遺傳學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史范文
時(shí)間:2023-11-21 17:53:24
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篇1
關(guān)鍵詞:噬菌體展示抗體; 相思子毒素; 電化學(xué)發(fā)光; 免疫傳感器
1 引 言
電化學(xué)發(fā)光(Electrochemiluminescence,ECL)免疫傳感器檢測(cè)蛋白類生物大分子多是以傳感器表面固定抗體為捕獲探針,以發(fā)光標(biāo)記物如聯(lián)吡啶釕[Ru(bpy)2+3]標(biāo)記抗體為發(fā)光探針,在靶標(biāo)存在的情況下,形成“捕獲探針-靶標(biāo)-發(fā)光探針”復(fù)合物,在電極表面發(fā)生ECL反應(yīng),以此測(cè)定靶標(biāo)濃度[1~5]??贵w活性以及標(biāo)記物的量將直接影響檢測(cè)的靈敏度。對(duì)于傳統(tǒng)抗體,分子表面可供標(biāo)記的基團(tuán)有限,而且多位點(diǎn)標(biāo)記也可能影響其結(jié)合活性,這限制了靈敏度的進(jìn)一步提高。
噬菌體展示抗體是通過噬菌體展示技術(shù)獲得的一種可溶性抗體片段或是表面展示有抗體片段的噬菌體[6],對(duì)于后者,其表面除了展示的抗體片段外就是大量的衣殼蛋白。以展示有單鏈抗體(Single chain variable fragments,scFv)的M13噬菌體為例,M13為絲狀,長(zhǎng)約900 nm,寬約8 nm,衣殼約由2800拷貝的5 kDa的主要衣殼蛋白pⅧ組成[7],scFv融合表達(dá)在位于一端的約5拷貝的次要衣殼蛋白pⅢ中的1個(gè)拷貝上。若進(jìn)行標(biāo)記,會(huì)有更多的標(biāo)記物連接在數(shù)量龐大的衣殼蛋白上[8],展示抗體僅僅是“躲在”一端的一個(gè)小角落里,從而被標(biāo)記上較少的標(biāo)記物,可最大限度避免多位點(diǎn)標(biāo)記造成的活性降低或消失。因此,噬菌體展示抗體做標(biāo)記探針能大大增加標(biāo)記物數(shù)量,而又最小程度影響結(jié)合活性,從而起到放大信號(hào)作用。
本研究以劇毒生物毒素相思子毒素(Abrin)為檢測(cè)目標(biāo),以Abrin多克隆抗體(多抗)包被的磁微球?yàn)椴东@探針,以Ru(bpy)2+3標(biāo)記的Abrin噬菌體展示抗體為發(fā)光探針,將磁性微球分離富集與噬菌體展示抗體大量負(fù)載發(fā)光標(biāo)記物放大ECL信號(hào)相結(jié)合,建立了一種檢測(cè)Abrin的新方法,有效放大了檢測(cè)信號(hào),提高了檢測(cè)靈敏度。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 儀器與試劑
磁免疫電化學(xué)發(fā)光傳感檢測(cè)平臺(tái)(本實(shí)驗(yàn)室與西安瑞邁分析儀器有限責(zé)任公司聯(lián)合研制),MPI-E型電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀(西安瑞邁分析儀器有限責(zé)任公司);BIOMATE 3S紫外可見分光光度計(jì)(美國(guó)賽默飛世爾科技);HS-3垂直混合器(寧波新芝生物科技股份有限責(zé)任公司);磁分離架(美國(guó)Promega公司)。
三聯(lián)吡啶釕N-羥基琥珀酰亞胺酯(Ru(bpy)2+3-NHS ester,美國(guó)Sigma公司),活化生物素(Biotin-NHS ester,美國(guó)Sigma公司);鏈親和素包被磁微球(New England BioLabs公司,直徑2.0 μm),Abrin、Abrin多抗、Abrin單抗、Abrin噬菌體展示抗體、蓖麻毒素(Ricin)、葡萄球菌腸毒素B(SEB,本實(shí)驗(yàn)室);發(fā)光檢測(cè)液與CleanCell清洗液(北京百隆騰科技發(fā)展有限公司);牛血清白蛋白(BSA,上海國(guó)藥集團(tuán)有限公司);磷酸鹽緩沖溶液(PBS)用0.1 mol/L Na2HPO4,0.1 mol/L KH2PO4和0.1 mol/L KCl配制而成;實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水,其它所用化學(xué)品和試劑均為分析純。
2.2.2 捕獲探針制備 (1)Abrin多抗生物素化 用1 mL DMSO 溶解活化生物素1 mg,向1 mL Abrin多抗溶液(1 mg/mL)中加入120 μL 活化生物素溶液(即含活化生物素 120 μg);在室溫下持續(xù)攪拌,保溫2~4 h;加入9.6 μL 1 mol/L NH4Cl(每25 μg 活化生物素加1 μL),在室溫下攪拌10 min;超濾除去未結(jié)合的活化生物素,以PBS重懸至1 mL。(2)磁微球捕獲探針構(gòu)建 將生物素化的abrin多抗 20 μL加入1 mL(1 g/L)親和素包被的磁微球中,室溫振蕩孵育1 h,置于磁分離架上用PBST(含0.15% Tween-20的PBS)清洗兩次,PBS清洗兩次除去未結(jié)合的Abrin多抗,余下結(jié)合了Abrin多抗的磁微球,加PBS重懸至1 mL, 4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
