复杂的并发性疾病,正是根据上述这些认识而制度的“自主性调节法”。在临床中每例都是系统效应。这是足以证明上述的思想方法是正确的。我希望诸位从这两个案例中看到中医的宏观理念与微观理念,整合方法也分割方法,和谐理念与对抗理念的统一,发生了一个本能系统医学新模式。这篇论文好像是5页纸,告诉你一个小窍门。把第一页上写上(论中医哲学)就这几个大字,要竖着的。下面写上你的班级以及姓名,这样就有6页纸了。你记得,一般中医论文没有导员每个字都看的,也没有从头看到尾的。只要纸够一切都OK的,祝你顺利毕业!小师弟。
实验室围绕上述国内外相关学科领域的发展趋势和面临的国家重大需求,共承担科研究课题134项,其中主持的973国家重大基础研究项目2项,它们分别是湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究(2002年启动,2800万元,首席科学家刘永定研究员)和重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究 (2004年启动,2500万元,首席科学家桂建芳研究员),主持的863重大水专项2项,它们分别是受污染城市水体修复技术与工程示范( 2003年启动,2583万元,首席科学家吴振斌研究员)和受纳湖湾污染负荷有效削减和生态系统重建技术与工程示范(2005年底启动,2000万元,首席科学家宋立荣研究员),还主持973课题3个,863课题6个,杰出青年基金3项,重点基金6项和欧盟项目1项等。这些项目的承担体现了实验室在国内外相同学科领域的地位和在国家科技发展和经济建设中的作用,同时也为实验室的学科发展和自主创新提供了必要条件。实验室共发表SCI收录论文247篇,并有相当多的论文被本学科领域国际顶尖级杂志接受发表,如SCIENCE,PNAS,DEV. BIOL.,MOL. BIOL. EVOL.,J. VIROL.等都发表有水生所完成的论文;发表的论文被国际同行广为引用,据不完全查证,其中105篇SCI论文被SCI刊源论文引用353次。同时,还主持编写出版著作8本,获授权专利23项。通过研究实践和自主创新,一批在理论上有重大突破或在应用上有广阔前景的研究成果已经形成。如2005年已获得的国家科技进步奖二等奖的重大成果长江中、下游湖泊群渔业资源调控及高效优质模式,采用生物操纵和生态对策原理,系统探讨了湖泊无公害渔业的可行途径及主要工艺,提出了湖泊小型鱼类、食鱼鱼类生产力动态估算方法,建立了湖泊鳜鱼规模化养殖、河蟹生态养殖和团头鲂增殖等技术,2000-2004年在长江中下游600多万亩湖泊推广,增加产值超过亿元;2002年获湖北省科技进步奖二等奖的热带、亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建生物工艺学对策研究,依据生态学原理,将垂直流构建的人工湿地用于中小城市污水的综合治理,在水环境污染治理方面有广阔的应用前景;2003年获湖北省自然科学奖一等奖的银鲫两种生殖方式的遗传基础及其育种意义,首次以确凿的分子遗传证据证明银鲫存在雌核生殖和两性生殖两种不同的生殖方式,并阐明了其遗传基础,取得了一系列的新发现和新认识,发表的论文广为引用,并收入国际知名专著;2003年获湖北省科技进步奖一等奖的异育银鲫营养、饲料与投喂技术,根据鱼类能量学研究结果,研制出高效、无公害、无污染营养饲料,建立了异育银鲫的合理投喂模式,具有明显的环境和经济效益;2004年获湖北省自然科学奖二等奖的重要水产动物病毒病原的鉴定及致病机理研究,在建立和筛选到一批用于病毒增殖的水产动物细胞的基础上,从患病的鳖、蛙、鳜鱼和牙鲆的组织中分别分离到相应的病毒病原,并对这些病毒的病原性质、理化特性、分子结构、致病机理及其免疫应答等多方面进行了系统研究;2004年获总装备部全军武器装备科技进步二等奖的空间飞行环境的生物学效应研究,发现重复再搭载仍然会导致性状分离等新的空间生物学效应,发现质膜、钙离子、细胞储存产物(甘油)共同作用于重力感受、传导和响应的实验证据,设计并生产出进行空间生物学研究的通用生物培养箱;2005年获湖北省自然科学奖二等奖的中国土壤藻的研究,实现了荒漠藻人工大量培养,发明了干旱区微藻固沙技术,首次完成了利用荒漠藻固定野外流沙的试验研究,首创性地开辟了藻-草-灌-乔的荒漠化综合治理新途径;2005年获湖北省科技进步奖二等奖名特优淡水鱼养殖技术丛书,将名特优鱼类养殖品种和技术介绍给广大养殖户,促进了名特优淡水鱼类的健康养殖及其规模化养殖,带动了水产行业科普作品的创作和发展,是科研服务于农村和农民的桥梁和纽带。这些成果有的解决了我国面临的淡水养殖与水环境保护的矛盾问题,有的推动了鱼类发育遗传学和水生病毒学以及渔业生物技术的进步和发展,有的解决了我国城市受损生态系统恢复和重建的技术难题。此外,本实验室在世界上率先开展转基因鱼研究,并一直处于该研究领域的前列。培育出具有完全自主知识产权的快速生长转基因鱼家系;首次系统完成了转基因鱼大规模养殖试验,建立了高效、安全的养殖模式。在科技部组织的现场鉴定会上,由包括三名院士组成的专家组一致认定:本项目的完成,使我国在转基因鱼的理论研究和应用前景方面居国际领先水平,为转基因鱼的商品化提供了科学依据。国家科技部等主编出版的《中国生物技术发展报告》认为我国转基因鱼育种处于国际领先水平。针对转基因鱼的生态安全,本实验室创造性的提出了通过构建人工模拟湖泊,在受控隔离的生态系统中进行转基因鱼生态安全评价的策略,自行设计并构建了目前世界上规模最大的转基因鱼生态安全研究人工模拟试验湖泊,全面评价转基因鱼的生态安全。在转基因鱼的遗传生态安全控制策略方面,本实验室取得具有战略指导意义的研究成果。采用反义转基因技术,研制获得性腺完全不发育的转基因鱼。迄今只有本实验室可以通过转基因技术,成功控制鱼类性腺发育。相关研究结果被遴选为第5届国际鱼类内分泌学学术研讨会大会报告,并分别申请了中国和美国专利。与此同时,本实验室还首次提出组织特异性的两性互补外源基因剔除概念,并首次建立了鱼类转植基因定点整合技术,实现了鱼类性腺中的转植基因剔除。在鱼类抗病毒基因细胞模型研究方面,应用差减技术克隆灭活病毒感染鱼类培养细胞诱导的差异表达基因,已鉴定出一批参与鱼类抗病毒和免疫反应的基因,尤其是干扰素系统基因。自2003年底以来,已相继发表论文10余篇,受到国际同行高度关注,如鲫鱼的类-PKR基因于2004年10月在《鱼类和贝类免疫学》发表后,很快被评为该刊的热点论文之一,并已被他引4次,如德、美三家实验室联合发表在《PNAS》上的论文在评价其研究目的时说:这里,我们对一个与哺乳类PKR最相近的来自于斑马鱼的基因进行鉴定和特征分析,该基因的预期产物在N-端含有Z-DNA结合结构域,而不含dsRNA结合结构域。一个类似的基因最近在鲫鱼中已被报道。这些发现支持Z-DNA结合结构域在鱼类抗病毒应答中起了重要作用。在水生态毒理学和生物监测方面,已形成了一系列环境监测和评价技术的规范;建立了我国第一个符合国际标准的二恶英研究专用实验室,按照国际标准对二恶英进行灵敏、准确的检测;承担了国家和地方委托的数十个环境影响评价项目;多次举办环境生物学监测及水污染治理的国内国际培训班,培养了大批环境生物学监测与环境影响评价技术人员。在水污染控制技术与治理工程示范方面,开展了氧化塘与污水净化资源化生态工程及相关技术研究;在内污染防治生态工程技术和湖区生态优化对策等方面取得了重要的成果;研发的复合垂直流构建湿地系统为主的可持续利用水质管理工艺及对策,研究成果已在德国、奥地利和中国武汉、上海、深圳等地推广应用;围绕城市受污染水体的生境改善、生态系统结构优化与系统稳定等问题,研发和集成了水生植物定植、湖滨人工湿地、原位水质净化、藻类控制、基底修复、水力调度等一批水质改善技术,形成以水力调度和水生植物恢复与重建相结合的城市受污染水体修复技术方案,研究成果不仅在示范工程得到应用,而且在武汉新区的规划和建设、六湖连通工程的实施中得到广泛应用,同时为全国其他类似地区水体修复提供借鉴。围绕直接威胁到人类健康和生存的蓝藻毒素,我们从基础和应用两方面开展了研究。在基础研究方面,系统地研究了微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的毒性效应,此项研究加深了对微囊藻毒素环境风险的认识,为制定饮用水和水产品中的毒素阈值提供了科学依据;开展了微囊藻毒素对于水生动植物和其他藻类的生态效应的研究,发现了一种能够吞噬微囊藻并降解其毒素的金藻,且这种金藻具有鉴别产毒和非产毒藻类的能力,此项研究工作具有重大的理论和应用价值。在应用研究方面,建立并完善了蓝藻毒素及其分析技术体系,研制出的具有我国自主知识产权的微囊藻毒素标准品及微囊藻毒素ELISA检测试剂盒在国内占据了一席之地,打破了我国藻毒素纯品紧缺及检测方法不完善的尴尬局面。微囊藻毒素ELISA试剂盒已广泛应用于我国环境监测部门、自来水公司、科研院所,在创造了一定经济效益的同时,为我国尚缺的微囊藻毒素国家标准检测方法的制订奠定了基础,为建设部颁布的《城市供水水质标准》中对微囊藻毒素将于2006年6月起进行检验的要求提供方法学依据。与世界上从事藻类学和藻类生物技术研究的机构相比较,本实验室具有全面、系统而且相互衔接的特征。我们的研究覆盖了系统分类、生理生化、分子遗传和环境生物学4个层次。在基础研究方面,有关微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的生态效应的研究与国外同类研究相比是较为突出的;有关蓝藻适应力的遗传学研究在选题和研究方法上能够与国外生物学主流相接轨,发现了一些蓝藻生存适应或细胞分化必需的新基因;鞘藻目的系统学依然是我所藻类学研究的特色之一。在应用研究方面,对于荒漠藻类在生物结皮中作用的研究和人工结皮技术的开发达到国外同类研究水平;发展了葛仙米优良藻种筛选和培养技术,在我国率先实现规模化养殖。底栖动物生态研究旨在定量阐明底栖群落的结构和功能,从而为底层系统调控提供操作依据。在经济底栖动物方面,首次建立了以实现河蟹最大持续产量为目的的放养量模型,2005年底,鉴定专家认为该项成果在河蟹增殖领域居国际领先水平;区域湖沼学的研究致力于运用比较湖沼学的方法和预测生态学的理论探讨泛滥平原生态系统的宏观规律。开展长江中下游富营养湖泊的比较湖沼学研究,旨在定量揭示大尺度上富营养化机理。同时,开展长江江湖复合系统的生境破碎过程与对策研究,以期提出整体保护长江水系生物多样性的战略对策。随着人口的增加,对水产品的需求量在增加,水产养殖也迅速发展。同时,随着社会的进步,人们对环境意识的加强,水产发展越来越面临食物安全、食品安全和环境安全的挑战。