人類對結核分枝杆菌的感染率較高，但發病率較低，這表明人體對該菌有較強的抵抗力。結核分枝杆菌是胞內寄生菌，其免疫主要是細胞免疫。當被結核分枝杆菌致敏的T淋巴細胞再次接觸該菌或其相應抗原時，可釋放多種細胞因子，如IL-2、IL-6、IFN-γ、TNF-a等，使巨噬細胞聚集在炎症部位，並極大增強巨噬細胞對該菌的殺傷作用。抗結核免疫屬感染免疫，又稱有菌免疫。即當結核分枝杆菌或其組分存在體內時，機體才有免疫力；一旦當該菌或其成分在體內完全消失時，免疫力也隨之消失。
機體對結核分枝杆菌產生細胞免疫的同時，也產生遲發型超敏反應。這種情況可用郭霍現象來說明。將一定量的結核分枝杆菌注入未感染過結核的豚鼠皮下，10—14d後，注射局部發生壞死潰瘍，深而不愈合，同時附近淋巴結腫大，出現幹酪樣病變，細菌擴散至全身，表現為特異性細胞免疫尚未建立的原發感染特點。若以同樣劑量的結核分枝杆菌經皮下注入 曾經感染過結核分枝杆菌的豚鼠，24—48h後，注射局部迅速發生壞死、脫落和潰瘍，但能迅速愈合，不播散到附近淋巴結和全身，表現為原發後感染特點。由此可見，原發感染的豚鼠因無免疫力和超敏反應，故該菌迅速擴散至全身，而再感染者因有超敏反應產生，故局部反應迅速而強烈，壞死部分很快脫落，但局部愈合快，病變不擴散，這又是免疫的表現。因此，在結核分枝杆菌感染中，感染、免疫和超敏反應三者同時存在。近年研究表明，超敏反應主要是由結核菌素蛋 白和蠟質D共同引起的，而免疫則由該菌的核糖體RNA引起 。為兩種不同抗原成分激活不同的T細胞亞群釋放出不同的細胞因子所致。
結核分枝杆菌所致免疫應答的特點，是機體對結核分枝杆菌產生特異性免疫的同時，也產生了遲發型超敏反應。在自然感染過程中，細胞免疫與遲發型超敏反應同時存在。因此，通過測定機體對結核分枝杆菌有無超敏反應即可判定對結核有無免疫力，常用結核菌素試驗進行測定。
結核菌素試驗是應用結核菌素進行皮膚試驗，來測定機體對結核分枝杆菌是否能發生遲發型超敏反應（IV型變態反應）的一種試驗。以判斷機體對結核分枝杆菌有無免疫力，培養4—8周後加熱、濃縮過濾製成。其中主要成分是結核菌蛋白，稀釋2000倍，每0.1ml含5單位 。另一種為純蛋白衍化物，是OT經三氯醋酸沉澱後的純化物。 目前主要采用PPD。 PPD有兩種：人結核分枝杆菌製成的PPD-C和卡介苗製成的BCG-PPD。
2、試驗方法：常規試驗是取PPD-C和BCG-PPD各5單位，分別注入兩前臂皮內（目前仍有沿用單側注射PPI的方法），48—72h後觀察結果：紅腫硬結超過5mm者為陽性，>15mm為強陽性，對臨床診斷有意義。兩側紅腫中，若PPD-C側大於BCG-PPD側時為感染，反之則為卡介苗接種所致。小於5mm者為陰性反應。
3、結果分析陽性反應表明，機體已感染過結核分枝杆菌或卡介苗接種成功，但不一定有結核病。強陽性反應則表明可能有活動性結核，應進一步做其他檢查。陰性反應表明，未感染過結核分枝杆菌，但應考慮以下情況：感染初期，因結核分枝杆菌感染後需4周以上才能出現超敏反應；老年人；嚴重結核病患者或正患有其他傳染病如麻疹等導致的細胞免疫低下者；繼發性細胞免疫功能低下，如艾滋病或腫瘤等用過免疫抑製劑者。
4、實際應用該試驗主要用於：①選擇卡介苗接種對象和卡介苗接種免疫效果的測定，若結核菌素試驗陰性則應接種或補種卡介苗，接種後若結核菌素試驗已轉陽，表明已產生免疫力； ②作為嬰幼兒（尚未接種卡介苗）結核病診斷的參考；③在未接種卡介苗的人群中做結核分枝杆菌感染的流行病學調查，可了解人群自然感染率；④用於測定腫瘤患者等細胞免疫功能狀況。
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