2.2.3 ECL檢測(cè) 將Abrin多抗包被的磁微球50 μL與50 μL樣品混合, 室溫振蕩孵育15 min,置于磁分離架上用PBS清洗兩次,再加入50μL 標(biāo)記探針混合后室溫振蕩孵育1 h,結(jié)合磁分離用PBS清洗兩次,用發(fā)光檢測(cè)液重懸后加入檢測(cè)池,磁微球復(fù)合物磁鐵作用下沉積在工作電極表面,在給定工作電極與參比電極之間恒定電壓1.4 V下,標(biāo)記在噬菌體上的Ru(bpy)2+3就和發(fā)光檢測(cè)液中的三丙胺(TPA)發(fā)生ECL反應(yīng),光信號(hào)由光電倍增管(PMT)檢測(cè)。整個(gè)檢測(cè)過程如圖1所示。ECL反應(yīng)結(jié)束后,將磁鐵位置移至離電極最遠(yuǎn)處,先用去離子水、CleanCell清洗液結(jié)合電化學(xué)階躍脈沖清洗檢測(cè)池與電極,再用去離子水和ProCell發(fā)光檢測(cè)液沖洗,直至ECL值恢復(fù)至基線水平(空白信號(hào))后進(jìn)行下一輪檢測(cè)。
3 結(jié)果與討論
3.1 發(fā)光探針性質(zhì)
3.1.1 發(fā)光探針紫外-可見光譜 如圖2所示,Abrin噬菌體展示抗體經(jīng)標(biāo)記后其紫外-可見光譜發(fā)生改變,a為abrin噬菌體展示抗體光譜圖,在269 nm處有一個(gè)特征吸收峰,因?yàn)槭删w顆粒為衣殼蛋白內(nèi)包裹著核酸,269 nm處反映的是DNA的吸收峰;b為標(biāo)記物Ru(bpy)2+3-NHS ester的圖譜,聯(lián)吡啶釕在220~600 nm之間有3個(gè)特征吸收峰,其中可見光457 nm處的吸收對(duì)應(yīng)于金屬Ru到bpy配體dππ*電荷躍遷, 紫外區(qū)287 nm處的吸收是以配體為中心的ππ*躍遷,紫外區(qū)的另一個(gè)吸收峰在245 nm處,也是金屬Ru到bpy配體的dππ*電荷躍遷[11]; c為Ru(bpy)2+3標(biāo)記Abrin噬菌體展示抗體的光譜圖,位于285 nm吸收峰應(yīng)對(duì)應(yīng)于聯(lián)吡啶釕287 nm的吸收峰,254 nm處吸收應(yīng)對(duì)應(yīng)于聯(lián)吡啶釕245 nm處的吸收,稍紅移,457 nm處為聯(lián)吡啶釕的特征吸收,這表明Ru(bpy)2+3-NHS ester已經(jīng)標(biāo)記到噬菌體展示抗體上。
3.2 孵育時(shí)間的確定
因Abrin單鏈抗體展示于M13噬菌體表面,且M13較大,且為長(zhǎng)絲狀,其運(yùn)動(dòng)相對(duì)抗體來(lái)說非常緩慢,又因scFv位于一端,這降低了M13與Abrin接觸的幾率,有必要對(duì)孵育時(shí)間進(jìn)行考察。Abrin濃度為50 μg/L時(shí),在加入Ru(bpy)2+3標(biāo)記的Abrin噬菌體展示抗體后分別孵育10, 20, 30, 40, 50, 60, 70和80 min,隨孵育時(shí)間增加,電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的變化見圖4。孵育時(shí)間小于60 min時(shí),隨孵育時(shí)間增加發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng);孵育時(shí)間大于60 min時(shí),發(fā)光強(qiáng)度趨于平穩(wěn)。說明室溫下的M13參與的結(jié)合反應(yīng)在60 min后基本達(dá)到飽和。因此,加入標(biāo)記探針后孵育時(shí)間定位 60 min。
篇2
關(guān)鍵詞:通識(shí)教育;人類生物學(xué);遺傳學(xué)
教育的實(shí)質(zhì)應(yīng)該回歸以人為本,培養(yǎng)健全人格,全面提高人的素質(zhì),高等教育尤為如此,不僅要追求優(yōu)質(zhì)的專業(yè)教育,更要踐行“以人為本”的通識(shí)教育。高等教育為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)提供了人才保障,輸送了大量國(guó)家所需的專業(yè)人才。我國(guó)普通本科招生規(guī)模逐漸擴(kuò)大,入學(xué)率近50%,很快將跨入高等教育普及化發(fā)展階段。高等教育工作任重道遠(yuǎn)。結(jié)合國(guó)內(nèi)外教育歷史與現(xiàn)實(shí),我國(guó)改革開放40年的高等教育實(shí)踐已經(jīng)證明,通識(shí)教育與專業(yè)教育同等重要,二者相輔相成。本文將通過通識(shí)課程人類生物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐,總結(jié)和挖掘“以人為本”的教學(xué)理念和教學(xué)思路和方法,特別以人類遺傳學(xué)為案例,分析人的經(jīng)典屬性在通識(shí)教育中的核心地位。
1通識(shí)教育的核心理念
在通識(shí)教育的實(shí)踐中,各個(gè)大學(xué)都有自己的理解和實(shí)踐,也都遇到各種困惑和困難,包括理念的建立和課時(shí)的安排等,例如如何從繁多的專業(yè)課程學(xué)時(shí)中給通識(shí)課程分出學(xué)時(shí)等問題。狹義上講,通識(shí)教育是通與專的結(jié)合,而更廣義的理解應(yīng)該是如何踐行“以人為本”的教育理念。
