食品免疫学

食品免疫学是一门研究生物体对抗原物质免疫应答性的生物医学。免疫应答是指机体对特定抗原刺激所产生的生物学反应,包括识别和排除外来物质。

历史沿革

19世纪末,法国化学家、微生物学家路易斯·巴斯德在研究人和动物的传染病过程中,发现了免疫现象。他在爱德华·詹纳的启发下,发明了使用减毒炭疽杆菌菌株制作的新型冠状病毒疫苗,用于预防动物的炭疽病,并开发了使用减毒狂犬病毒株制作的疫苗,用于预防人类的狂犬病。俄罗斯科学家伊万·梅契尼科夫在长期研究昆虫和动物细胞吞噬异物的现象后,于1883年提出了体内白细胞和肝、脾组织中的吞噬细胞具有吞噬和硝化细菌的能力的观点。德国细菌学家保罗·埃米尔·贝林于1890年发现了免疫血清中存在的抗白喉毒素的抗毒素,日本细菌学家北里柴三郎也发现了抗破伤风毒素的抗毒素,他们共同研究并成功实现了血清疗法,显著改善了白喉和破伤风患者的治疗效果。这些早期的研究成果推动了人们对免疫机制的理解,并引发了细胞免疫学派和体液免疫学派之间的学术争论。细胞免疫学派由埃黎耶·梅契尼可夫领导,而体液免疫学派则由德国细菌学家埃尔利希领导。埃尔利希通过生物化学方法研究免疫现象,尤其是以蛋白质化学和糖化学为基础,探索了抗原和抗体的本质及其相互作用,并在1896年提出了抗体形成侧链学说,这一学说至今仍具现实意义。两大阵营的辩论促进了免疫学的发展。

研究进展

到了20世纪60年代,对体液免疫的研究已经达到了分子生物学的深度,明确了抗体的分子结构和功能。与此同时,对细胞免疫的研究也取得了显著的进步。过去被认为处于衰老终末期的小淋巴细胞被证实是免疫系统中一类具有免疫活性的重要淋巴细胞,在免疫功能中扮演关键角色。研究人员进一步揭示了小淋巴细胞的结构、发育和分化过程,并在杂交瘤技术领域取得了突破性成就,不仅扩展了细胞学知识,也为获取单克隆抗体或介质物质开辟了新途径。此外,人们还注意到,当病原菌侵入人体时,除了能获得特异性免疫外,还会出现免疫损害的情况。自德国细菌学家罗伯特·科赫研究结核分枝杆菌引起的迟发性变态反应以来,人们逐渐发现不仅是细菌及其产物会引起免疫损害,即使是异种血清蛋白甚至是简单化学物质的再次进入都会导致机体组织受损。20世纪中期,随着组织器官移植的发展,对移植物排斥、免疫耐受性、免疫抑制、免疫缺陷病、自身免疫、肿瘤免疫等方面进行了深入研究,认识到胸腺、法氏囊和脾脏在免疫功能中的重要性,同时也意识到将免疫过程局限在抗传染免疫方面的片面性。现代免疫学认为,免疫是生物体对所有非己分子进行识别和排除的生理过程,是维持机体相对稳定的一种生理反应,同时也是机体自我识别的一种普遍生物学现象。免疫系统的免疫功能是在对各种抗原刺激做出应答的基础上实现的,具体包括对外源性异物(主要指传染性因子)的免疫防御、清除衰退或损伤细胞的免疫以及消除突变细胞的免疫监视。只有当免疫系统在正常情况下发挥其相应的功能并保持相对平衡时,机体才能维持生存。如果免疫功能异常,则会导致机体平衡失调,引发免疫病理变化。免疫系统在执行免疫功能的过程中,识别是非凡的前提条件。所有生物都具备这种能力。单细胞动物仅具有辨别食物、入侵微生物和自身细胞成分等基本的识别功能。脊椎动物的免疫系统逐渐成熟,拥有完整的免疫器官和免疫细胞,免疫活性细胞能够产生特异性抗体和淋巴因子,精确识别自身并排除异物,以维持内环境的相对稳定性,这对于保护自身、延续物种和生物进化至关重要。高等生物的免疫系统高度发达,对内外环境中多种多样的抗原异物刺激表现出多样性、适应性、特异性和记忆性,这对生物进化、物种生存和适应具有深远的影响。中华人民共和国成立后,免疫学在医学领域的应用取得了长足进步。防治传染病的生物制品不仅能满足国内需求,还支持其他国家。近年来研发的新新型冠状病毒疫苗化学疫苗、乙型肝炎疫苗等,已接近国际先进水平。中国已消灭天花,并基本消灭和控制了人间鼠疫和真性霍乱等烈性传染病。脊髓灰质炎麻疹白喉百日咳破伤风等常见传染病的发病率大幅下降。现代免疫学已成为具有自身理论体系和独特研究方法的独立学科,为生物学研究提供了新的工具。早在20世纪初,人们就利用免疫学区分人类血型。植物分类学早些时候就开始应用免疫学方法。在研究植物和动物毒素时也采用免疫学技术。例如,1889年至1890年间,人们使用免疫学技术研究白喉毒素和破伤风毒素,随后又将其应用于植物毒素,如蓖麻毒素、巴豆毒素和动物毒素中的蛇毒、蜘蛛毒。此外,人们长期以来利用沉淀反应鉴定动物的血迹。近年来发展的新技术,如放射免疫、免疫荧光和酶免疫等,为生物学研究提供了实用的技术手段。尽管现代免疫学本质上只是生物医学的一个分支,但它本身也衍生出了多个独立的子学科,如与现代生物学紧密相关的分子免疫学、免疫生物学和免疫遗传学,以及与医学密切相关的免疫血液学、免疫药理学、免疫病理学、生殖免疫学、移植免疫学、肿瘤免疫学、抗感染免疫学、临床免疫学等。

未来展望

目前,对免疫学的研究已经深入到细胞和分子层面,人们正致力于探究生物的基本生理规律——免疫的自身稳定机制。医学中的诸多重要问题,如自身免疫、超敏反应、肿瘤免疫、移植免疫、免疫遗传等,有望在未来得到更完善的解决方案。

参考资料

食品免疫学.豆瓣读书.2024-10-26

食品免疫学.缺书网.2024-10-26

食品免疫学.读书网.2024-10-26

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