免疫组织化学（生物医学领域的技术）

定义

免疫组织化学（Immunohistochemistry，IHC）是利用抗原与抗体特异性结合的原理，通过化学反应使标记抗体的显色剂（荧光素、酶、金属离子、同位素）显色来确定组织细胞内抗原（多肽和蛋白质），对其进行定位、定性及定量的研究，称为免疫组织化学。

主要过程

免疫组织化学相关图书

1.抗原的提取与纯化；

2.免疫动物或细胞融合，制备特异性抗体（免疫球蛋白）以及抗体的纯化；

3.将显色剂与抗体结合形成标记抗体；

4.标本的制备；

5.免疫细胞化学反应以及呈色反应；

6.观察结果。

应用基本原则

免疫组织化学染色在生物医学研究中具有十分广泛的作用。并且涉及许多研究领域。但是，免疫组织化学技术也有其局限性，例如，组织细胞内的待测物质要有抗原性，而且需要有一定浓度方可检出；检出的免疫反应阳性蛋白不能被确定是细胞新合成的蛋白还是通过细胞间运输而来的蛋白，因此，在实验设计中应充分考虑这些特点。如果实验需要证明已知蛋白为何种细胞合成，需采用分子原位杂交技术解决。为引导初学者在实验设计中合理巧妙地运用免疫组织化学技术，将其应用的基本原则简述如下：

1．确定细胞类型和形态。组织细胞内有些蛋白具有组织特异性，如胶质原纤维酸性蛋白（gial fibrillary acidic protein，GFAP）只存在于星形胶质细胞内．神经丝蛋白（Neurofilament，NF）只存在于神经细胞内。通常把这些具有组织特异性的蛋白称为标记性蛋白（Proteiniliaker）。通过标记性蛋白的特异性抗体可确定细胞种类。有些细胞（如表皮内朗格汉斯细胞和黑色素细胞等）在光镜下不易辨认，通过对胞质内的特定蛋白实施免疫组化染色，便能清楚显示此类细胞外形轮廓。这种作用在神经科学研究和肿瘤临床病理中显得尤为重要。

免疫组织化学染色法（DAB显色）

3．确定细胞的分化程度。不同的同一类细胞多表达不同的标志性蛋白，根据对这些不同蛋白的鉴定可确定细胞的分化程度。例如，神经上皮细胞的标志性蛋白是巢蛋白（nestin），当其分化为放射状胶质细胞时表达波形蛋白（vimentin）。在神经元发生期分化为成神经细胞时则表达Ⅲβ神经微管蛋白（TUJl），成神经细胞分化为成熟的神经元时表达神经丝蛋白（neurofilament，NF）。

4．追踪神经纤维束和它的投射区。用于此目的的免疫组织化学方法常与轴浆运输示踪法相结合来研究神经元之间的联系。轴浆运输示踪法是利用某些物质可被神经末梢摄取。经轴质逆行运输到胞体的特点．用组织化学方法显示出神经元的轮廓。常用示踪剂有辣根过氧化物酶和荧光金等。例如。为观察周围神经系统或中枢神经系统某核团神经纤维投射．先将示踪剂注射到动物神经纤维末梢部位，使动物存活一段时间，在预期神经纤维投射部位取材，先通过组织化学方法使示踪剂定位，再实施免疫组织化学方法确定其性质。

5．在临床病理中的应用。如鉴定病变性质，发现微小病灶，探讨肿瘤起源或分化表型，确定肿瘤分期，指导治疗和预后。辅助疾病诊断和分类，寻找感染病因等。

相关操作

1）18cm不锈钢高压锅或电炉或医用微波炉；

2）水浴锅

1）PBS缓冲液（pH7.2～7.4）：NaCl 137mmol/L，KCl 2.7mmol/L，Na2HPO4 4.3mmol/L， KH2PO4 1.4mmol/L。

2）0.01mol/L柠檬酸盐缓冲液（CB，pH6.0，1000ml）：柠檬酸三钠 3g，柠檬酸 0.4g。

3）0.5mol/L EDTA缓冲液（pH8.0）：700ml水中溶解186.1gEDTA·2H2O，用10 mmol/L NaOH调至pH8.0,加水至1000ml。