但是由于对水产养殖尤其是集约化养殖中水产动物的营养学、饲料技术和养殖技术等的研究在我国起步较晚,导致水产养殖出现效益低、饲料浪费、环境污染、产品质量差等问题,而这些问题产生的根本就是对其营养需求、营养素利用、饲料配方等有关水产动物对环境因子的反应不清楚造成的。针对这些问题,从基础入手,研究水产养殖动物的营养需求、蛋白源利用、投喂技术、能量学利用模式等,为无公害水产养殖提供理论基础。有关鱼类的营养学研究基本上达到国际同类水平,在鱼类能量学模型、补偿生长等方面居国际前沿。本实验室对国家对水产健康发展的根本需求,研究结果不仅可以具有一定的理论意义,而且对指导饲料配方、水产养殖均有重要的意义。部分研究结果表明,通过合理的饲料配方和投喂技术改进,可以明显地节约饲料,降低对环境的氮磷排放,降低养殖成本,减少渔业污染。水环境工程示范在全国产生了重大影响,如滇池蓝藻水华污染控制技术研究课题受到国家领导人的高度关注,课题通过验收后,路甬祥院长发来贺信;武汉新区水专项示范工程已得到科技部和地方政府的肯定,科技部李学勇副部长在视察时说,搞水污染治理只有在蓝藻水华最严重的地方做才最有意义,你们有一支队伍在这里,做出了效果,国家要继续支持,你们要继续做下去。针对水环境和水生生物安全提出的重大建议也引起了国家领导人的高度重视,如为《2001高技术发展报告》第五章生物技术对社会的影响撰写的开篇文章《转基因安全与对策研究》,提出了转基因安全问题的三条对策建议;2004年,为中共中央党校撰写了理论学习材料转基因及其安全性,阐述了转基因研究的起源及发展,分析了转基因安全争论的实质,提出了如何正确认识转基因及其安全性的思路。培育的鱼类品种支持地方政府组建了国家良种场,形成了明显的社会经济效益。实验室的国际合作渠道不断拓宽,已成功主办了水环境保护与水污染治理国际培训班 等8次国际和多边学术会议,有10多人次在国际学术组织中任职,与德国、日本、英国、法国、欧盟等研究机构保持着长期友好的合作关系,组织承担并完成了1项欧盟项目。国际合作形式也发生了深刻变化,由我室研究人员出国接受培训、攻读学位或作博士后研究到外国人来我室接受培训、攻读学位或作博士后研究。总之,实验室全体研究人员坚持解放思想,开拓创新,扎实工作,积极面向国家需求和国际科学前沿,辛勤探索淡水生态与生物技术前沿领域的难点和热点问题,努力寻求保护健康水环境和发展可持续渔业的理论和技术,研究工作取得了重大进展;与此同时,实验室也全面完成了更新改造,依托单位中国科学院水生生物研究所投资1400多万元,已基本建成了生态学技术研究平台和分子生物学技术研究平台;并通过研究人员的不断引进和更新,实验室已有50岁以下研究员15人,国家杰出青年基金资助者5人;中科院百人计划入选者6人,入选国家百千万人才工程3人,通过课题开放等措施,有40多位高级访问学者来室合作研究,进室博士后20多人,一支年龄结构合理、知识结构优化、业务水平较强的高素质人才队伍已经形成。实验室在国内外相同学科领域的地位和在国家科技发展和经济建设中的作用得到了明显增强。
免疫学的发展是人们在实践中不断探索、不断总结和不断创新的结果。下面我给大家分享一些免疫学技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
心理神经免疫学研究
摘要心理神经免疫学(Psychoneuroimmunology)是一门探索人类心身健康奥秘的新型边缘学科。它研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。免疫系统和神经系统之间是否真正存在联系一直有争论,我们实验室围绕高级神经活动对免疫系统的作用开展了研究。工作包括:条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激与免疫、心理行为干预与癌症等。这些工作不仅证实了心理调控,比如信号刺激、情绪和意念想象等,确实可以影响免疫系统的功能,而且对有关机制进行了探讨。
关键词心理神经免疫学,条件反射性免疫,情绪应激,心理行为干预。
分类号B845
有人统计,人类疾病有2/3与心理刺激、生活境遇有关,其中心身疾病占1/3。实际上,心理因素可以影响生理因素的观点是各国文化群体都普遍认可的。也就是说,精神和躯体之间是互相联系的。然而心理因素如何影响健康和疾病却一直是个谜。随着科学的发展,一门新兴交叉型边缘学科,心理神经免疫学(Psychoneuro- immunology)诞生了。它融合了心理学、生物化学、免疫学、行为学、解剖学、分子生物学和临床医学等多种学科,研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。这些研究对认识精神活动在健康和疾病中的作用打开了科学之窗。人们看到了免疫系统,这一保护机体免受传染病和肿瘤侵袭的防御系统,是精神和躯体之间的桥梁[1,2]。但是,尽管已经有很多研究表明神经系统可以影响免疫系统,依然有不少生理学家认为免疫系统是独立的自我调节系统。实际上这涉及一个由来已久的争议问题,即心身分离还是心身交互作用的问题。本文的目的就是依据我们自己的工作,阐明心理行为因素在调节免疫功能中的作用及其相应的机制。这些工作包括了条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激的免疫效应、心理行为干预与癌症等。
1心理神经免疫调节的研究
条件反射性免疫抑制和增强
条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来,这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中,一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液,比如糖精水,被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS),而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS),二者配对呈现。随后再次给与条件刺激,则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象,而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用,是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在,而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高,从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质,我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式,并在不同时程呈现条件刺激,观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系,发现两者的表现方式和表现程度并不同步,条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时,也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用,并且随着强化水平的增加,条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用,而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程,中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息,该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联,CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。
利用联想学习原理,条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说,条件刺激可以产生免疫抑制效应,也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同,CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次,我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激,糖精水作为条件刺激,经过一次配对,在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时,诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低,但从统计学上看,条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应,再次分别用糖精水和电针作为条件刺激,进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应,对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。
在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9],不同于先前工作的是,再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段,而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时,条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明,抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<甚至的水平。
我们还发现,条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高,20、25天左右达到峰值,以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能,而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用,建立了稳定可靠的CIE模型。