清華大學(xué)成立了通識(shí)教育實(shí)驗(yàn)區(qū)新雅學(xué)院。北京大學(xué)不僅成立了元培學(xué)院,而且在“通?!苯Y(jié)合方面進(jìn)行了各種實(shí)踐。復(fù)旦大學(xué)在教與學(xué)兩方面推進(jìn)改革舉措,建立“以人為本,以德為先”的人才培養(yǎng)理念。浙江大學(xué)建立了竺可楨學(xué)院,在通專結(jié)合方面開設(shè)了一批高品質(zhì)的榮譽(yù)課程。武漢大學(xué)系統(tǒng)地發(fā)展了通識(shí)教育的核心理念,即“博雅弘毅,文明以止,成人成才,四通六識(shí)”。秉持“人文化成”之理念,以“成人”教育統(tǒng)領(lǐng)成才教育(http://gec.whu.edu.cn/tszx/zxjj.htm)?!度祟惿飳W(xué)》作為該校最早開設(shè)的通識(shí)課程之一,始終踐行上述通識(shí)教育的核心理念,堅(jiān)持“以人為本”作為經(jīng)典。從2008年開課以來(lái),一直深受學(xué)生歡迎。歷經(jīng)“武大通識(shí)1.0”到“武大通識(shí)3.0”的建設(shè),已經(jīng)成為通識(shí)教育的重要組成部分。
2人類生物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐
2.1教學(xué)目標(biāo)、大綱與教學(xué)方法
素質(zhì)教育正成為當(dāng)今大學(xué)教育的趨勢(shì)。作為通識(shí)教育課程,《人類生物學(xué)》課程旨在培養(yǎng)大學(xué)生健全的人格,拓展與完善大學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),造就更多有創(chuàng)新潛能的復(fù)合型人才?!度祟惿飳W(xué)》是為各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的全校性通識(shí)課程,適合于文科、理科、工科和醫(yī)學(xué)等專業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)人類自身知識(shí)的課程。該課程通過現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段進(jìn)行展示,強(qiáng)調(diào)人類生物學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)與前沿、科學(xué)性與趣味性、實(shí)用性與交叉性、熱點(diǎn)問題與系統(tǒng)知識(shí)的有機(jī)組合,注重聯(lián)系實(shí)際,貼近生活,易于了解和接受。教學(xué)中反映人類生物學(xué)與理、工和人文社科等學(xué)科的交叉滲透,反映現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的最新成果,以及地球與人類生存發(fā)展的密切關(guān)聯(lián)。課程以“人是什么”為切入點(diǎn),對(duì)人類自身的過去、現(xiàn)在和未來(lái)所涉及的生物學(xué)問題進(jìn)行講授。《人類生物學(xué)》教學(xué)內(nèi)容選擇上始終體現(xiàn)人文關(guān)懷,貼近生命和生活,按照人類生物學(xué)知識(shí)范圍,設(shè)計(jì)若干知識(shí)模塊。教學(xué)共分6章(表1)。為了便于各專業(yè)本科生選修的時(shí)間靈活性,在總學(xué)時(shí)上壓縮到最小,安排一個(gè)學(xué)分,共16學(xué)時(shí)。在教學(xué)方法上,全部采用多媒體教學(xué)。教學(xué)手段主要包括自制幻燈片、自制多媒體鏈接、視頻短片,VCD播放,以及精準(zhǔn)個(gè)性化教學(xué)與小組交流等豐富多彩的方法。
2.2教學(xué)效果與評(píng)估
從“武大通識(shí)1.0”到“武大通識(shí)3.0”,《人類生物學(xué)》始終貫徹落實(shí)“通識(shí)”教育理念,滿足于大學(xué)生對(duì)人類自身知識(shí)的了解和渴望。至今已開課10年,共有1470余名學(xué)生選課,每次選課平均110余人,選課學(xué)生覆蓋全校文、史、理、工、農(nóng)、醫(yī)所有學(xué)科專業(yè)(圖1)。教學(xué)評(píng)價(jià)由學(xué)院組織,百分制進(jìn)行,平均得分為94.92分。不僅學(xué)生選課踴躍,而且獲得了很好的教學(xué)效果。為我國(guó)培養(yǎng)具有通識(shí)知識(shí)背景的高級(jí)科學(xué)人才做出了貢獻(xiàn)。
3以“通”為境界的人類生物學(xué)通識(shí)教學(xué)
3.1以“通”為人格境界的總體設(shè)計(jì)
培養(yǎng)健全人格,以“?!睘橹R(shí)縱深,以“通”為人格境界。人類生物學(xué)課程的建設(shè)始終貫穿從認(rèn)識(shí)“人”、了解“人”到培養(yǎng)“人”,以及了解自己到了解世界,以“通”為人格境界,打通文理界限。有關(guān)人類生物學(xué)學(xué)習(xí),已經(jīng)出版了不少教材和參考書,國(guó)內(nèi)以陳守良和郭明德編寫的《人類生物學(xué)》較為系統(tǒng)[1],中文翻譯本有尤瓦爾·赫拉利著的《人類簡(jiǎn)史從智人到智神》[2]。人類生物學(xué)課程教學(xué)中反映了人類生物學(xué)知識(shí)與理、工、人文社科等學(xué)科的交叉與滲透,體現(xiàn)了現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的最新成果及其產(chǎn)生的意義,同時(shí)關(guān)注地球與人類生存發(fā)展的密切關(guān)聯(lián)。引導(dǎo)學(xué)生從喜歡學(xué)、主動(dòng)學(xué)到無(wú)形之中塑形自我健全人格的“通”境界。
3.2人是什么?
