免疫组织化学及其在病理诊断中的应用课件.ppt
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1、免疫组织化学及其在临床病理中的应用第一部分第一部分免疫组织化学技术及其原理一、概一、概 述述n n免疫组织化学免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC):利用抗原抗体特异性结合的特点,通过化学反应,使标记于抗体上的显色剂(酶、金属离子、荧光素)显示出一种颜色,借助电子、荧光或普通显微镜观察其颜色变化,从而在抗原结合部位确定组织细胞某种成分的方法。分分 类类 根据实验中标记物的种类和检测方法不同,根据实验中标记物的种类和检测方法不同,免疫标记技术分为:免疫标记技术分为:免疫荧光技术免疫荧光技术 放射免疫技术放射免疫技术 免疫酶标技术免疫酶标技术 免疫电镜技术免疫电镜技术 免
2、疫胶体金技术免疫胶体金技术 亲和免疫技术亲和免疫技术 免疫铁蛋白技术免疫铁蛋白技术发展过程发展过程n n1941年:建立免疫荧光技术;20世纪50年代末开始推广使用;n n1956年:建立了放射免疫检测;n n1966年:发现酶可作为底物,并于20世纪70年代初建立酶标免疫技术,之后发展迅速;n n1976年:亲和组织化学(affinity histochemistry)。免疫组化的优点免疫组化的优点n n特异性强:抗原和抗体呈现一对一特异 结合。交叉抗原交叉反应n n敏感性高:更敏感方法的出现,如SP法 等,临床应用更方便n n定位准确:形态与功能相结合,便于深 入研究n n设备少,操作简单
3、、易行免疫组化室常用小设备免疫组化室常用小设备n冰箱(4、-18);贮存免疫组化试剂用。n高压锅,电炉(1000-1500W)或微波炉(700-800瓦)(抗原修复用,可任选一种),1000ml烧杯;n孵育盒、塑料耐高温切片架;n冲洗瓶、定时器、塑料试管、5-10ml玻璃试管等;n100l、200 l、20 l 可调微量移液器各1支;相应的吸嘴。n磨砂玻片;n空调1台;n恒温箱1台;npH计1台(PHS-25型)。免疫组化室常用设备免疫组化室常用设备全自动免疫组化染色机二、免疫酶标技术20世纪70年代建立80年代为发展高峰90年代在国、内外病理科广泛应用1.免疫酶标技术原理:n将抗原和抗体反应
4、与酶的催化反应相结合而建立的一种免疫检测技术。n先用结合剂(戊二醛)将酶结合在抗体分子的氨基或羟基上而形成酶标记抗体。n然后和相应抗原反应,使抗原抗体复合物上带有酶分子,再借酶对底物的特异催化作用,生成有色的不溶性产物或有一定电子密度的颗粒,在光镜或电镜下进行细胞表面及细胞内各种抗原成分的定位。2.标记酶的要求标记酶的要求 凡对抗体无毒性又具有高催化效率的酶,理论上凡对抗体无毒性又具有高催化效率的酶,理论上凡对抗体无毒性又具有高催化效率的酶,理论上凡对抗体无毒性又具有高催化效率的酶,理论上均可标记抗体。均可标记抗体。均可标记抗体。均可标记抗体。1)酶催化的底物必须是特异的,且容易被显示,可在光
5、镜和电镜下观察。2)所形成的终产物沉淀必须稳定,不向周围弥散。3)中性PH值时酶应稳定,酶标记后活性不改变。4 4)被检组织内最好不存在与标记酶相同的内源酶。)被检组织内最好不存在与标记酶相同的内源酶。5 5)酶的相应底物易于制备和保存,价格低廉,酶分)酶的相应底物易于制备和保存,价格低廉,酶分子量不能太大,有商品出售。子量不能太大,有商品出售。3 3、免疫酶技术中常用的标记酶免疫酶技术中常用的标记酶 辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)最常有 碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)常用方法常用方法n n酶桥法:相当于间接法,将酶标于二
