流式细胞仪

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流式细胞术

一. 流式细胞术概述

流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)是七十年代发展起来的高科学技术,?它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体, 同时具有分析和分选细胞功能。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状,还可检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内DNA、RNA含量等,可对群体细胞在单细胞水平上进行分析, 在短时间内检测分析大量细胞,并收集、储存和处理数据,进行多参数定量分析; 能够分类收集(分选)某一亚群细胞,分选纯度>95%。在血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学等学科广泛应用。

国内使用的流式细胞仪主要由美国的两个厂家生产:BECKMAN- COULTER公司和Becton-Dickinson公司(简称B-D公司)。流式细胞仪主要有两型:临床型(又称小型机、台式机)和综合型(又称大型机、分析型)。BECKMAN-COULTER公司最新产品为EPICS ALTRA和EPICS XL/XL-MCL, B-D?公司最新产品为FACS Vantage和FACS Calibur。EPICS XL/XL-MCL和FACS Calibur是临床型;EPICS ALTRA和 FACS Vantage是综合型,除具备检测分析功能外,还具有细胞分选功能,?多用于科学研究。

二.流式细胞仪主要技术指标

1.流式细胞仪的分析速度:

一般流式细胞仪每秒检测1000~ 5000个细胞,大型机可达每秒上万个细胞。

2.流式细胞仪的荧光检测灵敏度:一般能测出单个细胞上<600个荧光分子,两个细胞间的荧光差>5%即可区分。

3.前向角散射(FSC)光检测灵敏度:前向角散射(FSC)反映被测细胞的大小,一般流式细胞仪能够测量到0.2μm~0.5μm。

4.流式细胞仪的分辨率:通常用变异系数CV值来表示,,一般流式细胞仪能够达到<2.0%,这也是测量标本前用荧光微球调整仪器时要求必须达到的。

5.流式细胞仪的分选速度:一般流式细胞仪分选速度>1000个/秒,分选细胞纯度可达99%以上。

三.流式细胞仪主要构造和工作原理 流动室及液流驱动系统

流式细胞仪主要由以下五部分构成:①流动室及液流驱动系统②激光光源及光束形成系统③光学系统④信号检测与存储、显示、分析系统⑤细胞分选系统。

流动室(Flow Cell或Flow Chamber)是流式细胞仪的核心部件,流动室由石英玻璃制成,单细胞悬液在细胞流动室里被鞘流液包绕通过流动室内的一定孔径的孔,检测区在该孔的中心,细胞在此与激光垂直相交,在鞘流液约束下细胞成单行排列依次通过激光检测区。流动室里的鞘液流是一种稳定流动,控制鞘液流的装置是在流体力学理论的指导下由一系列压力系统、压力感受器组成,只要调整好鞘液压力和标本管压力, 鞘液流包绕样品流并使样品流保持在液流的轴线方向,能够保证每个细胞通过激光照射区的时间相等,从而使激光激发的荧光信息准确无误。见图12.1流动室示意图。流动室孔径有60μm、100μm、150μm 、250μm等多种,供研究者选择。小型仪器一般固定装置了一定孔径的流动室。

图12.1流动室示意图(采自Coulter Training Guide)

四. 流式细胞仪主要构造和工作原理 激光光源及光束形成系统

流式细胞仪可配备一根或多根激光管,常用的激光管是氩离子气体激光管,它的发射光波长488ηm,此外可配备氦氖离子气体激光管(波长633ηm)和/或紫外激光管。

流式细胞仪的主要测定信号荧光是由激发光激发的,荧光信号的强弱与激发光的强度和照射时间相关,激光是一种相干光源,它能提供单波长、高强度、高稳定性的光照,正是能达到这一要求的理想的激发光光源。

在激光光源和流动室之间有两个圆柱形透镜,将激光光源发出的横截面为圆形的激光光束聚焦成横截面较小的椭圆形激光光束(22μm×66μm),在这种椭圆形激光光斑内激光能量成正态分布,使通过激光检测区的细胞受照强度一致。