人們對(duì)大猩猩好奇,人與大猩猩、黑猩猩以及金絲猴到底是什么關(guān)系?這就要先回答人是什么?人類生物學(xué)教學(xué)中以此問題為切入點(diǎn),闡明人的屬性。讓學(xué)生了解自己,只有充分認(rèn)識(shí)自己,才能完善人的屬性,并樹立健全人格。長(zhǎng)臂猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩與人都屬于人猿超科大家族。然而,他們?cè)诓煌难莼甏髯苑制绐?dú)立成群,最早是長(zhǎng)臂猿在約距今18百萬(wàn)年前分開獨(dú)立演化,之后是猩猩在11百萬(wàn)年前分出,大猩猩于7~8百萬(wàn)年前與黑猩猩和人分開演化,最后是人類在5~7百萬(wàn)年前與黑猩猩分開獨(dú)立演化(圖2)。看來(lái)與人類更近源的是黑猩猩,而非電影中場(chǎng)景描述的大猩猩與人類更親近。在教科書中沒有更新關(guān)于人類的演化知識(shí)。人類生物學(xué)教學(xué)中更關(guān)注前沿?zé)狳c(diǎn)問題,引入了新內(nèi)容,使學(xué)生認(rèn)識(shí)人更全面。比如,在黑猩猩與人類分開演化后不久,約4.4百萬(wàn)年前,人類演化的這一支出現(xiàn)過一類與人類更近源的猿人,即拉密達(dá)猿人。2009年美國(guó)科學(xué)家在Science雜志上發(fā)表系列報(bào)道,在埃塞俄比亞境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了距今已有4.4百萬(wàn)年的女性原始人骨骼化石[3-5],這是迄今發(fā)現(xiàn)的年代最久遠(yuǎn)的原始人骨骼化石,科學(xué)家根據(jù)出土的骨骼“復(fù)原”了其整體特征(圖2)。她具有與猿類似的頭部和腳趾,手掌、手腕以及骨盆格局,表明她可以用兩只腳直立行走,類似人類,但腳掌的拇指分得更開,這有利于野外生存。這可能是目前已知的最早的人類祖先,即使不是,它也為研究者提供了新的參考,了解人類是怎樣從大猩猩和黑猩猩等共同擁有的祖先那里演化來(lái)的。更多疑問留給學(xué)生課后思考,比如:拉密達(dá)猿人為什么沒有成功演化,而在地球上消失?人類是否還在進(jìn)一步演化?人類的未來(lái)如何?
人的屬性及與其他動(dòng)物的本質(zhì)區(qū)別也是學(xué)生常常提出的疑問。人類生物學(xué)課程引入如下幾點(diǎn)思考:(1)智慧:源自人類高度發(fā)育的大腦?,F(xiàn)代人的腦容量是近親黑猩猩的3倍以上。增大的容量使得人類大腦具有更多的神經(jīng)細(xì)胞和更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),介紹在人群中大腦容量也存在個(gè)體差異,以及存在智商差異等問題。(2)勞動(dòng):直立人的出現(xiàn)解放前肢發(fā)展為手,為勞動(dòng)創(chuàng)造了條件。勞動(dòng)在人類進(jìn)化中具有決定性作用,發(fā)展勞動(dòng)工具為人類演化新的一步,北京人用的石錐,非洲發(fā)現(xiàn)的石器組合等。勞動(dòng)促進(jìn)了人類進(jìn)化,人類的每一代人都不是簡(jiǎn)單地重復(fù)前一代人的活動(dòng),而是在繼承前一代人的勞動(dòng)成果,傳承現(xiàn)存的生產(chǎn)力以及與之相適應(yīng)的社會(huì)關(guān)系,在繼承以語(yǔ)言文字等形式存在的文化知識(shí)成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行新的創(chuàng)造活動(dòng),從而使人類改造自然的能力不斷提高,使社會(huì)生活、社會(huì)關(guān)系不斷豐富和發(fā)展,人類也由此獲得了新的演化。從這個(gè)意義上講,愛勞動(dòng)是人的本能,勞動(dòng)不僅為人類創(chuàng)造財(cái)富,更是人類演化的自然屬性。(3)語(yǔ)言﹑文字與音樂:人類的屬性首先是有了交流的語(yǔ)言,語(yǔ)言的誕生就是人類的誕生。音樂是人類的共同語(yǔ)言。早在3500年前的商代,中國(guó)就有了編鐘,這為人類的演化提供了源泉。音樂起源于勞動(dòng),勞動(dòng)賦予音樂以內(nèi)容,勞動(dòng)的呼聲賦予音樂節(jié)奏和音調(diào),勞動(dòng)的動(dòng)作給予音樂舞姿。古代與現(xiàn)代的詩(shī)歌、音樂和舞蹈3者是一體的,音樂–舞蹈–勞動(dòng)–大腦,協(xié)調(diào)演化,因此,音樂是人類演化的產(chǎn)物,也促進(jìn)了人類向更高級(jí)的演化。人類的語(yǔ)言是以命名為基礎(chǔ)的,而動(dòng)物的語(yǔ)言則不是。