6、抗 (抗酶抗体)上。桥二抗n nPAP法:HRP抗HRP复合物,n n双PAP法等。三、亲和免疫细胞化学技术n n出现于出现于7070年代。年代。n n使免疫细胞化学敏感性进一步提高。使免疫细胞化学敏感性进一步提高。n n特点:特点:特点:特点:以一种物质对某种组织成分具有高度亲以一种物质对某种组织成分具有高度亲 和力为基础,本质上不是抗原抗体反和力为基础,本质上不是抗原抗体反 应。应。19761976年年BayerBayer将其称之为亲和组织将其称之为亲和组织 化学(化学(affinity affinity histochemistryhistochemistry)。)。n n抗原抗体反应本
7、质上属于亲和组织化学抗原抗体反应本质上属于亲和组织化学n n包括:抗原与抗体;包括:抗原与抗体;植物凝集素与糖类;植物凝集素与糖类;生物素与抗生物素;生物素与抗生物素;葡萄球菌葡萄球菌A A蛋白与蛋白与IgGIgG等等1.1.基本原理基本原理n n维生素H(biotin,生物素)缺乏症:给动物喂养大量卵蛋白,会导致动物出现维生素H缺乏症,即蛋白质伤害。n n卵蛋白(avidin)与生物素有极高的亲和力,且具有与其它示踪物质(荧光素、铁蛋白、过氧化酶等)相结合的能力。n n其亲和力较抗原抗体高出100万倍。n n细胞免疫+亲和组织化学亲和免疫细胞化学2.2.常用方法常用方法n nABC:抗生物素
8、卵白素过氧化酶复合 物技术(avidin biotin-peroxidase complex technique,ABC)n nSABC:链霉亲和素生物素酶复合 物(strept avidin-biotin complex,SABC)n nEnvision:多聚鳌合物标记的二抗n nS-P:链霉卵蛋白过氧化物酶 (StreptavidinPeroxidase,SP)四、免疫组化常用方法四、免疫组化常用方法1、直接法将酶直接标记在一抗 2、间接法将酶标记在二抗,常用 3、PAP法、ABC法复合物4、SP法 5、多重免疫组化染色法 1、直接法(酶标记)将酶(以HRP为例)标记在特异抗体上,然后用酶
9、标抗体直接与相应抗原特异结合。形成抗原抗体酶复合物,最后用底物显色剂显色。2、间接法 将将酶酶标标记记在在第第二二抗抗体体上上,先先将将一一抗抗(特特异异性性抗抗体体)与与相相应应的的抗抗原原结结合合,形形成成抗抗原原抗抗体体复复合合物物,再再用用二二抗抗(酶酶标标记记抗抗体体)与与复复合合物物中中的的特特异异抗抗体体结结合合,形形成成抗抗原原抗抗体体酶酶标标抗抗体体复复合合物物,最最后后用底物显色剂显色。用底物显色剂显色。直接法直接法间接法间接法二抗二抗一抗一抗抗原抗原酶酶3、PAPPAP法法 用第二抗体作用第二抗体作“桥梁桥梁”,既与第一抗体结,既与第一抗体结合,又与合,又与PAPPAP复
10、合物联结,最后用底物显色剂显复合物联结,最后用底物显色剂显色。色。4、ABC法:法:卵白素生物素过氧化物酶连结法(avidin biotin-peroxidase complex technique,ABC)利用卵白素(avidin)与生物素(Biotin)特有的高度亲和力这一生物学性质,先将生物素与辣根过氧化物酶(HRP)结合,形成生物素化HRP,然后与卵白素按一定比例混合,形成ABC复合物。用生物素二抗与第一抗体结合,再与ABC复合物联结形成抗原抗体生物素二抗ABC。最后用底物显色剂显色。5 5、SPSP法法(链链霉霉菌菌抗抗生生物物素素卵卵蛋蛋白白过过氧氧化化物物酶酶连结法连结法,S S