从临床角度出发,条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力,增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性,寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的,从新异性的角度考虑,糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激,考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差,选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置,因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。
在本研究中,先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔,再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10,17,24和31天经尾静脉取血,检测抗体值。结果发现,不管是2伏特还是4伏特的电针,均能显著提高抗体浓度,在第10和第17天时最为明显。研究还发现,甚至在麻醉状态下,电针和卵清白蛋白也可以实现配对,也就是说,在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实,仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对,再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且,电针被用作为一个有效的条件刺激物,将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。
条件反射性免疫调节的神经机制
条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质,这种转换必然发生在脑内,因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据,但脑内究竟发生了什么并不清楚,条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化,探讨脑内中枢整合机理,找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。
C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态,但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应,可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术,我们发现,再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干,边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式,再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明,条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。
但是必须指出的是,在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中,所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实,以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变,而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的,因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制,排除刺激引起的非特异性相关。
目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系,该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关,实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药,考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的,但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体,条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成,则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程,但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。
2情绪应激与免疫
除条件反射性免疫的研究外,应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明,应激可以导致免疫功能改变。但是,相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分,但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响,研究采用两种情绪应激的动物模型:一种是传统的,以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的,用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。
在传统的电击信号刺激模式中[16],动物分成4组:电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日,共6日的足电击,其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外,在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上, 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低,而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。
在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17],动物先进行一周2次/日的定时饮水训练,然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组:分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会,而另一次则给予一只空的饮水瓶,持续14天,以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会,但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变,即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是,缺水导致的生理应激只能诱发探究行为,升高皮质酮水平,降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为,不影响抗体水平和脾脏指数,也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。
上述两种模式的研究结果都证明,情绪应激对免疫功能产生了抑制效应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关,而与皮质酮水平无关,提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。
为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ,我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴,外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现,对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是,非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用,表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上,进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。
尽管以往大多数研究者认为,应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放,从而导致免疫功能下降。换句话说,免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型,发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。
3心理行为干预与癌症
正如上述研究发现的,心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道,癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体,但研究结果并不一致[23]。为此,我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者,根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况,她们被随机而匹配地分成两个组:一组接受为期一个月的心理行为干预,另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松,然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上,初升的太阳照在脸上,海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞,被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后,分别采取病人的唾液和血液,测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明,心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。
