免疫組織化學(xué)(Immunohistochemistry,IHC)是基于抗原抗體特異性結(jié)合的原理,通過化學(xué)反應(yīng)使標(biāo)記抗體的顯色來對組織內(nèi)抗原進(jìn)行定位、定性、定量的一項(xiàng)技術(shù)。

根據(jù)抗原抗體反應(yīng)和化學(xué)顯色原理。從待測組織或細(xì)胞中提取蛋白作為抗原,先與一抗結(jié)合形成抗原抗體反應(yīng)物,再與生物素或熒光素標(biāo)記的二抗反應(yīng),通過化學(xué)顯色可以在顯微鏡下清晰觀察到抗原抗體反應(yīng)物,從而能在組織切片上確定抗原的分布和含量。

免疫組化原理

免疫組化的分類

根據(jù)抗體標(biāo)記物的不同一般分為免疫酶標(biāo)法、免疫熒光法、親和組織化學(xué)法、免疫鐵蛋白法、免疫金法、放射免疫自影法。下面介紹兩種較為常用的兩種技術(shù):

免疫熒光法

免疫熒光法是最早建立的免疫組織學(xué)技術(shù)。將已知抗體標(biāo)上熒光素,以此作為探針,檢查細(xì)胞或組織內(nèi)的相應(yīng)抗原。當(dāng)抗原抗體復(fù)合物中的熒光素受激發(fā)光的照射后會(huì)發(fā)出一定波長的熒光,從而對組織中的抗原進(jìn)行定位或定量。

免疫酶標(biāo)法

免疫酶標(biāo)法是繼免疫熒光之后發(fā)展的應(yīng)用較為廣泛的免疫組化技術(shù)。先以酶標(biāo)記的抗體作用于組織或細(xì)胞,然后加入酶的底物,生成有色的不溶性物質(zhì)或具有一定電子密度的顆粒,通過光鏡或電鏡,對其進(jìn)行定位,從而對細(xì)胞內(nèi)抗原進(jìn)行定位或定性研究的一種方法。

免疫組化的應(yīng)用

IHC的原理是通過化學(xué)反應(yīng)使標(biāo)記抗體的顯色劑顯色來確定組織細(xì)胞內(nèi)抗原,對其進(jìn)行定位、定性及定量的研究。人體內(nèi)很多器官和組織內(nèi)的組成細(xì)胞,由于起源一致,在形態(tài)結(jié)構(gòu)上非常相似,很多時(shí)候是很難靠形態(tài)來區(qū)分。在過去沒有免疫組化的情況下,識(shí)別有很強(qiáng)的主觀性,錯(cuò)誤難以避免。免疫組化就像細(xì)胞的“血型”鑒定,靠它可以明確組織來源。由于免疫組化具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、定位準(zhǔn)確等特點(diǎn),且能將形態(tài)研究與功能研究有機(jī)結(jié)合在一起,所以這門新技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的許多領(lǐng)域。免疫組化在病理學(xué)診斷中的應(yīng)用主要包括:

  • 確定細(xì)胞類型
  • 辨認(rèn)細(xì)胞產(chǎn)物
  • 了解分化程度
  • 鑒定病變性質(zhì)
  • 探討腫瘤起源或分化表型
  • 確定腫瘤分期等

免疫組化材料的準(zhǔn)備

切片的選擇

  1. 石蠟切片:通過石蠟包埋固定好的組織標(biāo)本,并用切片機(jī)切片的方法。是制作組織標(biāo)本最常用、最基本的方法。能保存好組織形態(tài)且可以做連續(xù)切片,有利于各種染色對照觀察,并且可以長期存檔做回顧性研究。但高溫烤片可能會(huì)破壞組織的抗原性。
  2. 冰凍切片:在低溫條件下使組織快速冷凍到一定的硬度,然后進(jìn)行切片的一種方法。能較好保存組織的免疫活性,在免疫組化時(shí)不需要抗原修復(fù)。但細(xì)胞內(nèi)易形成冰晶破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),可能會(huì)使抗原彌散,切片較厚不美觀。

