凝集反應 - 定義、反應和應用

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介紹

凝集反應是一種抗原-抗體反應，其中抗體與顆粒狀抗原相互作用，最終導致可見的凝集。這裡的抗原在水性環境中不溶解。這裡的抗體稱為凝集素，抗原稱為凝集原。凝集是由於多價抗原和凝集素之間發生交叉連線造成的。

紅細胞凝集反應

原理

參與凝集反應的抗原是存在於紅細胞、細菌顆粒或附著於某些基質上的抗原表位。參與凝集反應的這些顆粒應具有多個結合位點，以形成交叉連線，從而導致凝集。

為了在凝集反應中形成可見的凝集，抗原和抗體都應處於相等的濃度。如果兩種成分中任何一種的濃度不同，則不會形成可見的凝集塊。

前帶現象

過量的抗體或凝集素會導致凝集反應的抑制，這被稱為前帶現象。

這個概念也適用於沉澱反應。前帶現象可能由於以下原因發生：

• 當抗體濃度較高時，抗體結合位點多於抗原上可用的表位。這導致三價結合，其中未觀察到交叉連線。然後凝集反應被抑制。

  這可以透過改變給定濃度抗原的抗體濃度來診斷。這裡抗體水平從較高濃度稀釋到較低濃度，並加入一定量的抗原。在稀釋的抗體濃度中，當我們加入一定量的抗原時，觀察到凝集，而在較高濃度時，則未見凝集。

• 前帶現象也可能由於多克隆抗體（其中不同型別的抗原結合到不同的表位）而發生。IgG、IgM等可以用作多克隆抗體。在這裡，當使用多克隆抗體進行反應時，IgG與抗原結合，但它不能引起凝集。

  這種抗體被稱為不完全抗體，它們阻止IgM抗體與抗原結合。這可能是由於兩個主要原因造成的。

IgM抗體五聚體分子

• 由於IgG抗體鉸鏈區的靈活性受限，它們不能正確地結合到抗原的表位。

• 抗原內表位的密度或分佈可能存在於較深的口袋中，從而抑制凝集反應。

凝集發生在兩個階段

• 致敏階段 - 抗體結合到抗原的單個表位。

• 晶格形成階段 - 單個抗體上的兩個抗原結合位點結合到兩個不同抗原的表位。這導致抗原顆粒的交叉連線，從而形成晶格。

在結合了IgG的紅細胞之間形成橋樑

影響凝集反應的因素

一些影響凝集反應的因素包括：

• pH值 - 凝集反應在pH 6.5-7.5左右效果最佳。低於5和高於8的pH值不利於凝集，因為抗體在該pH值下會沉澱。

• 溶液的離子強度 - 大多數凝集反應發生在鹽溶液中。然而，一些反應在低離子強度溶液中更有利。血庫中通常使用約0.03 mol/L NaCl的甘氨酸鈉低離子強度溶液進行凝集試驗。

• 溫度 - 對於IgG，晶格形成在30O-37O溫度之間更有利。對於IgM，則為4O-27O。

一些增強凝集反應的因素包括粘度、酶、攪拌或離心等。

• 粘度 - 右旋糖酐和聚乙二醇等試劑可增加粘度，減少抗體和抗原周圍的水分，從而增強它們之間的結合和晶格的形成。

• 酶 - 木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶等酶可降低顆粒上的電荷，並減少水分，從而增強晶格形成和凝集。

• 物理方法 - 離心等方法可增加細胞之間的接觸，並增強凝集。

應用

在診斷免疫學中，凝集反應具有廣泛的應用。

• 它用於測定血清和其他體液中的抗原和抗體。

最重要的是，凝集反應通常在血庫中進行，以確定輸血準備中的ABO和Rh血型。

• 血清學試驗

• 用於檢測抗Rh抗體的Coombs試驗。

• 用於診斷傷寒的Widal試驗。

• 檢測可卡因、海洛因等非法藥物。

• 測量血液中治療藥物、激素和血漿蛋白水平。

• 細菌、寄生蟲等的鑑定。

• 診斷細菌、病毒等感染性抗原。

凝集反應的型別

根據抗體結合的抗原決定簇或表位是天然存在於靶細胞或顆粒上還是不存在於靶細胞或顆粒上，凝集反應分為兩種型別：

主動凝集或直接凝集

這裡感興趣的表位天然存在於測試顆粒上。例如，存在於紅細胞上的抗原、存在於細菌和真菌細胞上的抗原決定簇或抗原等。

抗體直接與該抗原結合並導致凝集。

當將細菌懸浮液置於載玻片上並加入含有針對這些細菌的特異性抗體的抗血清時，它會導致凝集，使懸浮液清澈，這表明凝集已發生，測試結果為陽性。

應用

• 這些型別的細菌凝集試驗通常用於鑑定臨床標本中的細菌分離株。

• 這些也用於輸血前的血型鑑定和交叉配血。

• 其他應用包括用於診斷傷寒的Widal試驗、用於診斷布魯氏菌病的布魯氏菌凝集試驗和用於診斷立克次體的Weil-Felix試驗。

被動凝集或間接凝集

這裡感興趣的表位不會天然存在於要凝集的細胞或顆粒上。

在這些情況下，表位或可溶性抗原被化學固定到載體顆粒上。載體顆粒的例子包括乳膠、聚苯乙烯、膨潤土等。

早期使用紅細胞進行被動凝集，但合成載體顆粒具有均勻性、穩定性和一致性的優點，因此現在更受青睞。這種方法被稱為反向被動凝集。

這種凝集的優點是，在病原體培養不可行或只有可溶性抗原可用（例如病毒性疾病）的情況下，可以很容易地進行並解釋結果。

這裡，可溶性抗原被化學固定到乳膠珠上。一旦載體顆粒被抗原包被，就會加入針對這些抗原的特異性抗體。這些抗體與抗原反應，顆粒相互凝集。

我們也可以透過反轉過程來檢測抗原，即不是用載體包被，而是用抗體包被這些抗原。

應用

這些用於診斷各種細菌和病毒疾病。例如，用於風疹抗體檢測的乳膠凝集試驗。

結論

當顆粒狀抗原（其表面攜帶抗原分子的細胞）與特異性抗體結合時，會發生交叉連線，導致可見的凝集。這裡的凝集肉眼可見。這裡的顆粒狀抗原是不溶性分子。

與沉澱反應一樣，當抗原和抗體的比例相等時，就會發生凝集。直接和間接凝集是兩種具有廣泛診斷免疫學應用的型別。