第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的,依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外,其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG,IgM,IgA)等。结果发现,干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高,其中NK细胞活性显著提高[25],生活质量也都得到明显的改善,治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者,不论是放疗患者还是化疗患者,干预组的生活质量评分,包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分,包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且,通过行为干预,患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症,摒弃原先的逃避心理,从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量,增加正性情感[31]。这些结果反复证明了,NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感,心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高, 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。
4结语
中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程,比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病,也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入,在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。
致谢:作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手,他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。
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浅谈酶联免疫吸附试验实验教学思考的分析论文
【摘要】 酶联免疫吸附试验是广泛应用于临床检验诊断的免疫学检验技术,实验教学中采用该技术检测“乙肝两对半”。为适应中职生教育人才培养模式的教学改革,使学生符合具有“理论知识适度、技术应用能力强”的要求,我们对实验教学内容和方法进行改革,从适用性角度选题,通过实验操作考核,采取以考促学的手段,加强酶联免疫吸附试验的训练力度,提高学生实验操作能力,培养学生独立工作的能力。
【关键词】 酶联免疫吸附试验;免疫学检验;实验;考核
酶联免疫吸附试验(enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)是广泛应用于临床检验诊断的免疫学检验技术。该技术集基本理论、基本技能为一体,能使学生能对前期所学的理论知识及技能进一步加强和提高,是一个能为学生进人临床实习打好基础的系统实训。目前该技术的临床检测多采用商品化的ELISA试剂盒,实验步骤较少,操作简单。然而,参与反应的成分很多,如抗原抗体浓度、酶结合物浓度以及试剂的质量控制等等,影响因素众多。传统的实验教学中,实验材料的准备、仪器的准备及调试、标本及试剂的处理等工作基本上是由教师包办。实验的许多环节学生没有亲自做,因而在实验完成后,部分学生对实验还是一知半解,更谈不上能力的锻炼和培养[1]。为适应中职生教育人才培养模式的教学改革,使学生符合具有“理论知识适度、技术应用能力强”的要求,对免疫学检验实验教学内容和方法进行改革势在必行。为此我们通过实验技能操作考核,采取以考促学的手段,加强了酶联免疫吸附试验内容的训练力度,也收到了一定的效果,以下谈谈我们的做法及效果。
1精选考核内容,以适应临床实践的需要
考核内容的选择上以围绕临床实际进行选择,真正使学生做到学以致用。不但要让学生了解、掌握先进的免疫学检验技术和操作方法,还必须着重培养学生的创造性思维和综合分析问题的能力,从而全面提高学生素质[2]。ELISA由于操作简单、灵敏度高、可定性定量,在临床检验诊断中应用最为广泛。常用于如病毒性肝炎、艾滋病、疱疹等传染性疾病的检测诊断,还常用于补体、免疫球蛋白和肿瘤标志物的检测。要想在有限的课时里完成诸多的内容训练,显然是不现实的。因此我们仅选择了最具有代表性的“乙肝两对半”检测作为该技术的训练及考核内容。“乙肝两对半”共有五项检测项目,即HBsAg、HBsAb、HBeAg、HBeAb、HBcAb,实验中所需要的实验器材均能由检验实验室提供,易于准备,给学生提供了选择和发挥的空间。实验过程中所需要的待测血清标本为阳性或阴性标准物,不具传染性,保证了学生实验的安全性。学生只要掌握了“乙肝两对半”的检验程序和检验方法,其他在临床上需要用ELISA技术检测的常见项目则触类旁通,能起到事半功倍的效果,至于少见的、较为复杂的检测项目可以在日后的实习及工作中继续学习。
2调整考核内容,可行性及针对性强
酶联免疫吸附试验教学内容在学时安排上有6课时,理论与实验课课时之比为1.1。以往的教学形式为先理论授课,教师讲解实验的原理及检验程序,实验教学中教师讲解后进行示范教学,学生照葫芦画瓢的再做实验;实验操作考核只设HBsAg项目的考核,考核项目单一、形式单一。学生只需完成实验操作,报告结果即可。而现行的考核内容是“乙肝两对半”的共五项检测项目,各个项目的检验过程如标本的稀释、试剂选择、加样顺序有所不一。从限制考核时间的角度考虑,学生在考核时随机抽考其中的一个项目,由考生自主选择所需物品进行实验操作,这样增加了考试的随机性和灵活性。虽然抽考使得考核难度增加,但能强化学生对ELISA检测乙肝两对半操作步骤的理解。当学生抽到题目后,在熟悉操作步骤的基础上,只要懂得该项目检测时需注意的细节,如检测HBcAb需将血清稀释50倍,HBeAb的检测需加入中和试剂,学生在对离心机、水浴箱及微量移液器的使用相当熟悉的基础上,不难将标本中的结果如实地检测出来。
3考核的形式
学生重理论、轻实验的现象普遍存在,有的学生每操作一步就看一下笔记,或者是询问其他同学,有的学生甚至希望教师能一步步的教,因而学生对酶联免疫吸附试验缺乏系统的认知。我们将考核的形式设计有理论测试(占30分)和操作考核(占70分)。通过调整考核内容,将能力培养贯穿于整个训练过程,将单纯理论教学融合于实验教学中,能把理论知识激活,也强化了学生的实验操作能力及解决问题、分析问题能力。理论测试采用本教研室的计算机交互平台进行,根据教学内容特点,理论测试我们进行这样的设计,首先收集乙肝两对半检测相关试题,建立题库,内容涉及实验原理、操作、材料、结果观察及临床意义。如(1)乙肝两对半检测涉及ELISA的哪些原理?分别检测什么项目?(2)通过各反应孔显色,判断疫苗接种者、病毒携带者、“大三阳”、“小三阳”;(3)手工洗涤有何要求;(4)加终止液的目的是什么;(5)ELISA常用的酶是哪种?其底物是什么。共组10套试题,学生抽签后通过计算机交互平台指向性地发布试题、进行考试。考虑到学生对理论考试容易产生畏难情绪,在题型的设计上,设有填充题,标示题、连线题及填空题等,内容直观、清晰,学生“寓考于乐”,在轻松愉快的心理环境下地完成理论测试。
4考试评分严谨,设计合理
理论考核从试题集中抽取出6道题组卷,每题5分,共30分。操作考核的评分项目包括:专业素质(衣着仪表、考试态度、纪律)5分;实验准备(实验用品、试剂的预处理、标本处理、标记记录)5分;实验步骤(加样、微量移液器的使用、孵育、洗涤、显色)35分,结果观察10分;操作后清场(试剂、器材归位、实验台面清理)5分,综合评价(规定时间完成、实验后清场、消毒等)10分,共70分。评分标准于考试前告知学生,给学生能充分地复习和准备,注意操作细节,提高考试质量。考试时每个学生独立完成试验,教师全程监考,及时对出错环节扣分,评出总分。
5效果分析
在酶联免疫吸附试验的实验教学中,采用考核方式,取得了以下成效。
5.1利于调动学生的主观能动性,激发起学习的热情
实验操作考核综合反映出学生的实验预习、实验过程和实验态度等各方面的表现。考核成绩占期末总成绩的30%,将学生实验考核计入课程总成绩后,学生上实验课的目的性增强,课上都抢着做实验,从以往实验缺乏主动性,不预习,不复习,变为积极思考,认真准备。实验报告抄袭现象也明显减少,改变了重理论轻实践的现象[3]。从学生提出的'问题,如溶血标本可以检测“乙肝两对半”吗?如果用溶血标本检测,会有什么影响,会影响什么试剂?从这些问题的提出可以看出,学生懂得对实验进行思考,也懂得遇到问题主动和老师商量,学生不断发现问题、思考问题、解决问题的能力得到提高。
5.2独立工作能力的培养
独立工作能力是一个医学检验工作者最基本素质,中职生毕业后就业单位多是基层医院,基层医院的检验科可能只有1至2名检验员,每天的检验工作任务都要独立完成。因而学生在就学期间即应注重独立工作能力培养。在实验考核过程中,实验物品的选择、摆放,实验结束后操作台的清理等,是学生自己准备和独立完成。学生在考核时需考虑到考核时间的限制,因此只有熟悉基本的理论知识、熟练基本操作,才能在规定时间内完成实验,得出正确的结果,考试前不做好准备实验将无法顺利完成。
5.3实验基本技能的训练