抗體的選擇

  1. 單克隆抗體特異性強(qiáng),但親和力相對小,檢測抗原靈敏度相對較低;而多克隆抗體特異性稍弱,抗體的親和力強(qiáng),靈敏度高,但易出現(xiàn)非特異性染色。
  2. 種屬來源:根據(jù)一抗的來源決定二抗的選擇。若一抗是小鼠來源,那么二抗選擇抗小鼠的即可(例如羊、兔)。
  3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菣z測什么種屬的抗原選擇抗體,避免出現(xiàn)交叉反應(yīng)。
  4. 購買之前咨詢該抗體是否可以做免疫組化。
  5. 一般可以做石蠟切片的抗體都可以用來做檢測冰凍切片,但可以做冰凍切片的抗體不一定能檢測石蠟切片。

免疫組化實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)步驟主要包括樣品制備以及樣品染色(以石蠟組織切片為例)

樣品制備

  • 組織固定:根據(jù)要求收集人或動(dòng)物的組織用于IHC分析,沖洗并用固定劑(一般用甲醛)進(jìn)行固定
  • 組織包埋:將經(jīng)甲醛固定的組織嵌入石蠟,以長期保持其天然形狀和組織結(jié)構(gòu)
  • 切片安裝:將組織樣品在切片機(jī)上切片,并轉(zhuǎn)移至載玻片上干燥保持其形態(tài)
  • 脫蠟水化:因切片上的石蠟會(huì)妨礙染色,所以需將切片上的石蠟溶出,并水化。脫蠟或水化不全容易造成非特異性背景著色(一般的脫蠟水化步驟是:將切片依次浸入二甲苯Ⅰ10min-二甲苯Ⅱ10min-無水乙醇5min-95%無水乙醇5min-90%無水乙醇5min-80%無水乙醇5min-70%無水乙醇5min-50%無水乙醇5min-蒸餾水5min×3,進(jìn)行脫蠟水化)。
  • 抗原修復(fù):由于組織在甲醛固定過程中,蛋白之間發(fā)生了交聯(lián)及醛基的封閉從而掩蓋抗原決定簇??梢酝ㄟ^高壓加熱修復(fù)抗原,使細(xì)胞內(nèi)抗原決定族暴露,從而提高抗原檢測率
  • 非特定位點(diǎn)封閉:為了防止一抗的非特異性結(jié)合造成假陽性,可以選用BSA、羊血清等封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn)。封閉血清來源一般與二抗保持一致,室溫封閉10-30min

樣品染色

  • 一抗、二抗孵育:抗體孵育時(shí)間、溫度及濃度等因素對染色結(jié)果都存在很大影響。在4℃下反應(yīng)緩慢,背景較淺;37℃反應(yīng)較快時(shí)間較短;而室溫介于兩者之間,選擇室溫有利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。二抗一般室溫孵育30min
  • 底物顯色:基于與酶綴合的二抗,抗原通過生色或熒光方式直接檢測
  • 復(fù)染封片:組化染色后進(jìn)行復(fù)染可以襯托出組織形態(tài)結(jié)構(gòu),常用的復(fù)染劑有蘇木精、曙紅、甲基綠、DAPI和Hoechst熒光染色。觀察結(jié)束后使用中性樹膠進(jìn)行封片,可以長久保存

常見問題分析

1. IHC實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯色過深

  • 一抗?jié)舛冗^高或孵育時(shí)間過長——降低一抗?jié)舛然驕p少孵育時(shí)間
  • 孵育溫度過高——選擇4℃或室溫孵育

2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在非特異性顯色

  • 石蠟切片脫蠟不徹底——延長脫蠟時(shí)間
  • 蛋白封閉不充分——增加蛋白封閉時(shí)間
  • 組織富含內(nèi)源性生物素與過氧化物酶——使用相關(guān)試劑進(jìn)行封閉

3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯色弱或無染色

  • 一抗?jié)舛冗^低或孵育時(shí)間過短——增加一抗?jié)舛然蜓娱L孵育時(shí)間
  • 組織中無目的抗原的表達(dá)
  • 一抗種屬來源與二抗不匹配