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一、凝集反应的特点
细菌和红细胞等颗粒性抗原与相应抗体结合后，可出现肉眼可见的凝集(agglutination)现象。早在1896年，Widal就利用伤寒病人的血清与伤寒杆菌发生特异性凝集的现象，有效地诊断伤寒病。至1900年Landsteriner在特异性血凝现象的基础上发现了人类血型，并于1930 年获得了诺贝尔奖金。凝集试验灵敏度高，方法简便，迄今已成为通用的免疫学试验，广泛应用于临床检验。
凝集反应的发生分两阶段：
①抗原抗体的特异结合;
②出现可见的颗粒凝集。
通常，细菌和红细胞等颗粒抗原在悬液中带弱负电荷，周围吸引一层与之牢固结合的正离子，外面又排列一层松散的负离子层，构成一个双层离子云。在松散层内界和外界之间的电位差形成Z电位。溶液中的离子强度愈大，Z电位也就愈大。Z电位使颗粒相互排斥。当特异抗体与相应抗原颗粒互补结合时，抗体的交联作用克服了抗原颗粒表面的Z电位，而使颗粒聚集在一起。但当抗体分子太少，不足以克服相当厚度的离子云层时，则不能使颗粒聚集。因此在凝集反应中，IgM类抗体的作用比IgG类抗体要大数百倍，所以IgG类抗体常出现不完全反应，即不可见的抗原抗体反应。这种抗体有时又称不完全抗体。不完全的含义是：可与抗原牢固结合，但因其分子量较小，不能起到由桥联作用而形成的可见凝集现象。在试验过程中，为促使凝集现象的出现，可采取以下措施：增加蛋白质或电解质，降低溶液中离子强度以缩短颗粒间的距离;增加试液的粘滞度，如加入右旋糖酐或葡聚糖等;用胰酶或神经氨酸酶处理，改变细胞的表面化学结构;以离心方法克服颗粒间的排斥等。
凝集试验是一个定性的检测方法，即根据凝集现象的出现与否判定结果阳性或阴性;也可以进行半定量检测，即将标本作一系列对倍稀释后进行反应，以出现阳性反应的最高稀释度作为滴度。由于凝集反应方法简便，敏感度高，因而在临床检验中被广泛应用。
在免疫学技术中，凝集反应可分为直接凝集反应和间接凝集反应两大类。自身红细胞凝集试验和抗球蛋白参与的凝集试验是两种特殊的凝集反应。
二、直接凝集反应
细菌、螺旋体和红细胞等颗粒抗原，在适当电解质参与下可直接与相应抗体结合出现凝集，称为直接凝集反应。凝集反应中的抗原称为凝集原，抗全称为凝集素。常用的凝集试验有玻片法和试管法两种。
(一)玻片凝集试验
玻片凝集试验为定性试验方法，一般用已知抗体作为诊断血清、与受检颗粒抗原如菌液或红细胞悬液各加一滴在玻片上，混匀，数分钟后即可用肉眼观察凝集结果，出现颗粒凝集的为阳性反应。此法简便、快速，适用于从病人标本中分离得到的菌种的诊断或分型。玻片法还用于红细胞ABO血型的鉴定。
(二)试管凝集试验
试管凝集试验为半定量试验方法，在微生物学检验中常用已知细菌作为抗原液与一系列稀释的受检血清混合，保温后观察每管内抗原凝集程度，通常以产生明显凝集现象的最高稀释度作为血清中抗体的效价，亦称为滴度。在试验中，由于电解质浓度和pH不适当等原因，可引起抗原的非特异性凝集，出现假阳性反应，因此必须设不加抗体的稀释液作对照组。
临床上常用的直接试管凝集试验为肥达试验和外斐试验。在输血时也常用于受体和供体两者的红细胞和血清的交互配血试验。
三、间接凝集反应
(一)间接凝集反应类型
根据致敏载体用的是抗原或抗体以及凝集反应的方式，间接凝集反应分为4类：
①正向间接凝集反应;
②反向间接凝集反应;
③间接凝集抑制反应;
④协同凝集反应。
可用作载体的颗粒很多，常用的为红细胞、胶乳颗粒及明胶颗粒等。间接凝集反应具有快速、敏感、操作简便、无需特殊的实验设备等特点，而且能用于抗原或抗体的测定，因此在临床检验中广为应用。
间接凝集反应是将可溶性抗原(或抗体)先吸附于适当大小的颗粒性载体表面，然后与相应抗体(或抗原)作用，在适宜电解质存在的条件下，出现特异性凝集现象。
(二)间接血凝试验
血凝试验(hemagglutinationtest)是红细胞凝集试验的简称。间接血凝试验是以红细胞作为载体的间接凝集试验，在临床检验中应用广泛，以下简述其操作过程。