11、treptavidin-treptavidin-P Peroxidaseeroxidase,SP,SP)国外其他公司亦将此法注册为LSAB法,LABSA法和SABC法等 用链霉菌抗生物素蛋白代替ABC复合物中的卵白素蛋白即形成SP法。染色原理同ABC法。SP放大系统比传统的PAP、ABC方法更为简便、敏感、特异、低背景。6.多重免疫组化方法多重免疫组化方法原理:根据各个染色系统显色剂的不同加以组合。应用:目前主要为双重染色,用于临床诊断或科研。乳腺癌ki-67和EMA双标记五、免疫组化基本过程及注意事项:n n实验设计实验设计n n抗原、抗体的制备商品化抗原、抗体的制备商品化n n抗体的标记商
12、品化抗体的标记商品化n n组织材料的处理组织材料的处理(标本取材与贮存及固定、(标本取材与贮存及固定、组织脱水、浸蜡、包埋等)组织脱水、浸蜡、包埋等)n n缓冲液及有关试剂的配制缓冲液及有关试剂的配制n n抗体的稀释抗体的稀释n n内源性过氧化物酶的阻断内源性过氧化物酶的阻断n n非特异性染色的消除非特异性染色的消除 n n实验对照及结果的观察分析等实验对照及结果的观察分析等。1.1.1.1.切片脱蜡至水。切片脱蜡至水。切片脱蜡至水。切片脱蜡至水。2.0.3%H2.0.3%H2.0.3%H2.0.3%H2 2 2 2O O O O2 2 2 2甲醇处理切片甲醇处理切片甲醇处理切片甲醇处理切片1
13、0-2010-2010-2010-20分钟。分钟。分钟。分钟。3.3.3.3.水洗。水洗。水洗。水洗。4.4.4.4.抗原修复。抗原修复。抗原修复。抗原修复。5.PBS5.PBS5.PBS5.PBS洗洗洗洗3 3 3 3次,次,次,次,1 1 1 1分钟分钟分钟分钟/次。次。次。次。6.6.6.6.加入血清孵育加入血清孵育加入血清孵育加入血清孵育10101010分钟。分钟。分钟。分钟。7.7.7.7.摔去血清,加入一抗孵育摔去血清,加入一抗孵育摔去血清,加入一抗孵育摔去血清,加入一抗孵育30-6030-6030-6030-60分钟。分钟。分钟。分钟。8.PBS8.PBS8.PBS8.PBS洗洗
14、洗洗3 3 3 3次,每次次,每次次,每次次,每次2 2 2 2分钟。分钟。分钟。分钟。9.9.9.9.加入二抗,孵育加入二抗,孵育加入二抗,孵育加入二抗,孵育20202020分钟。分钟。分钟。分钟。基本过程基本过程(SPSP法)法)10.PBS10.PBS10.PBS10.PBS洗洗洗洗3 3 3 3次,每次次,每次次,每次次,每次2 2 2 2分钟。分钟。分钟。分钟。11.11.11.11.加入加入加入加入SPSPSPSP复合物孵育复合物孵育复合物孵育复合物孵育20-3020-3020-3020-30分钟。分钟。分钟。分钟。12.PBS12.PBS12.PBS12.PBS洗洗洗洗3 3 3
15、 3次,每次次,每次次,每次次,每次2 2 2 2分钟。分钟。分钟。分钟。13.DAB-H13.DAB-H13.DAB-H13.DAB-H2 2 2 2O O O O2 2 2 2孵育孵育孵育孵育5-105-105-105-10分钟。分钟。分钟。分钟。14.PBS14.PBS14.PBS14.PBS洗,水洗。洗,水洗。洗,水洗。洗,水洗。15.15.15.15.苏木素染核苏木素染核苏木素染核苏木素染核5-105-105-105-10分钟。分钟。分钟。分钟。16.16.16.16.水洗,分化水洗,分化水洗,分化水洗,分化 ,蓝化,脱水,透明并封固,蓝化,脱水,透明并封固,蓝化,脱水,透明并封固,