由于酶联免疫吸附试验涉及环节多,通过考试能综合考核学生的基本实验技术,如移液管的准确吸样,血清等倍稀释的方法;能考察学生对常用仪器设备如离心机、恒温孵育箱、酶标仪、洗板机的操作;在对血清标本进行检测时,使用过的物品如棉签、试管、注射器的正确处置,能增强学生的无菌操作技术和观念。
5.4学生的评价及反馈
此考核方案在两届学生进行了实施,通过操作考核,学生们得到较为系统的训练,对ELISA检测乙肝两对半的整个流程有了较为深刻的认识。有必要开展,通过考核能更好地将理论与实践相结合,学生能自如地、成功地检测出标准物血清标本的正确结果,同时也很有成就感,增强了对实习及将来的工作的信心。在对2013级的学生进行实习情况跟踪、访谈中得知,学生普遍认为,ELISA技术在临床免疫检验诊断中应用广泛,用此技术检测的项目多,工作量较大。由于在操作考核强化了技能,在实习老师的指导下,能很快地进入角色,增强了工作自信心。对学生进行实验考核的同时,也对教师提出了更高要求。教师准备的理论测试问题在内容上需与临床免疫检验接轨,使考核更科学合理化。规范实验教学,严谨、规范示作好示教。学生操作过程中,巡视督查,及时纠正学生的错误。以考促学法强化酶联免疫吸附试验的实验教学,补充和完善了免疫学检验实验教学的内容和方法,也希望能以此提高学生对其他课程学习的主动性及激发起学习的热情。
免疫学的发展是人们在实践中不断探索、不断总结和不断创新的结果。下面我给大家分享一些免疫学技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
心理神经免疫学研究
摘要心理神经免疫学(Psychoneuroimmunology)是一门探索人类心身健康奥秘的新型边缘学科。它研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。免疫系统和神经系统之间是否真正存在联系一直有争论,我们实验室围绕高级神经活动对免疫系统的作用开展了研究。工作包括:条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激与免疫、心理行为干预与癌症等。这些工作不仅证实了心理调控,比如信号刺激、情绪和意念想象等,确实可以影响免疫系统的功能,而且对有关机制进行了探讨。
关键词心理神经免疫学,条件反射性免疫,情绪应激,心理行为干预。
分类号B845
有人统计,人类疾病有2/3与心理刺激、生活境遇有关,其中心身疾病占1/3。实际上,心理因素可以影响生理因素的观点是各国文化群体都普遍认可的。也就是说,精神和躯体之间是互相联系的。然而心理因素如何影响健康和疾病却一直是个谜。随着科学的发展,一门新兴交叉型边缘学科,心理神经免疫学(Psychoneuro- immunology)诞生了。它融合了心理学、生物化学、免疫学、行为学、解剖学、分子生物学和临床医学等多种学科,研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。这些研究对认识精神活动在健康和疾病中的作用打开了科学之窗。人们看到了免疫系统,这一保护机体免受传染病和肿瘤侵袭的防御系统,是精神和躯体之间的桥梁[1,2]。但是,尽管已经有很多研究表明神经系统可以影响免疫系统,依然有不少生理学家认为免疫系统是独立的自我调节系统。实际上这涉及一个由来已久的争议问题,即心身分离还是心身交互作用的问题。本文的目的就是依据我们自己的工作,阐明心理行为因素在调节免疫功能中的作用及其相应的机制。这些工作包括了条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激的免疫效应、心理行为干预与癌症等。
1心理神经免疫调节的研究
条件反射性免疫抑制和增强
条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来,这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中,一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液,比如糖精水,被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS),而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS),二者配对呈现。随后再次给与条件刺激,则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象,而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用,是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在,而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高,从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质,我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式,并在不同时程呈现条件刺激,观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系,发现两者的表现方式和表现程度并不同步,条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时,也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用,并且随着强化水平的增加,条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用,而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程,中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息,该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联,CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。
利用联想学习原理,条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说,条件刺激可以产生免疫抑制效应,也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同,CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次,我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激,糖精水作为条件刺激,经过一次配对,在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时,诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低,但从统计学上看,条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应,再次分别用糖精水和电针作为条件刺激,进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应,对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。
在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9],不同于先前工作的是,再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段,而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时,条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明,抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<甚至的水平。
我们还发现,条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高,20、25天左右达到峰值,以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能,而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用,建立了稳定可靠的CIE模型。
从临床角度出发,条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力,增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性,寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的,从新异性的角度考虑,糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激,考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差,选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置,因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。
在本研究中,先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔,再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10,17,24和31天经尾静脉取血,检测抗体值。结果发现,不管是2伏特还是4伏特的电针,均能显著提高抗体浓度,在第10和第17天时最为明显。研究还发现,甚至在麻醉状态下,电针和卵清白蛋白也可以实现配对,也就是说,在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实,仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对,再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且,电针被用作为一个有效的条件刺激物,将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。