五. 流式细胞仪主要构造和工作原理 光学系统

流式细胞仪的光学系统由若干组透镜、小孔、滤光片组成,大致可分为流动室前和流动室后两组。流动室前的光学系统由透镜和小孔组成,透镜和小孔(一般为2片透镜、1个小孔)的主要作用是将激光光源发出的横截面为圆形的激光光束聚焦成横截面较小的椭圆形激光光束,使激光能量成正态分布,使通过激光检测区的细胞受照强度一致,最大限度的减少杂散光的干扰;流动室后的光学系统主要由多组滤光片组成,滤光片的主要作用是将不同波长的荧光信号送到不同的光电倍增管。滤光片主要有三类:长通滤片(LP)--只允许特定波长以上的光线通过,短通滤片(SP)-- 只允许特定波长以下的光线通过,带通滤片(BP)-- 只允许特定波长的光线通过,不同组合的滤片可以将不同波长的荧光信号送到不同的光电倍增管(PMT),如接收绿色荧光(FITC)的PMT前面配置的滤光片是LP550和BP525, 接收色橙红色荧光(PE)的PMT前面配置的滤光片是LP600和BP575, 接收红色荧光(CY5)的PMT前面配置的滤光片是LP650和BP675。见图12.2光学系统和信号检测系统示意图。

六. 流式细胞仪主要构造和工作原理 信号检测系统

当测定标本在鞘流液约束下细胞成单行排列依次通过激光检测区时产生散射光和荧光信号,散射光分为前向角散射(Forward Scatter, FS)和侧向角散射或900散射(Side Scatter, SS),散射光是细胞的物理参数与细胞样本的制备(如染色)无关;荧光信号也有两种,一种是细胞自发荧光它一般很微弱,一种是细胞样本经标有特异荧光素的单克隆抗体染色后经激光激发发出的荧光,它是我们要测定的荧光,荧光信号较强,这两种荧光信号的同时存在是我们测定时需要设定阴性对照的理由,以便从测出的荧光信号中减去细胞自发荧光和抗体非特异结合产生的荧光。

前向角散射(FS)反映被测细胞的大小,它由正对着流动室的光电二极管装置接收并转变为电信号;侧向角散射或900散射(SS)反映被测细胞的细胞膜、细胞质、核膜的折射率和细胞内颗粒的性状, 它由一个光电倍增管(PMT) 接收并转变为电信号,这些电信号存储在流式细胞仪的计算机硬盘或软盘内。

流式细胞仪测定常用的荧光染料有多种,他们分子结构不同,激发光谱和发射光谱也各异,选择荧光染料时必须依据流式细胞仪所配备的激光光源的发射光波长(如氩离子气体激光管,它的发射光波488ηm,氦氖离子气体激光管发射光波长633ηm)。488ηm激光光源常用的荧光染料有FITC(异硫氰酸荧光素)、PE(藻红蛋白)、PI(碘化丙啶)、CY5(化青素)、preCP(叶绿素蛋白)、ECD(藻红蛋白-得克萨斯红)等。他们的激发光和发射光波长分别是: 激发光波长(ηm) 发射光峰值(ηm) FITC 488 525(绿) PE 488 575(橙红) PI 488 630(橙红) ECD 488 610(红) CY5 488 675(深红) PreCP 488 675(深红)

各种荧光信号由各自的光电倍增管(PMT) 接收并转变为电信号后存储在流式细胞仪的计算机硬盘或软盘内.见图12.2光学系统和信号检测系统示意图。

七. 流式细胞仪主要构造和工作原理 信号存储、显示、分析系统

(一) 信号存储

存储在流式细胞仪的计算机硬盘或软盘内的数据一般是以List mode(列表排队)方式存入的,采用List mode方式有两大优点:①节约内存和磁盘空间②易于加工处理分析。 (二)信号显示和分析