16、蓝化,脱水,透明并封固(一)(一)标本的取材和固定 原则:原则:取材新鲜、及时固定、取材新鲜、及时固定、形态的完好、形态的完好、抗原性不丢失抗原性不丢失。1)取材:)取材:新鲜组织及时取材,部位合适,新鲜组织及时取材,部位合适,工具锋利,大小薄厚合适工具锋利,大小薄厚合适2)固定:)固定:及时固定,选用合适固定液及时固定,选用合适固定液 新鲜组织及时放入液氮或低温冰箱新鲜组织及时放入液氮或低温冰箱 1.1.甲醛固定液固定原理:使蛋白质发生固定原理:使蛋白质发生交联交联而起固定作用,而起固定作用,缺点:会影响细胞膜的通透性,有时会使大分子缺点:会影响细胞膜的通透性,有时会使大分子 抗原丧失其活性
17、。抗原丧失其活性。处理:处理:1 1)在染色前必须经蛋白酶消化,以打开抗)在染色前必须经蛋白酶消化,以打开抗 原决定簇,使阳性率及阳性强度有明显原决定簇,使阳性率及阳性强度有明显 提高,但消化可能对某些抗原的显示起提高,但消化可能对某些抗原的显示起 破坏作用。破坏作用。2 2)固定时间不超过)固定时间不超过24h24h小时为宜。小时为宜。(二)常用固定液 常用的甲醛固定液常用的甲醛固定液10%福尔马林(配制法为取40%甲醛液10ml加蒸馏水90ml)10%中性缓冲福尔马林(40%甲醛10ml加 0.01mol/l PH7.4 PBS90ml):应用最广 泛,其特点为组织穿透好,收缩性少 2.丙
18、酮及醇类(乙醇、甲醇)固定剂固定原理:固定原理:通过对蛋白质的通过对蛋白质的沉淀沉淀而发生固定而发生固定 作用。作用。缺点:缺点:常使组织发生变形,常使组织发生变形,优点:优点:能使酶和其他蛋白的反应基团在很大能使酶和其他蛋白的反应基团在很大 程度上保持原有状态。程度上保持原有状态。对组织抗原对组织抗原 性影响很小性影响很小。尤其是对组织结构抗。尤其是对组织结构抗 原、酶和微生物抗原的固定效果较好,原、酶和微生物抗原的固定效果较好,但对低分子蛋白质、多肽及胞浆内蛋白但对低分子蛋白质、多肽及胞浆内蛋白 质的保存效果较差。质的保存效果较差。影响固定的因素影响固定的因素温度:一般温度为7037之间,
19、其中以 室温(22)为常用。浓度:10%中性福尔马林(4%甲醛)浓度最合适,乙醇最常用95%。100%反而固定能力较差。丙酮一般原浓度。复合固定液的浓度都较单独用低。时间:固定时间要视组织块的大小,固定液的 种类及浓度、固定所处的温度等而定。原则上,组织块大小与固定时间成正 比。(三)玻片的处理(三)玻片的处理 目的:防止掉片 原因:许多抗体需要进行抗原修复(微 波或高压)。现有试剂:防脱片白胶(Elmers Glue)多聚赖氨酸(poly-l-lysin)防脱片剂(Apes)等,后两者的效果比前者好。(四)抗原修复(四)抗原修复 甲醛固定组织其抗原敏感性明显降低。原因:n n固定过程中形成醛
20、键封闭部分抗原决定簇n n保存过程中形成羧甲基封闭抗原决定簇n n固定时,蛋白与蛋白间发生交联封闭抗原决定簇。修复方法修复方法n n化学方法(酶消化法):化学方法(酶消化法):胰蛋白酶(胰蛋白酶(trypsintrypsin)胃蛋白酶(胃蛋白酶(pepsinpepsin)链霉蛋白酶(链霉蛋白酶(ponaseponase)n n物理物理/化学方法在柠檬酸盐缓冲液中化学方法在柠檬酸盐缓冲液中 单纯加热法单纯加热法 高压加热法高压加热法 微波方法微波方法抗原修复机制抗原修复机制 尚不清楚,可能因素为n n化学效应:化学分子或离子与抗原决定簇结合增加细胞通透性,使抗原抗体最大限度结合n n热效应:高温