動(dòng)物也可以通過有聲語(yǔ)言進(jìn)行簡(jiǎn)單的溝通和情感的表達(dá)等,但都不是以對(duì)事物的命名為基礎(chǔ)。根據(jù)考古研究成果,人類至少在40~50萬(wàn)年前就開始發(fā)明出口頭語(yǔ)言,創(chuàng)造出最初的詞語(yǔ)。只有到了4~5千年前,歐亞大陸的一些民族逐步創(chuàng)造出比較完善的文字系統(tǒng)。在中國(guó)就是以表意為基礎(chǔ)的漢字,最早是甲骨文。中國(guó)的殷墟遺址出土了距今近4千年的甲骨文,清楚地記載了甲骨文字與日歷。說明中華民族的近5千年的演化歷史,就是近代人類的演化史。這些關(guān)鍵歷史的介紹,極大地激發(fā)了學(xué)生的民族自豪感和愛國(guó)熱情。體現(xiàn)了“以人為本”統(tǒng)領(lǐng)成才教育的理念。
3.3美洲人起源自亞洲
人們始終疑惑美洲人是從哪里來(lái)的?是什么時(shí)候遷移到美洲的?美洲人的起源與中國(guó)人有無(wú)關(guān)聯(lián)?人類生物學(xué)教學(xué)始終關(guān)注這些科學(xué)問題的最新進(jìn)展,讓學(xué)生思考。考古學(xué)記錄提示,西伯利亞人群于2.2~3萬(wàn)年前通過白令陸橋來(lái)到美洲,成為克羅維斯人(Clovis),即古印第安人[6]。近年來(lái),古基因?qū)W技術(shù)的發(fā)展,為探索美洲人的起源開辟了新途徑??脊叛芯匡@示,克羅維斯時(shí)代,有著豐富的勞動(dòng)工具,稱其為克羅維斯工具(圖3A)。一般認(rèn)為這些古克羅維斯人起源于亞洲,并與現(xiàn)代美洲人存在關(guān)聯(lián)[7]。最近在美國(guó)蒙大拿州Anzick考古點(diǎn)找到一具嬰兒(Anzick-1)骨遺物,考古分析顯示,Anzick-1距今約1.2556~1.2707萬(wàn)年,并從中分離了古DNA?;蚪M測(cè)序和遺傳學(xué)分析顯示,Anzick-1起源于亞洲,并非來(lái)自歐洲。進(jìn)一步的基因組參數(shù)分析顯示,Anzick-1基因組特征與現(xiàn)代的美洲人相似,說明Anzick人群在后來(lái)的繁衍擴(kuò)散到了整個(gè)北美洲,屬于美洲原住民。后來(lái)演化為現(xiàn)代美洲人[8]。而且,Anzick-1基因組與中國(guó)漢人基因組聚類在一個(gè)大進(jìn)化分支之內(nèi),提示其與中國(guó)漢族存在遺傳關(guān)聯(lián)。結(jié)合現(xiàn)代基因組和考古研究,說明北美洲原住民起源自亞洲(圖3B)。然而,Anzick人是否來(lái)自中國(guó)古漢族人有待進(jìn)一步探索,這一科學(xué)問題值得學(xué)生深思,比如,美國(guó)美洲原住民與中國(guó)古漢族人在演化歷史上是否早就聯(lián)系在一起?而美洲人起源于中國(guó)人?其實(shí),北美洲原住民另外一支起源于貝加爾湖中南西伯利亞。在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的Ma-1少年化石屬于這一支,約2.4萬(wàn)年前遷移至北美洲。Ma-1基因組測(cè)序分析顯示,其Y染色體和常染色體序列與西部歐亞人相似,而不是東部亞洲[9]。這一支約占北美洲原住民祖先14%~38%。而大多數(shù)北美洲原住民起源于東部亞洲。
4貼近生活的教學(xué)模式
人類生物學(xué)教學(xué)以通為引領(lǐng),貼近生活的教學(xué)模式最能讓學(xué)生熱愛通識(shí)教育,從而達(dá)到塑形自我健全人格的通識(shí)教育目的。在人類基因組與個(gè)人精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)章節(jié)的教學(xué)中,著重討論了人類基因組計(jì)劃的前因后果,以及個(gè)人基因組計(jì)劃的實(shí)施對(duì)每個(gè)人生活的影響。比如,隨著個(gè)人基因組測(cè)序的普及,如何保護(hù)個(gè)人基因組的隱私。在個(gè)性化給藥與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方面,不僅介紹最新進(jìn)展,使學(xué)生了解最新學(xué)術(shù)成果,更要讓學(xué)生結(jié)合自身健康,以及生病時(shí)吃藥情況進(jìn)行思考。目前的治病用藥基本是“One-Size-Fits-All”即“一種劑量適合所有”,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展不久將實(shí)施“RightDrug-RightDose-RightPerson”即“正確的藥物–正確的劑量–正確的人”。