由于List mode方式数据缺乏直观性,数据的显示和分析一般采用一维直

方图(图12.3)、二维点阵图(图12.4,12.5)、等高线图(图12.8)和密度图(图12.7)。

1.单参数数据显示和分析 细胞的每一个单参数测量数据用直方图来显 示,图中横坐标表示散射光或荧光信号相对强度值,其单位是道数,可以是线性的,也可以是对数的;纵坐标表示细胞数。见图12.3一维直方图,图中横坐标是FITC荧光信号相对强度值(对数),纵坐标表示细胞数;图中已根据阴性对照设定适当的“门”(直线门),仪器的计算机就会给出测定值(包括阳性细胞%和平均荧光强度)。

2.双参数数据显示和分析 细胞的双参数测量数据和细胞数量的关系用一维直方图、二维点阵图、等高线图和密度图显示和分析。如图12.4二维点阵图,是正常人外周血白细胞的前向散射光(FS)和侧向散射光(SS)组成的点阵图,横坐标和纵坐标均是线性的,图中淋巴细胞、单核细胞、粒细胞很明显地分为3群,可以很容易地圈“门”( Bitmap,无定型门),分析各亚群细胞的数据;图12.6假三维地形图(X轴: SSC ,Y轴:FSC Z轴:细胞数)更清楚地表明这一点。图12.5二维点阵图是细胞的两种荧光(FITC和RD1)双参数数据显示,横坐标和纵坐标均是对数的,横坐标代表FITC,纵坐标代表PE,图中已设定适当的“门”(十字门),十字门的D1、D2、D3、D4门分别代表PE单阳性细胞、PE和FITC双阳性细胞 、阴性细胞、FITC单阳性细胞。仪器的计算机就会给出两种荧光测定值(包括阴性细胞%、两种荧光各自的阳性细胞%、两种荧光的双阳性细胞%、各群细胞的平均荧光强度)。 图12.7和图12.8分别是测定细胞的两种荧光双参数数据的密度图和等高线图,横坐标和纵坐标分别代表一种荧光参数,同理只要设定十字门就可得到两种荧光的各种测定值,密度图和等高线图较点阵图更直观。

3.三参数数据显示和分析 细胞的三参数测量数据和细胞数量的关系每两个数据组成一对(三参数测量数据和细胞数量每两个数据可组成6对数据)用一维直方图、二维点阵图、等高线图和密度图显示和分析。三个荧光数据关系用分光图(prism)表示,分光图可直接

给出8个数据(如用ABC代表3种荧光,可有A+B+C+、A+B+C- 、A+B-C-、 A-B+C+、 A-B+C-、 A-B-C+、 A+B-C+ 、A-B-C-)。见图12.9 prism,图12.9为人外周血淋巴细胞亚群测定结果的分光图,图中给出CD3、CD4、CD8组合的各种结果,如T辅助细胞(CD3+CD4+CD8-)为42.0%,如T抑制细胞(CD3+CD4+CD8-)为17.4%。

图12.5两种荧光的二维点阵图(采自Coulter Operaters Guide)

图12.7. 双参数数据的密度图(采自Coulter Operaters Guide) 图12.6假三维地形图和二维点阵图(采自Coulter Operaters Guide) 图12.8双参数数据的等高线图(采自Coulter Operaters Guide) 图12.9 分光图(prism)

八. 流式细胞仪主要构造和工作原理 细胞分选系统

如在细胞流动室上装有超声压电晶体,通电后超声压电晶体发生高频震动,可带动细胞流动室高频震动,?使细胞流动室喷咀流出的液流束断成一连串均匀的液滴, 每秒钟形成液滴上万个。每个液滴中包含着一个样品细胞,?液滴中的细胞在形成液滴前已被测量,如符合预定要求则可被充电,在通过偏转板的高压静电场时向左或向右偏转被收集在指定容器中,?不含细胞液滴或细胞不符合预定要求液滴不被充电亦不发生偏转进入中间废液收集器中,从而实现了分选。?分选的详细原理和操作请有兴趣者参考有关文献。