条件反射性免疫调节的神经机制
条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质,这种转换必然发生在脑内,因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据,但脑内究竟发生了什么并不清楚,条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化,探讨脑内中枢整合机理,找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。
C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态,但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应,可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术,我们发现,再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干,边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式,再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明,条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。
但是必须指出的是,在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中,所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实,以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变,而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的,因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制,排除刺激引起的非特异性相关。
目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系,该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关,实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药,考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的,但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体,条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成,则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程,但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。
2情绪应激与免疫
除条件反射性免疫的研究外,应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明,应激可以导致免疫功能改变。但是,相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分,但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响,研究采用两种情绪应激的动物模型:一种是传统的,以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的,用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。
在传统的电击信号刺激模式中[16],动物分成4组:电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日,共6日的足电击,其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外,在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上, 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低,而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。
在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17],动物先进行一周2次/日的定时饮水训练,然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组:分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会,而另一次则给予一只空的饮水瓶,持续14天,以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会,但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变,即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是,缺水导致的生理应激只能诱发探究行为,升高皮质酮水平,降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为,不影响抗体水平和脾脏指数,也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。
上述两种模式的研究结果都证明,情绪应激对免疫功能产生了抑制效应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关,而与皮质酮水平无关,提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。
为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ,我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴,外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现,对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是,非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用,表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上,进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。
尽管以往大多数研究者认为,应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放,从而导致免疫功能下降。换句话说,免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型,发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。
3心理行为干预与癌症
正如上述研究发现的,心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道,癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体,但研究结果并不一致[23]。为此,我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者,根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况,她们被随机而匹配地分成两个组:一组接受为期一个月的心理行为干预,另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松,然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上,初升的太阳照在脸上,海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞,被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后,分别采取病人的唾液和血液,测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明,心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。
第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的,依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外,其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG,IgM,IgA)等。结果发现,干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高,其中NK细胞活性显著提高[25],生活质量也都得到明显的改善,治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者,不论是放疗患者还是化疗患者,干预组的生活质量评分,包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分,包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且,通过行为干预,患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症,摒弃原先的逃避心理,从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量,增加正性情感[31]。这些结果反复证明了,NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感,心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高, 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。