1、载体
红细胞是大小均一的载体颗粒，最常用的为绵羊、家兔、鸡的红细胞及O型人红细胞。新鲜红细胞能吸附多糖类抗原，但吸附蛋白质抗原或抗体的能力较差。致敏的新鲜红细胞保存时间短，且易变脆、溶血和污染，只能使用2～3天。为此一般在致敏前先将红细胞醛化，可长期保存而不溶血。常用的醛类有甲醛、戊二醛、丙酮醛等。红细胞经醛化后体积略有增大，两面突起呈圆盘状。
醛化红细胞具有较强的吸附蛋白质抗原或抗体的能力，血凝反应的效果基本上与新鲜红细胞相似。如用两种不同醛类处理效果更佳。也可先用戊二醛，再用鞣酸处理。醛化红细胞能耐60℃加热，并可反复冻融不破碎，在4℃可保存3～6个月，在-20℃可保存一年以上。
2、致敏
致敏用的抗原或抗体要求纯度高，并保持良好的免疫活性。用蛋白质致敏红细胞的方法有直接法和间接法。直接法只须在低pH，低离子浓度下，用醛化红细胞直接吸附即可。间接法则需用偶联剂将蛋白质结合到红细胞上。常用偶联剂为双偶氮联苯胺(bidiazotizedbenzidine，BDB)和氯化铬。前者通过共价键，后者通过金属阳离子静电作用使蛋白质与红细胞表面结合而达到致敏的目的。
(三)胶乳凝集试验
胶乳凝集试验也是一种间接凝集试验，所用的载体颗粒为聚苯乙烯胶乳，是一种直径约为0.8μm大小的圆形颗粒，带有负电荷，可物理性吸附蛋白分子，但这种结合牢固性差。也可制备成具有化学活性基团的颗粒，如带有羧基的羧化聚苯乙烯胶乳等，抗原或抗体以共价键交联在胶乳表面。化学交联一般通过缩合剂碳化二亚胺将胶乳上的羧基与被交联物上的氨基缩合在一起。这种用交联致敏的胶乳试剂性能稳定，保存期长。
胶乳凝集试验分试管法与玻片法。
试管法先将受检标本在试管中以缓冲液作倍比稀释，然后加入致敏的胶乳试剂，反应后观察胶乳凝集结果。玻片法操作简便，一滴受检标本和一滴致敏的胶乳试剂在玻片上混匀后，连续摇动2～3min即可观察结果。出现凝集大颗粒的为阳性反应，保持均匀乳液状为阴性反应。
胶乳为人工合成的载体，因此其性能比生物来源的红细胞稳定，均一性好。但胶乳与蛋白质的结合能力以及凝集性能不如红细胞，因此作为间接凝集试验，胶乳试验的敏感度不及血凝试验。
(四)明胶凝集试验
将全病毒抗原及重组抗原吸附在粉红色明胶颗粒上，来检测相应抗体。
间接凝集反应具有快速、敏感、操作简便、无需特殊的实验设备等特点，而且能用于抗原或抗体的测定，因此在临床检验中广为应用。
(1)抗原的检测：反向间接凝集试验用于检测病原体可溶性抗原，也可用于检测各种蛋白质成分。
(2)抗体的检测：可用于检测细菌、病毒和寄生虫等感染后产生的抗体，例如间接凝集试验或明胶颗粒凝集试验用于检测抗人类免疫缺陷病毒(HIV)抗体以诊断艾滋病、乳胶凝集试验用于检测抗溶血素O等。
(五)间接凝集反应的应用
间接凝集反应具有快速、敏感、操作简便、无需特殊的实验设备等特点，而且能用于抗原或抗体的测定，因此在临床检验中广为应用。
(一)抗原的检测
反向间接凝集试验可用于检测病原体的可溶性抗原，也可用于检测各种蛋白质成分。间接凝集反应的敏感度虽较沉淀反应高，但低于新发展的各种标记免疫测定。因此在微量抗原测定中其实用性取决于临床的要求。例如测定尿液HGG的胶乳凝集妊娠试验，直接凝集法的敏感度约为300mIU/ml，凝集抑制法的敏感度约为1000mIU/ml，停经35～40天以上的孕妇可测得阳性结果。检测乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的间接血凝试验敏感度一般在2～5ng /ml，对献血员的筛检已不符合要求。
(二)抗体的检测
可用于检测细菌、病毒、寄生虫等感染后产生的抗体，例如间接血凝试验或明胶颗粒凝集试验用于检测抗人免疫缺陷病毒(HIV)抗体以诊断艾滋病、胶乳凝集试验用于检测抗溶血素O等。也有用于检测自身免疫性疾病的抗体，例如类风湿因子胶乳凝集试验、抗DNA抗体和抗甲状腺球蛋白抗体的间接血凝试验等。
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