九. 流式细胞术在血液学中的应用 DNA倍体分析及细胞周期分析

在细胞周期内,DNA含量随细胞内时相发生周期性变化,正常情况下,大多数细胞处于休止期(Go), G1期细胞虽有DNA合成,但DNA含量仍为2N,为二倍体细胞,;处于活跃的DNA合成期(S期)的细胞DNA?含量为2N-4N;正经历细胞分裂(G2/M期)的细胞含有最大量的DNA(4N)。细胞经固定后用?PI(Propidium Iodine 碘化丙啶)等荧光染料染色即可上机测定。但标本需先经RNA酶处理以排除RNA干扰。FCM可在测量大量细胞(数分钟可测定105个细胞)后给出DNA分布直方图,见图12.10.正常人外周血DNA示意图,图中第一个峰(G1)是DNA含量为2N 的细胞峰,? 第二个峰是DNA含量为4N 的细胞峰,两峰之间是DNA?含量为2N-4N的处于活跃的DNA合成期(S期)的细胞。用厂家提供的Multicycle软件,计算机可自动计算出G1%、S+G2M%;如用DNA/RNA双参数分析,?可得到G0:G1%,G0/G1期DNA指数, 如标本中有凋亡细胞,在G1峰前会出现一个亚G1期峰,软件可自动计算出凋亡细胞的%。

图12.10.正常人外周血DNA示意图(采自Coulter Training Guide)

DNA倍体分析的临床有价值的指标是DNA非整倍体和/或超二倍体%和四倍体%增高。这些改变是肿瘤细胞的特异性改变,和实体瘤相比,?急性白血病非整倍体发生率较低,约30~40%。

十. 流式细胞术在血液学中的应用 淋巴细胞亚群测定

淋巴细胞担负着免疫的主要功能。淋巴细胞亚群的测定有助于了解机体免疫状况及一些疾病的监测。临床经常测定的淋巴细胞亚群包括T淋巴细胞 (CD3+), T 辅助细胞 (CD3+CD4+), T 抑制细胞(CD3+CD8+), B 淋巴细胞(CD19+或CD20+),NK 细胞 (CD3-CD56+)等。

常用来测定淋巴细胞亚群的单克隆抗体(Monoclonal Antibody McAb)都是小鼠抗人Ig,有精制抗体,有直标荧光抗体,现在一些国外公司有双色和三色McAb出售,如CD4-FITC/CD8-RD1、CD3-CY5/CD4-FITC/CD8-PE等,?此时应根据这些双色或三色McAb的Ig性质选择相应的阴性对照,如MsIgG1-RD1/MsIgG2-FITC等。上机测定时应先测定阴性对照管,阴性对照的阳性细胞应<2.0%。

三色测定可给出更为准确的各亚群的情况:如真正的T 辅助细胞应是 CD3+CD4+CD8-, 真正的T 抑制细胞应是 CD3+CD4-CD8+,单标CD8+细胞中不仅有T 抑制细胞,还含有30%左右的NK细胞;而CD3+CD4-CD8-细胞群是γδT细胞,此类细胞与感染有关, CD3+CD4+CD8-细胞+CD3+CD4-CD8+细胞+CD3+CD4-CD8-细胞+CD3+CD4+CD8+细胞=CD3+细胞。如单标记CD56不能准确测定NK 细胞,NK 细胞应是 (CD3-CD56+),因为CD56+细胞中包含着非HLA束缚细胞毒T 细胞(CD3+CD56+)。双色组合还能测定B 淋巴细胞(CD3-CD19+或CD20+)、激活的T 细胞(CD3+CD69+或CD3+25+)等。