4）1mol/L的TBS缓冲液（pH8.0）：在800ml水中溶解121gTris碱，用1N的HCl调至pH8.0,加水至1000ml。

5）酶消化液： a、0.1%胰蛋白酶液：用0.1%CaCl2(pH7.8) 配制。 b、0.4%胃蛋白酶液：用0.1N的HCl配制。

6）3%甲醇-H2O2溶液：用30%H2O2和80%甲醇溶液配制。

7）封裱剂：

a、甘油和0.5mmol/L碳酸盐缓冲液（pH9.0～9.5）等量混合；

b、油和TBS(或PBS)配制。

8）TBS/PBS pH9.0～9.5，适用于荧光显微镜标本；pH7.0～7.4适合于光学显微镜标本。

1、脱蜡和水化

脱蜡前，应将组织芯片在室温中放置60分钟或60℃恒温箱中烘烤20分钟。

1）组织芯片置于二甲苯中浸泡10分钟，更换二甲苯后再浸泡10分钟；

2）无水乙醇中浸泡5分钟；

3）95%乙醇中浸泡5分钟；

4）70%乙醇中浸泡5分钟；

2、抗原修复

用于福尔马林固定的石蜡包埋组织芯片。

1）抗原热修复

（1）高压热修复 在沸水中加入EDTA（pH8.0）或0.01M枸橼酸钠缓冲溶液（pH6.0）。盖上不锈钢高压锅的盖子，但不进行锁定。将玻片置于金属染色架上，缓慢加压，使玻片在缓冲液中浸泡5分钟，然后将盖子锁定，小阀门将会升起来。10分钟后，去除热源，置入凉水中，当小阀门沉下去后打开盖子。本方法适用于较难检测或核抗原的抗原修复。

（2）煮沸热修复 电炉或者水浴锅加热0.01M枸橼酸钠缓冲溶液（pH6.0）至95℃左右，放入组织芯片加热10~15分钟。

（3）微波热修复 在微波炉里加热0.01M枸橼酸钠缓冲溶液（pH6.0）至沸腾后将组织芯片放入，断电，间隔5~10分钟，反复1-2次。适用的抗原有：AR，Bax，Bcl-2，C-fos，X-jun，C-kit，C-myc，E-cadherin，Chromogranin A，Cyclin，ER，Heat shock protein，HPV，Ki-67，MDMZ，p53，p34，p16，p15，P-glycoprotein，PKC，PR，PCNA，ras，Rb，TopoismeraseⅡ等。

2）酶消化方法 常用0.1%胰蛋白酶和0.4%胃蛋白酶液。胰蛋白酶使用前预热至37℃，切片也预热至37℃，消化时间约为5~30分钟；胃蛋白酶消化37℃时间为30分钟。适用于被固定遮避的抗原，其中有：Collagen，Complement，Cytokeratin，C-erB-2，GFAP，LCA，LN等。

3、免疫组织化学染色

SP法

1）脱蜡、水化；

2）PBS洗2～3次各5分钟；

3）3%H2O2（80%甲醇）滴加在TMA上，室温静置10分钟；

4）PBS洗2～3次各5分钟；

5）抗原修复；

6）PBS洗2～3次各5分钟；

7）滴加正常山羊血清封闭液，室温20分钟。甩去多余液体。

8）滴加Ⅰ抗50μl，室温静置1小时或者4℃过夜或者37℃1小时。

9）4℃过夜后需在37℃复温45分钟。

10）PBS洗3次各5分钟；

11）滴加Ⅱ抗40～50μl，室温静置，或37℃1小时；

12）II抗中可加入0.05%的tween-20。

13）PBS洗3次各5分钟；

14）DAB显色5～10分钟，在显微镜下掌握染色程度；

15）PBS或自来水冲洗10分钟；

16）苏木精复染2分钟，盐酸酒精分化；

17）自来水冲洗10～15分钟；

18）脱水、透明、封片、镜检。

SABC法

1)脱蜡、水化。

2)PBS洗两次各5分钟。

3)用蒸馏水或PBS配置新鲜的3%H2O2，室温封闭5～10分钟，蒸馏水洗3次。

4)抗原修复。

5)PBS洗5分钟。

6)滴加正常山羊血清封闭液，室温20分钟。甩去多余液体。

7)滴加Ⅰ抗，室温1小时或者4℃过夜或者37℃1小时（4℃过夜后在37℃复温45分钟）。

8)PBS洗三次每次2分钟。

9)滴加生物素化二抗,20℃～37℃20分钟。

10)PBS洗3次每次2分钟。

11)滴加试剂SABC，20℃～37℃20分钟。

12)PBS洗4次每次5分钟。

13)DAB显色：DAB显色试剂盒或者自配显色剂显色（镜下掌握显色程度）。

14)蒸馏水洗。苏木素复染2分钟、盐酸酒精分化。

15)脱水、透明、封片、镜检。

常见问题

免疫组化实验所用的抗体

免疫组化实验中常用的抗体为单克隆抗体和多克隆抗体。单克隆抗体是一个B淋巴细胞克隆分泌的抗体，应用细胞融合杂交瘤技术免疫动物制备。多克隆抗体是将纯化后的抗原直接免疫动物后，从动物血中所获得的免疫血清，是多个B淋巴细胞克隆所产生的抗体混合物。