通過體驗(yàn)貼近生活的教與學(xué),學(xué)生輕松掌握了人類基因組與個(gè)人精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)知識(shí)。同時(shí),也提出一些問題讓學(xué)生討論,比如,隨著基因組測(cè)序費(fèi)用的降低,你愿意測(cè)序你的個(gè)人基因組嗎?因?yàn)槿嘶蚪M記錄了一個(gè)生命的全部奧秘和隱私,包括疾病基因等,一方面這對(duì)于疾病的預(yù)防、診斷與治療很有幫助;另一方面,如何保護(hù)個(gè)人及家人的基因隱私也是普遍關(guān)心的問題。在人類遺傳學(xué)章節(jié)的教學(xué)中,以色盲基因的遺傳為例,讓每個(gè)學(xué)生都親自參與到教與學(xué)的教學(xué)過程中,學(xué)習(xí)和了解自己的色盲基因。為了保護(hù)個(gè)人隱私,課程通過對(duì)學(xué)生一對(duì)一的教學(xué)測(cè)試,讓每個(gè)學(xué)生了解自己的視力與色盲基因的遺傳方式。統(tǒng)計(jì)顯示正常視力為絕大多數(shù),色弱也不少,還有少數(shù)色盲(圖4A)。通過貼近生活的教學(xué)活動(dòng),學(xué)生普遍關(guān)心的一些問題也就迎刃而解了,比如,為什么色盲總是出現(xiàn)在男生,而女生沒有?因?yàn)樯せ蛭挥赬染色體,屬于性連鎖遺傳。為什么有些人得病是綠色盲,另一些人得紅色盲,因?yàn)檫@是兩個(gè)連鎖遺傳基因的控制,即紅視蛋白基因(redopsin)和綠視蛋白基因(greenopsin)。為什么會(huì)得色盲?因?yàn)檫@兩個(gè)基因的染色體區(qū)域DNA序列的相似性,在減數(shù)分裂時(shí)容易產(chǎn)生配對(duì)交換錯(cuò)配,導(dǎo)致產(chǎn)生突變配子所致(圖4,B和C)。
篇3
【關(guān)鍵詞】粉螨 過敏性哮喘 變應(yīng)原 嗜酸性粒細(xì)胞
一、粉螨過敏性哮喘簡(jiǎn)史
1922年Cooke首先提出灰塵里有特殊抗原物質(zhì)是引起哮喘和過敏性鼻炎的重要原因。1928年Dekker報(bào)道在一例哮喘患者屋內(nèi)沙發(fā)墊內(nèi)找到大量螨,消除螨后哮喘癥狀緩解,由此提出螨是引起哮喘的變應(yīng)原。新西蘭一組隨機(jī)選擇的兒童從產(chǎn)生哮喘直至13歲的隨訪表明,對(duì)于哮喘癥狀發(fā)展和氣道高反應(yīng)性,花粉不是危險(xiǎn)因子,室內(nèi)過敏原特別是塵螨是最重要的危險(xiǎn)因子[6]。1964年Voorhost報(bào)導(dǎo)了塵螨代謝產(chǎn)物是無(wú)塵中的主要變應(yīng)原。得到了許多專家的證實(shí)[7] 學(xué)者M(jìn)usken等分別用弗氏無(wú)爪螨、梅氏嗜霉螨、家食甜螨等14種螨浸液對(duì)哮喘的農(nóng)民進(jìn)行皮膚挑刺試驗(yàn),總陽(yáng)性率高達(dá)I經(jīng)皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在過敏性哮喘患者中有51.3%對(duì)塵螨過敏[9]。在英國(guó),45%~85%的哮喘患者對(duì)螨過敏[10]。在國(guó)內(nèi),唐秀云等[11]通過采集淮南地區(qū)房舍儲(chǔ)藏物標(biāo)本,鏡下進(jìn)行粉螨分離鑒定,并結(jié)合哮喘的流行病學(xué)調(diào)查表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),進(jìn)行相關(guān)性分析。哮喘患者居室儲(chǔ)藏物粉螨孳生密度為非哮喘患者居室儲(chǔ)藏物粉螨孳生密度為0.05,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,結(jié)果顯示:淮南地區(qū)房舍儲(chǔ)藏物粉螨孳生嚴(yán)重,其孳生密度與過敏性哮喘發(fā)病有關(guān)。吳雅玲 [12]等對(duì)洛陽(yáng)地區(qū)50例兒童支氣管哮喘患者及46例正常兒童進(jìn)行血清5種螨的特異性IgE(sIgE)的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)兒童支氣管哮喘組螨sIgE總陽(yáng)性率為68.00%,其中以塵螨和耪螨的陽(yáng)性率最高;正常對(duì)照組螨sIgE總陽(yáng)性率為11.54%,由此可見,洛陽(yáng)地區(qū)兒童支氣管哮喘與螨過敏(特別是塵螨和粉螨)有直接關(guān)系。舒復(fù)平,王娟[13]等以2006年12月至2007年12月本院兒科就診的100例患兒為對(duì)象,患兒均符合2003年制定的哮喘診斷標(biāo)準(zhǔn)∝1,所有患兒行皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)和塵螨特異性IgE檢測(cè),結(jié)果均為陽(yáng)性。樓金吐[14]等對(duì)杭州167例過敏性哮喘患兒過敏原分析,發(fā)現(xiàn)哮喘患兒的過敏原最常見為塵、粉螨和屋塵。
