血清分类学

血清分类学

　　血清分类学 （Serotaxonomy） 以动物血清的免疫反应检定物种及其亲缘关系的一个实验性分类学分支，也称免疫分类学。在免疫的反应系统中所用的抗原，是从要检定的物种个体中所提取的蛋白质或其类似的成分，把抗原按免疫学的方法注入兔或其他试验动物体内，使之产生抗体及其类似物如补体，经一定时间抽取兔的血液，制成血清，称为抗血清。由于这种血清中含有抗体，故在其中滴入原来作为抗原的蛋白质溶液时，便能产生浑浊的沉淀，称为沉淀素反应。来源相同的蛋白质抗体与抗血清所起的反应称为同素反应。亲缘关系近的生物，其相应的蛋白质由于分子结构近似，也有此种反应，称为交叉反应。亲缘关系愈远，所产生的沉淀便愈少，因此，沉淀的量可作为测定亲缘关系的一个指标。

　　血清反应是R．克劳斯在1877年发现的，1899年J．博尔代发现交叉反应，1901年G．H．F．纳托尔指出这种方法可应用于生物分类。在其后十多年中，血清反应的很多基本现象被查明，应用于动物和植物的分类工作中有一定的结果。但由于抗原蛋白的制备和试验动物免疫状态的不同（由生理条件和注射抗原蛋白次数不同所引起），在定量测定中常不能获得可重复的结果，于是对这方法的意义有不同的看法。从30年代以后，除早期使用的点滴试验外，发展出浑浊度测定、免疫扩散测定、电泳、微量补体结合等技术。

　　点滴试验是在试管中先放已制备好的抗血清，将要测定的蛋白质溶液稀释成不同浓度，用滴管滴在抗血清上，观察在稀释到什么浓度仍能产生沉淀。比较不同物种来源的蛋白质能产生反应的浓度，可确定这些物种的亲缘关系。但应注意对定量抗体作用的抗原其浓度与所产生沉淀的量并非按直线的关系而变化。纳托尔早在1904年用此法测试了由人血清蛋白所产生的抗体与其他灵长类血清蛋白的交叉反应，见到非洲猩猩的血清蛋白有最浓的沉淀反应，而狐猴的血清蛋白反应最弱。亚洲猩猩的反应较东半球其他猿类的反应强，而在东半球猿类的反应较西半球猿类的强。他的试验初步阐明了灵长类不同种类之间的亲缘关系，指出非洲猩猩与人的关系比较接近。这一结果为以后更精确的测定所证实。

　　浑浊度测定是用抗原蛋白与抗血清以一定比例混和，用光度计测量所产生的沉淀的消光率来推算浑浊度。如果抗血清的量固定，改变抗原蛋白质的浓度，连续测定其所产生的浑浊度便可制备出表示两者关系的曲线，借曲线高低或曲线下面积的大小，即可测定不同来源的蛋白质的物种亲缘关系。

　　免疫扩散测定法是利用不同蛋白质分子在琼脂等凝胶中扩散速度的不同，使抗血清与抗原中的不同部分在不同地点相遇而产生多次沉淀反应。由此测定抗原蛋白质的种类和相似性。如果把要测定的蛋白质用凝胶电泳分成几个部分，然后在凝胶介质中已分开的蛋白质一定距离处挖一平行的凹槽，其中放抗血清，使发生扩散作用，抗体与抗原起沉淀反应，则免疫反应更为灵敏和具特异性。如果制备电泳凝胶板时在溶液中加入一定量的抗血清，凝胶凝结后在板靠阴极一端挖一排小孔，孔中加入不同来源的蛋白质，进行电泳时这些蛋白质向阳极泳动，因凝胶板中含有抗体，使抗原蛋白质所形成复合物的沉淀线形成尖峰，形似火箭，故称火箭电泳。峰高度与被测蛋白质的免疫特异性和含量成比例，故可做定量测定。

　　在60年代，美国M．古德曼等以免疫扩散测定法测定了20多种灵长类动物以及树鼩等的亲缘关系，见到跗猴与类人猿亚目的种类有稍相接近的亲缘关系，懒猴类与狐猴类有稍相接近的亲缘关系。灵长类种类之间的亲缘关系要比与树鼩的更为接近。在懒猴中，见到亚洲懒猴与非洲树熊猴并不接近，而是比非洲婴猴离得更远。以免疫扩散测定法所建立的懒猴的系统树把懒猴分为懒猴科（Lorisidae）、树熊猴科（Perodictidae）和婴猴科（Galagi-dae）。此外还结合形态观察认为倭狐猴（Microcebus）和鼠狐猴（Cheirogaleus）不应属于狐猴科（Lemuridae），而是懒猴科的分支。树鼩（Tupaia）与鼯猴（Cynocephalus）的亲缘关系与对灵长类一样疏远，但与其他哺乳动物相比则稍为接近。

　　补体结合测定是利用高等动物血浆在免疫时产生的一类称为补体的蛋白质，这种补体有与起反应的抗原抗体相结合的特点，并能使敏化的红细胞破裂，产生溶血现象。在试验条件下当有稍为过量的补体加入有特异反应的抗原抗体溶液中时，一部分补体便被结合，免疫系统的特异性愈大，被结合的补体便愈多，溶液中所剩下的游离补体便愈少。经一定的反应时间后，再加入敏化的红细胞，游离补体使红细胞破裂产生溶血现象，未破裂的红细胞可用离心法除去。游离补体的量可用光度计对混合液中血红蛋白光密度的大小来测定。补体在抗原抗体反应中被结合的程度与血红蛋白的密度成反比，在交叉反应中可作为要测定蛋白质的同系抗原抗体蛋白质差异的指标。在60年代初发展了微量补体结合测定，反应灵敏度高，需用的抗原蛋白质的量少，60和70年代美国V．W．萨维奇、A．C．威尔逊等应用此法再次研究了灵长类某些种类的亲缘关系，证实非洲的大猩猩和黑猩猩与人的亲缘关系比亚洲的猩猩、长臂猿、合趾猿的更为接近。此外，对以前测得的灵长类在分枝发展起始的系统关系提出修正意见。

　　血清的免疫反应可在蛋白质的分子水平上用来定量测定物种的亲缘关系，对研究生物的系统发育非常有用。但所显示的关系对不同生物类群的意义可能并非完全相同，所以应与其他的分类学方法所得结果相互补充。

　　参考书目

　　A．Boyden，Perspectives on Zoology，Pergamon Press，London，1973．

　　C．A．Wright，Biochemical and Immunological Taxono-my of Animals，Academic Press，New York，1974．