应用适当的双色组合如CD4与CD29,CD4与CD45RA,可以测定T辅助细胞的的亚群。如CD4+2H4(CD45RA)+细胞是Ts的诱导细胞;CD4+4B4(CD29)+细胞Th的诱导细胞。?同理?,?利用CD8+CD45RA和CD8+CD29+S6F1可测定T抑制细胞的亚群。

T辅助细胞还可分成Th1、Th2两个亚群,同时标记细胞内细胞因子IFN-γ和IL-4,可区分Th1细胞(CD4+/ IFN-γ+)和Th2细胞(CD4+/ IL-4+)。

利用CD25、CD69等McAb和其他淋巴细胞标记双色或三色标记还可测定淋巴细胞亚群的功能状态,如活化T8、活化B细胞等。

以下给出常用细胞亚群的正常范围供参考,请注意同一CD中有多种克隆的McAb, 同一CD中不同McAb?所测出的数值不同,每个实验室应测定自己实验室的正常数值。 CD3+ 70.0±12.0% +4B4+ 23.0±7.0% CD3+CD4+CD8- 40.0±9.0% CD4+2H4+ 19.0±6.0% CD3+CD4-CD8+ 30.0±8.0% CD3-CD56+(NK) 12.0±8.0%

十一. 流式细胞术在血液学中的应用 白血病免疫分型原理

白血病免疫学分型是利用单克隆抗体(McAb)?检测白血病细胞的细胞膜和细胞浆抗原,分析其表现型,以了解被测白血病细胞所属细胞系列及其分化程度。对白血病细胞抗原的分析研究有助于对白血病分型,为诊断和治疗提供依据。白血病免疫分型是形态学分型的重要补充和进一步深化,国际MIC分型协作组认为每一例急性白血病的免疫分型都是必不可少的。白血病免疫分型对鉴别急淋和急非淋有决定作用,对鉴别急非淋的某些亚型如M7、M3也有决定作用,对于一些用形态学、细胞组织化学不能诊断的急性白血病,急性未分化白血病,混杂性白血病等有重要意义。自从单克隆抗体问世以来,最成功的应用就是研究造血系统各类细胞表面抗原与细胞增殖、分化及恶变的关系。研究发现细胞表面抗原有重要功能,一些抗原分子作为细胞生长因子的受体而影响细胞的增殖分化;一些抗原分子作为细胞间相互识别的物质基础而参与细胞间相互作用;一些抗原分子则是细胞特异功能的物质基础。 从多能造血干细胞(PHSC)分化成熟为功能细胞过程中, 细胞表面和细胞浆内抗原随着分化成熟过程不断发生改变, 这些抗原称为造血细胞分化抗原。?造血细胞分化抗原是造血细胞分化过程中由细胞核内染色体上的基因编码的镶嵌蛋白, 其出现、增多、?减少或消失与造血细胞分化密切相而表现出与细胞系列及分化程度相关的特异性。?这些抗原可作为鉴别和分类造血细胞的标记。如髓系细胞的MPO、CD33、CD13、CD14、CD15等抗原;?巨核系的CD41、CD41、CD61抗原; T淋巴细胞的CD2、CD3、CD4、CD5、CD7、CD8等抗

原;B淋巴细胞的CD19、CD20、CD22等抗原。至今尚未发现白血病细胞特异性抗原,而白血病细胞是造血细胞在某一分化阶段的大量积累,表达与之相应的造血细胞分化抗原,因此可用造血细胞分化抗原类标记检测白血病细胞; 但白血病细胞毕竟不是正常造血细胞,其抗原表达与正常造血细胞并不完全相同。常有丢失某一分化发育阶段正常应有的抗原,或表达某一分化发育阶段正常不应有的抗原,或表达其他系列抗原,部分丧失了系列专一性和分化的严格性。