二、粉螨性哮喘的發(fā)病機(jī)制
(一)遺傳因素和環(huán)境因素。
粉螨性哮喘是以肺內(nèi)嗜酸|生粒細(xì)胞聚集、粘液過度分泌、氣道高反應(yīng)性為特點(diǎn)的IgE介導(dǎo)的I型變態(tài)反應(yīng)性疾病,該病的發(fā)生是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。支氣管哮喘具有明顯的家族聚集傾向,是一種復(fù)雜的多因子、多基因遺傳病。通過基因組掃描、候選基因技術(shù)和連鎖分析等方法確認(rèn)支氣管哮喘是一種復(fù)雜的多基因遺傳病[15],1994年,Moffatt[16]首次報(bào)道了TcRαδ復(fù)合體與特異性IgE反應(yīng)存在遺傳連鎖。發(fā)病呈多因性和異質(zhì)性,還可表現(xiàn)為基因不完全外顯和多基因遺傳,并有著不同遺傳機(jī)制。大量遺傳研究表明[17,18],HLA-Ⅱ類基因多態(tài)性與過敏性哮喘發(fā)病相關(guān),因HLA-II類抗原(包括DP、DQ、DR)在抗原呈遞過程中起關(guān)鍵作用而影響免疫反應(yīng)的特異性。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究表明支氣管哮喘各級(jí)親屬患病率高于一般群體,支氣管哮喘遺傳度在80%左右,父母中一方有哮喘的兒童,患哮喘幾率較其他兒童高2~5倍,父母雙方均有哮喘的兒童約有50%發(fā)病幾率[19]。過敏性疾病的發(fā)病與遺傳密切相關(guān),但過敏癥狀的發(fā)生不能忽視環(huán)境因素的影響,且各種過敏癥狀可以交叉出現(xiàn)[20]。目前研究表明,遺傳和環(huán)境因素所致的免疫功能紊亂是引起哮喘發(fā)病的主要原因,而在穩(wěn)定人群中的基因構(gòu)成似乎不可能在一個(gè)世紀(jì)內(nèi)發(fā)生如此顯著的變化,環(huán)境因素可能是哮喘發(fā)病率增高的決定因素。吸入性變應(yīng)原是兒童支氣管哮喘的一個(gè)主要病因。大量的流行病學(xué)調(diào)查表明,哮喘癥狀的嚴(yán)重程度與居室內(nèi)塵螨過敏原含量存在劑量-效應(yīng)關(guān)系,哮喘的流行情況也與粉螨過敏原的季節(jié)性變化相關(guān)。
(二)免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制。
粉螨性哮喘的發(fā)生發(fā)展除與遺傳、環(huán)境因素相關(guān)外,更與免疫反應(yīng)關(guān)系密切。當(dāng)粉螨等外源性抗原進(jìn)入機(jī)體后,通過T細(xì)胞傳遞,B淋巴細(xì)胞分化、增殖,產(chǎn)生特異性IgE,與肥大細(xì)胞和嗜堿細(xì)胞(EOS)上的受體結(jié)合使機(jī)體處于致敏狀態(tài)。當(dāng)再次接觸相同螨變應(yīng)原時(shí),與已致敏的肥大細(xì)胞和嗜堿細(xì)胞釋放組胺、血小板活化因子(PAF)、前列腺素(PG)、白三烯(LTS)等生物活性物質(zhì),這些炎癥介質(zhì)引起氣道黏膜水腫、黏液分泌亢進(jìn)、血管通透性增加和氣道高反應(yīng)性,引發(fā)哮喘。
邵潔等對(duì)塵螨過敏的哮喘兒童外周血體外持續(xù)給予塵螨主要過敏原Der p和Der f刺激,研究發(fā)現(xiàn)Der p、Der f對(duì)Th細(xì)胞有明顯的選擇性,過敏原的持續(xù)暴露促進(jìn)Th2優(yōu)勢(shì)表達(dá),T1/T2平衡向T2轉(zhuǎn)化,表明粉螨性哮喘的發(fā)生與Th1/Th2細(xì)胞免疫應(yīng)答有關(guān)。Nasser等認(rèn)為血清中IL-12水平的降低易于哮喘的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)IFN-1是IL-4的拮抗因子,可通過抑制IL-4 mRNA轉(zhuǎn)錄水平,抑制IL-4誘導(dǎo)的B細(xì)胞表達(dá)低親和IgE受體,從而抑制體內(nèi)IgE生成。國(guó)外學(xué)者比較過敏性哮喘患兒和非過敏性哮喘患兒外周血單個(gè)核細(xì)胞培養(yǎng)液(PBMc)中IL-4和IFNγ-的水平,發(fā)現(xiàn)前者IL-4水平顯著高于后者,IFN-γ水平則相反,認(rèn)為IL-4/IFN-γ之間的不平衡是導(dǎo)致IgE異常升高的原因,也是過敏性哮喘的重要特征之一[29]。屋塵螨提取液致敏小鼠肺部變應(yīng)性炎癥模型中,小鼠肺部灌洗液細(xì)胞計(jì)數(shù)和嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯升高,灌洗液IL-4和IL-5明顯升高,而IL-2 INF-γ 無(wú)明顯變化。