免疫组化实验所用的组织和细胞标本

实验所用主要为组织标本和细胞标本两大类，前者包括石蜡切片（病理大片和组织芯片）和冰冻切片，后者包括组织印片、细胞爬片和细胞涂片。其中石蜡切片是制作组织标本最常用、最基本的方法，对于组织形态保存好，且能作连续切片，有利于各种染色对照观察；还能长期存档，供回顾性研究；石蜡切片制作过程对组织内抗原暴露有一定的影响，但可进行抗原修复，是免疫组化中首选的组织标本制作方法。

石蜡切片的抗原修复及方法

石蜡切片标本均用甲醛固定，使得细胞内抗原形成醛键、羧甲键而被封闭了部分抗原决定簇，同时蛋白之间发生交联而使抗原决定簇隐蔽。所以要求在进行IHC染色时，需要先进行抗原修复或暴露，即将固定时分子之间所形成的交联破坏，而恢复抗原的原有空间形态。

常用的抗原修复方法有微波修复法，高压加热法，酶消化法，水煮加热法等，常用的修复液是pH6.0的0.01 mol/L的柠檬酸盐缓冲液。

常用染色方法

根据标记物的不同分为免疫荧光法，免疫酶标法，亲和组织化学法，后者是以一种物质对某种组织成分具有高度亲合力为基础的检测方法。这种方法敏感性更高，有利于微量抗原(抗体)在细胞或亚细胞水平的定位，其中生物素——抗生物素染色法最常用。

抗体反应

交叉反应原因

指抗体除与其相应的抗原发生特异性反应外还与其它抗原发生反应。产生的原因有以下几个方面：

1. 抗原特异性指用于免疫动物的抗原性物质中含有多种抗原分子，它引起动物产生针对多种抗原分子特异性的相应抗体。任何其它物质只要含有一种或多种与上述物质相同的抗原分子，必将与上述多特异性的抗血清发生交叉反应。

2. 共同决定簇即两种抗原分子中都含有相同的抗原决定簇。

3. 决定簇相似，两种不同的抗原决定簇，如果结构大致相同，由于空间构象关系，某一决定簇的相应抗体可以与大致相同的决定簇发生交叉反应。当然抗原一抗体之间构象相似时的结合力小于吻合时的结合力。

多抗和单抗特性比较

1.均一性。一种单抗中，每个抗体的化学结构和氨基酸顺序都相同，只有一种Ig亚类。即单抗是一种纯度很高的均一抗体。而从不同动物，不同时期所得到的多抗，各有不同的化学组成。多抗是多种种类和亚类Ig的混合物。

2. 稳定性。单抗的稳定较差，对PH变化敏感，对热不稳定，提纯过程中易变性，而多抗的稳定性则较好。

3. 特异性。单抗是单一地针对抗原的某一决定簇，所以用它进行血清学反应时，特异性强，敏感性高，一般不发生交叉反应。而多抗能与抗原上的多种抗原决定簇结合，所以特异性较差，较易引起交叉反应。

4.重复性。单抗的重复性好，而多抗每批都不一样。

5. 沉淀反应。多抗由于与抗原多价结合容易形成网络样沉淀，而单抗只与抗原结合产生二聚体，不能直接形成抗原抗体沉淀物。

抗体保存

抗体储存容器应由不吸附蛋白质的材料制成，常用的有聚丙烯，聚碳酸酯和硼硅酸玻璃。如储存的抗体中蛋白浓度很低（10-100mg/L），就应另加隔离蛋白以减少容器对抗体蛋白的吸附，隔离蛋白常用0.1%-1.0%的牛血清白蛋白。绝大多数已稀释的抗体应存在4℃-8℃条件下，以免冻融对抗体蛋白产生有害效应。

抗体原液和已分离的免疫球蛋白组分应保存于-20℃条件下，并避免反复冻融。冷冻的抗体溶液应置于室温中缓慢地解冻，应绝对避免用高温快速解冻。被细菌污染的抗体常会出现假阳性结果，应将污染的抗体溶液及其他试剂弃之。为防止细菌污染，可于抗体溶液中加入0.01%叠氮钠。

抗体经真空冷冻干燥后置-20℃以下可保存3-5年。保存稀释后的单抗应加入0.1%叠氮钠浓度。大多数稀释抗体可进行冷冻保存，少数抗体可能会丢失抗原活性。大多数单抗，只要蛋白浓度适当，可在4℃下保存数月。