用FCM检测白血病免疫分型具有快速、简便、重复性好等优点。由于FCM可根据FSCνSSC直方图区分细胞并可圈定检测细胞范围(Bitmap,无定型门),或用SSC(线性或对数)和CD45直方图圈定检测细胞范围(Bitmap,无定型门),排除其他细胞干扰,因此较光学显微镜免疫荧光法或免疫组化法结果更准确。

十二. 流式细胞术在血液学中的应用 白血病免疫分型其临床意义

目前公认的系列特异性指标是:T淋巴细胞系--胞浆CD3(cCD3),B淋巴细胞系-- cCD22或cCD79,髓系---MPO 或cCD13,一般可先用他们区分细胞系列后再进一步分析某一系列亚型和分化阶段。

1. ALL的免疫学分型

1986年前分为普通型ALL(cALL)、未分化细胞ALL (Null-ALL)、T细胞ALL( T-ALL) 、前B细胞ALL (PreB-ALL)、B细胞ALL (B-ALL)五型;1986-1994年分为两大类九型(非T-ALL六型,T-ALL三型),九十年代后期有人按临床实用性一般分为B祖细胞ALL、前B细胞ALL、B细胞ALL、T细胞ALL四型。表12.1-表12.4列出ALL的五型、九型( B细胞系列六型、T细胞系列三型)、四型分类法。

B-祖细胞 ALL :B-祖细胞ALL 占儿童ALL的65%-70%,青少年ALL的55%-60%,成人ALL的50%,儿童ALL >90%病例 CD10+,而婴儿CD10+病例<50%。FAB分类为L1、L2,白血病细胞的FS和SS都很低;一般TdT、HLA-DR、CD19阳性,大多数病例CD24、CD34阳性,本型细胞膜免疫球蛋白(Ig)阴性。此型有CD10+、CD10-两个亚型,CD10+型预后较CD10-型好。

前B 细胞ALL :前B 细胞ALL在发育阶段上较B祖细胞 ALL晚,占儿童ALL的25%,在成人ALL占的比例还不清楚。一般CD24、HLA-DR、CD19、 CD10、cCD22阳性,CD34阴性,鉴别特点时有胞浆重链μ。此型预后较B祖细胞ALL差,可能与t(1;19)有关,t(1;19)占前B 细胞ALL的25%,此型CD34-,而B系列ALL中CD34-是独立的预后不良标记。 B细胞ALL :B细胞ALL 占所有ALL 的2%-5%;B细胞ALL更为成熟,白血病细胞的FS和SS较B-祖细胞 ALL明显增加,在FSνSS直方图或SS(线性或对数)νCD45直方图中处于淋巴细胞和单核细胞区域。典型标记是细胞膜免疫球蛋白(sIg)阳性,表型一般为CD19、CD20、CD22、CD24阳性,多数病例CD10+,但sIg和成熟抗原出现可区别于更早的B系ALL。此型FAB分类一般为 L3,罕见病例有B细胞ALL标记而FAB分类一般为 L1,这些病人多有t(1;19)和t(14;18)。

T细胞ALL :T细胞ALL占儿童ALL的15%,成人ALL的25%。多数表型为胸腺细胞型,最常见的是晚期胸腺皮质细胞亚型,CD1+、CD2+、CD5+、CD7+,CD4+CD8+,CD3表达较少,TdT常阳性;另一常见亚型是早期胸腺皮质细胞亚型,CD2+、CD5+、CD7+、TdT+。髓质期亚型较少见,CD2+、CD5+、CD7+,CD3+CD4+或CD3+CD8+,TdT表达较少。前

T细胞亚型,仅有CD7和cCD3而无其他T系抗原表达,预后较差。T系肿瘤性疾病多有特异性正常抗原表达的下调或表达该分化阶段正常不应出现的抗原。成人T细胞ALL预后较好,而儿童T细胞ALL较儿童B-祖细胞 ALL和前B细胞 ALL预后差,虽然各亚类预后仍不甚明确,但CD10阴性者预后不良。