三、粉螨過敏性哮喘的防治措施
(一)相關(guān)健康教育。
如果患兒及其家長(zhǎng)缺乏有關(guān)的防治知識(shí),不了解除螨的一般方法,對(duì)哮喘病情認(rèn)識(shí)不足、重視不夠,就可能導(dǎo)致反復(fù)發(fā)作,加重病情,甚至危及生命。因此加強(qiáng)健康教育對(duì)于防治兒童螨過敏性哮喘有重要意義。舒復(fù)平王娟等通過及時(shí)、恰當(dāng)?shù)貙?duì)患兒及其家長(zhǎng)實(shí)施相關(guān)健康教育,有助于降低螨過敏性哮喘對(duì)兒童健康的威脅,實(shí)施健康教育后,患兒和/或家長(zhǎng)對(duì)各項(xiàng)防治知識(shí)的掌握及知曉率均≥90%,治療依從性99%,95%患兒哮喘發(fā)作次數(shù)減少。
(二)控制變應(yīng)原。
近年來(lái)支氣管哮喘等變應(yīng)性疾病發(fā)病率呈上升趨勢(shì)并不能用遺傳因素很好的解釋,其中普遍認(rèn)為過敏原陽(yáng)性是一個(gè)重要的危險(xiǎn)因素。吸入性變應(yīng)原是兒童支氣管哮喘的一個(gè)主要病因,同時(shí)調(diào)查顯示變應(yīng)原陽(yáng)性是氣道高反應(yīng)的主要危險(xiǎn)因素。變應(yīng)原的種類很多,主要分為吸入性變應(yīng)原,食物性變應(yīng)原及其它變應(yīng)原。主要措施有:(1)通風(fēng)干燥,日光爆曬。(2)清洗床單、被套和枕頭套,并用55℃以上熱水浸泡10分鐘以上,每月2次。(3)不用地毯。(4)定期將床上用品放置在陽(yáng)光下暴曬2小時(shí)以上。(5)使用殺螨劑,在使用低毒高效的殺螨劑時(shí),要注意“對(duì)螨下藥”才能達(dá)到有效防治目的。(6)天敵殺螨。 如使用捕食性螨捕殺害螨或用真菌、細(xì)菌、原蟲感染螨類使其死亡。(7)控制繁殖。 通過改變或轉(zhuǎn)移害螨的遺傳物質(zhì),破壞其遺傳過程,達(dá)到殺滅的目的。
(三)治療措施。
(1)皮下注射脫敏療法對(duì)難以避免變應(yīng)原的患者,可用小劑量、間隔較長(zhǎng)時(shí)間、反復(fù)多次接觸粉螨變應(yīng)原進(jìn)行脫敏治療。陳秀春、李朝品[等用粉塵螨浸液對(duì)粉螨性哮喘患者進(jìn)行脫敏治療前后用ELISA法檢測(cè)患者血清總IgE,螨特異性IgE,IgG,IL-2,IL-4,用生物素―鏈霉親和素(BSA)檢測(cè)外周血CD3+、CD4+、CD8+、cD4+/CD8+,比較上述指標(biāo)的變化,發(fā)現(xiàn)螨性哮喘患者脫敏治療過程中,機(jī)體的免疫學(xué)變化復(fù)雜,其體液免疫產(chǎn)生螨特異性IgE、IgG,對(duì)患者癥狀緩解具有重要作用,細(xì)胞免疫變化似有Th2型反應(yīng)受抑制,Thl型反應(yīng)增強(qiáng)的趨勢(shì)。除皮下注射外,趙京、譚毅研究發(fā)現(xiàn)有許多新的給藥途徑為臨床治療帶來(lái)了方便,如舌下含服、口服、鼻滴、透皮等。近年來(lái)為克服使用普通變應(yīng)原制劑療程長(zhǎng),劑量難控制等缺點(diǎn), 變應(yīng)原微球緩慢釋放制劑的研究正在進(jìn)行。
四、結(jié)語(yǔ)
粉螨過敏性哮喘的發(fā)病是以粉螨為誘因的變態(tài)反應(yīng)性疾病,嚴(yán)重危害人類健康和影響人們的生活質(zhì)量,因此防治粉螨過敏性哮喘有著重要的意義。隨著居住環(huán)境的改變和人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高,粉螨變應(yīng)性疾病正日益受到重視;并隨著研究者對(duì)粉螨過敏性哮喘致病機(jī)制及其免疫機(jī)制的進(jìn)一步研究,對(duì)疫苗最佳免疫途徑及劑量的進(jìn)一步摸索,隨著分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,以及對(duì)疫苗配伍佐劑的進(jìn)一步開發(fā),將必然對(duì)粉螨過敏性哮喘的防治發(fā)揮重要作用。
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