4结语
中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程,比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病,也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入,在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。
致谢:作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手,他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。
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1心理神经免疫调节的研究
条件反射性免疫抑制和增强
条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来,这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中,一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液,比如糖精水,被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS),而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS),二者配对呈现。随后再次给与条件刺激,则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象,而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用,是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在,而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高,从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质,我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式,并在不同时程呈现条件刺激,观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系,发现两者的表现方式和表现程度并不同步,条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时,也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用,并且随着强化水平的增加,条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用,而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程,中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息,该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联,CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。
利用联想学习原理,条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说,条件刺激可以产生免疫抑制效应,也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同,CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次,我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激,糖精水作为条件刺激,经过一次配对,在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时,诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低,但从统计学上看,条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应,再次分别用糖精水和电针作为条件刺激,进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应,对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。
在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9],不同于先前工作的是,再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段,而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时,条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明,抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<甚至的水平。
我们还发现,条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高,20、25天左右达到峰值,以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能,而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用,建立了稳定可靠的CIE模型。
从临床角度出发,条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力,增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性,寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的,从新异性的角度考虑,糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激,考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差,选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置,因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。
在本研究中,先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔,再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10,17,24和31天经尾静脉取血,检测抗体值。结果发现,不管是2伏特还是4伏特的电针,均能显著提高抗体浓度,在第10和第17天时最为明显。研究还发现,甚至在麻醉状态下,电针和卵清白蛋白也可以实现配对,也就是说,在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实,仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对,再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且,电针被用作为一个有效的条件刺激物,将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。
条件反射性免疫调节的神经机制
条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质,这种转换必然发生在脑内,因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据,但脑内究竟发生了什么并不清楚,条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化,探讨脑内中枢整合机理,找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。
C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态,但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应,可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术,我们发现,再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干,边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式,再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明,条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。
