血清分類學
正文
以動物血清的免疫反應檢定物種及其親緣關係的一個實驗性分類學分支，也稱免疫分類學。在免疫的反應系統中所用的抗原，是從要檢定的物種個體中所提取的蛋白質或其類似的成分，把抗原按免疫學的方法注入兔或其他試驗動物體內，使之產生抗體及其類似物如補體，經一定時間抽取兔的血液，製成血清，稱為抗血清。由於這種血清中含有抗體，故在其中滴入原來作為抗原的蛋白質溶液時，便能產生渾濁的沉澱，稱為沉澱素反應。來源相同的蛋白質抗體與抗血清所起的反應稱為同素反應。親緣關係近的生物，其相應的蛋白質由於分子結構近似，也有此種反應,稱為交叉反應。親緣關係愈遠,所產生的沉澱便愈少，因此，沉澱的量可作為測定親緣關係的一個指標。血清反應是R.克勞斯在1877年發現的，1899年J.博爾代發現交叉反應，1901年G.H.F.納托爾指出這種方法可套用於生物分類。在其後十多年中，血清反應的很多基本現象被查明，套用於動物和植物的分類工作中有一定的結果。但由於抗原蛋白的製備和試驗動物免疫狀態的不同（由生理條件和注射抗原蛋白次數不同所引起），在定量測定中常不能獲得可重複的結果，於是對這方法的意義有不同的看法。從30年代以後，除早期使用的點滴試驗外，發展出渾濁度測定、免疫擴散測定、電泳、微量補體結合等技術。
點滴試驗是在試管中先放已製備好的抗血清，將要測定的蛋白質溶液稀釋成不同濃度，用滴管滴在抗血清上,觀察在稀釋到什麼濃度仍能產生沉澱。比較不同物種來源的蛋白質能產生反應的濃度，可確定這些物種的親緣關係。但應注意對定量抗體作用的抗原其濃度與所產生沉澱的量並非按直線的關係而變化。納托爾早在1904年用此法測試了由人血清蛋白所產生的抗體與其他靈長類血清蛋白的交叉反應，見到非洲猩猩的血清蛋白有最濃的沉澱反應，而狐猴的血清蛋白反應最弱。亞洲猩猩的反應較東半球其他猿類的反應強，而在東半球猿類的反應較西半球猿類的強。他的試驗初步闡明了靈長類不同種類之間的親緣關係，指出非洲猩猩與人的關係比較接近。這一結果為以後更精確的測定所證實。
渾濁度測定是用抗原蛋白與抗血清以一定比例混和，用光度計測量所產生的沉澱的消光率來推算渾濁度。如果抗血清的量固定，改變抗原蛋白質的濃度，連續測定其所產生的渾濁度便可製備出表示兩者關係的曲線，借曲線高低或曲線下面積的大小，即可測定不同來源的蛋白質的物種親緣關係。
免疫擴散測定法是利用不同蛋白質分子在瓊脂等凝膠中擴散速度的不同，使抗血清與抗原中的不同部分在不同地點相遇而產生多次沉澱反應。由此測定抗原蛋白質的種類和相似性。如果把要測定的蛋白質用凝膠電泳分成幾個部分，然後在凝膠介質中已分開的蛋白質一定距離處挖一平行的凹槽，其中放抗血清，使發生擴散作用，抗體與抗原起沉澱反應，則免疫反應更為靈敏和具特異性。如果製備電泳凝膠板時在溶液中加入一定量的抗血清，凝膠凝結後在板靠陰極一端挖一排小孔，孔中加入不同來源的蛋白質，進行電泳時這些蛋白質向陽極泳動，因凝膠板中含有抗體，使抗原蛋白質所形成複合物的沉澱線形成尖峰，形似火箭，故稱火箭電泳。峰高度與被測蛋白質的免疫特異性和含量成比例，故可做定量測定。
在60年代，美國M.古德曼等以免疫擴散測定法測定了20多種靈長類動物以及樹鼩等的親緣關係，見到跗猴與類人猿亞目的種類有稍相接近的親緣關係，懶猴類與狐猴類有稍相接近的親緣關係。靈長類種類之間的親緣關係要比與樹鼩的更為接近。在懶猴中，見到亞洲懶猴與非洲樹熊猴並不接近，而是比非洲嬰猴離得更遠。以免疫擴散測定法所建立的懶猴的系統樹把懶猴分為懶猴科 (Lorisidae)、樹熊猴科（Perodictidae）和嬰猴科(Galagidae)。此外還結合形態觀察認為倭狐猴(Micro-cebus)和鼠狐猴(Cheirogaleus)不應屬於狐猴科(LeMU-ridae),而是懶猴科的分支。 樹鼩(Tupaia)與鼯猴(Cy－nocephalus) 的親緣關係與對靈長類一樣疏遠，但與其他哺乳動物相比則稍為接近。
補體結合測定是利用高等動物血漿在免疫時產生的一類稱為補體的蛋白質，這種補體有與起反應的抗原抗體相結合的特點，並能使敏化的紅細胞破裂，產生溶血現象。在試驗條件下當有稍為過量的補體加入有特異反應的抗原抗體溶液中時，一部分補體便被結合，免疫系統的特異性愈大，被結合的補體便愈多，溶液中所剩下的游離補體便愈少。經一定的反應時間後，再加入敏化的紅細胞，游離補體使紅細胞破裂產生溶血現象，未破裂的紅細胞可用離心法除去。游離補體的量可用光度計對混合液中血紅蛋白光密度的大小來測定。補體在抗原抗體反應中被結合的程度與血紅蛋白的密度成反比，在交叉反應中可作為要測定蛋白質的同系抗原抗體蛋白質差異的指標。在60年代初發展了微量補體結合測定，反應靈敏度高，需用的抗原蛋白質的量少，60和70年代美國V.W.薩維奇、A.C.威爾遜等套用此法再次研究了靈長類某些種類的親緣關係，證實非洲的大猩猩和黑猩猩與人的親緣關係比亞洲的猩猩、長臂猿、合趾猿的更為接近。此外，對以前測得的靈長類在分枝發展起始的系統關係提出修正意見。
血清的免疫反應可在蛋白質的分子水平上用來定量測定物種的親緣關係，對研究生物的系統發育非常有用。但所顯示的關係對不同生物類群的意義可能並非完全相同，所以應與其他的分類學方法所得結果相互補充。
參考書目
A.Boyden,Perspectives on Zoology, Pergamon Press,London,1973.
C.A.Wright,Biochemical and Immunological Taxonomy of Animals, Academic Press, New York,1974.