21、情况下使封闭的抗原决定簇重新暴露和修复n n微波直接作用:高频电磁波打开蛋白间交联键,使抗原决定簇中的化学键修复(五)抗体的稀释(五)抗体的稀释n n如需要出现肉眼可见的反应,则抗原与抗体的量需保持一定比例。n n在抗原或抗体过量的条件下,不能聚合成大颗粒,因此不能出现肉眼可见的反应。1.1.非免疫血清阴滞组织内反应部位非免疫血清阴滞组织内反应部位针对原因:针对原因:蛋白吸附于高电荷的胶原和蛋白吸附于高电荷的胶原和 结缔组织上结缔组织上1)无关动物(除制备第一抗体以外的其它)无关动物(除制备第一抗体以外的其它 动物)正常血清(动物)正常血清(1:20)孵育)孵育20分钟。分钟。2)第二抗体同种
22、动物的正常血清)第二抗体同种动物的正常血清(六)非特异性染色的消除2.内源性过氧化物酶的消除原因:由于切片内可能原有过氧物酶或类过 氧化物酶存在,当用免疫酶法显色 时,这种内源性酶的活性同时显示出 来,造成对抗体上酶标记混淆(假阳 性)。方法:甲醇0.3%H2 2O2 2孵育1520min:抑 制类过氧化物酶 0.1NaN3 30.3%H2 2O2 2 孵育15 20min:抑制内源酶的活性。3.改善组织的透过性改善组织的透过性原因:当待检抗原是存在细胞内或有膜 被、而抗体是大分子的时候,抗体 就很难通过细胞的质膜顺利达到接 触抗原。办法:用净化剂(即表面活性剂三硝基甲 苯)TritonX10
23、0溶解于PBS中,液 体浸洗组织切片或涂片。第二部分第二部分免疫组化在临床中的应用一、免疫组化临床应用的范围及意义(一)提高病理诊断准确性国际上病理诊断的质控标准:石蜡切片国际上病理诊断的质控标准:石蜡切片100100 术中快速诊断术中快速诊断9898存在问题:存在问题:A)A)对疾病本质认识不足;对疾病本质认识不足;B)B)技术水平低;技术水平低;C)C)低分化、未分化肿瘤缺乏特征性,存在低分化、未分化肿瘤缺乏特征性,存在 双向、多项分化,难以确定组织来源。双向、多项分化,难以确定组织来源。目的:判断肿瘤组织来源,提高正确诊断率。目的:判断肿瘤组织来源,提高正确诊断率。(二)激素受体及生长因
24、子与预后判断及治疗(二)激素受体及生长因子与预后判断及治疗1.1.激素受体和生长因子的作用:激素受体和生长因子的作用:调节正常组织的功能调节正常组织的功能 影响肿瘤的生物学功能:发生、发展、预后等。影响肿瘤的生物学功能:发生、发展、预后等。2.2.激素与肿瘤的关系:激素与肿瘤的关系:乳腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌:雌激素受体乳腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌:雌激素受体阳性者预后好,无瘤生存期长,对内分泌治疗反阳性者预后好,无瘤生存期长,对内分泌治疗反应好。应好。3.3.生长因子:表皮生长因子受体(生长因子:表皮生长因子受体(EGFREGFR)阳性无瘤阳性无瘤 生存期长。生存期长。(三)(三)瘤基因蛋白的
25、临床应用瘤基因蛋白的临床应用n n瘤基因在细胞内的表现主要为扩增、突变、移瘤基因在细胞内的表现主要为扩增、突变、移位等;位等;n n其活性的异常通过其活性的异常通过mRNAmRNA瘤蛋白水平增加表现瘤蛋白水平增加表现出来;出来;n n对肿瘤临床有意义的主要有:对肿瘤临床有意义的主要有:c-erbBc-erbB:肿瘤恶性度高肿瘤恶性度高阳性率阳性率 c-mycc-myc:核内瘤蛋白,高表达预示促进肿瘤生核内瘤蛋白,高表达预示促进肿瘤生 长、发展长、发展 易出现浸润、转移易出现浸润、转移 p53p53:通常检测的为突变型,高表达通常检测的为突变型,高表达 预后差。预后差。(四)评价肿瘤细胞增生程度
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