但是必须指出的是,在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中,所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实,以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变,而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的,因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制,排除刺激引起的非特异性相关。
目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系,该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关,实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药,考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的,但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体,条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成,则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程,但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。
2情绪应激与免疫
除条件反射性免疫的研究外,应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明,应激可以导致免疫功能改变。但是,相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分,但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响,研究采用两种情绪应激的动物模型:一种是传统的,以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的,用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。
在传统的电击信号刺激模式中[16],动物分成4组:电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日,共6日的足电击,其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外,在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上, 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低,而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。
在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17],动物先进行一周2次/日的定时饮水训练,然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组:分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会,而另一次则给予一只空的饮水瓶,持续14天,以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会,但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变,即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是,缺水导致的生理应激只能诱发探究行为,升高皮质酮水平,降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为,不影响抗体水平和脾脏指数,也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。
上述两种模式的研究结果都证明,情绪应激对免疫功能产生了抑制效应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关,而与皮质酮水平无关,提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。
为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ,我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴,外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现,对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是,非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用,表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上,进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。
尽管以往大多数研究者认为,应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放,从而导致免疫功能下降。换句话说,免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型,发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。
3心理行为干预与癌症
正如上述研究发现的,心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道,癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体,但研究结果并不一致[23]。为此,我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者,根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况,她们被随机而匹配地分成两个组:一组接受为期一个月的心理行为干预,另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松,然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上,初升的太阳照在脸上,海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞,被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后,分别采取病人的唾液和血液,测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明,心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。
第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的,依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外,其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG,IgM,IgA)等。结果发现,干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高,其中NK细胞活性显著提高[25],生活质量也都得到明显的改善,治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者,不论是放疗患者还是化疗患者,干预组的生活质量评分,包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分,包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且,通过行为干预,患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症,摒弃原先的逃避心理,从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量,增加正性情感[31]。这些结果反复证明了,NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感,心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高, 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。
4结语
中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程,比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病,也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入,在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。
致谢:作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手,他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。
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