ALL 的免疫学分型经过1986年前分为五型,1986-1994年分为两大类九型,九十年代后期(1997)分为四型的过程。1986年前的五型,是当时单克隆抗体和检测手段的反映;随着新的单克隆抗体(主要是T、B淋巴细胞亚群的McAb)的发现和临床大量病例的检测,不仅弄清了T、B淋巴细胞的来源、分化发育过程,而且使免疫分型更加细致,因而出现了1986-1994年分为两大类九型;但按照细胞的分化发育阶段分型的两大类九型分型法对临床略显繁琐,指导治疗、判断预后临床实用性也不够强,因此又出现了以上简单的四型分类法。经过对比不难看出,四型分类法的B-祖细胞ALL型实际上包含了两大类九型分类法的非T-ALL的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 3个亚型,而Ⅴ型即是前B 细胞ALL型,Ⅵ型是B 细胞ALL型;而T细胞ALL型是两大类九型中T-ALL的三型合并为一型。两大类九型分类法的非T-ALL的Ⅰ型分类为急性未分化白血病(见后)。 ALL也可按DNA含量分类,用流式细胞仪很容易测定DNA含量,DNA含量分为两个亚类:超二倍体和亚二倍体,前者预后好,后者预后差。

2.急性髓细胞白血病(AML)攪

目前所有粒、单核系的单克隆抗体基本无分化发育阶段特异性,因此AML的免疫学分型FAB-?M0、M1、M2界限不十分明显;但M3多不表达HLA-DR和CD34,常表达CD13、CD33、CD9、CD38;GPA在鉴别红白血病(M6)时可提供帮助;巨核细胞白血病(M7)则有CD41、CD42、CD61?为系列特异标记,为确诊的重要指标。?由于白血病的异质性,同一FAB分类的白血病抗原表达并不完全相同。AML的免疫表型见表12.5。

M0:M0白血病细胞的FS和SS都很低,在SSνCD45直方图中处于原始淋巴细胞区域。M0的白血病细胞至少表达一个髓系特异性标记如MPO、CD13、CD116,MPO较CD13、CD116更敏感;一般淋巴系标记是阴性的,但可能表达CD7或CD4;一般CD34、HLA-DR阳性。有研究显示AML复合表达CD7和CD34预后不良。

M1:M1的白血病细胞抗原表达类似于M0并与M0不好区分,M1一般表达CD13,CD33和HLA-DR,CD34表达较M0少,部分可能表达CD15,较少病人可能表达CD4。

M2:M2与M1的主要区别是分化成熟增加,原始细胞减少;CD34表达较M1少,CD15表达较M1增加,大部分病例HLA-DR阳性,CD13表达强于CD33;部分M2表达CD19和CD56伴有t(8;21),罕见的伴有t(8;21)的M2不表达CD13,CD33和CD14但MPO阳性。 M3:M3白血病细胞由于它的高颗粒性而SS增大;M3的白血病细胞一般表达CD13,CD33,部分病人可能表达CD2,但HLA-DR阴性,CD34一般为阴性,复发病人阳性;部分病人可能表达CD56,表达CD56者应作基因检查(APL/RARα)以排外髓/NK细胞急性白血病(详见后)。

M4、M5:M4、M5的免疫表型相似,重要表型特点是表达CD13、CD33、CD14、CD15和HLA-DR,部分病人表达CD4、CD7,部分病人可能表达CD56,表达CD2多为M4E0,常伴有16号染色体异常,预后好。

M6:M6较少见,一般表达HLA-DR、CD34、CD13、CD33,GPA对确定红系有用。 M7:M7占成人ANLL的1%、儿童的4%。成人M7多见于二次性白血病,即CML.BC或MDS-RAEB或MF白血病变。而儿童M7多为原发。M7?免疫学表型一般

为:CD41+,CD42+,CD61+,CD33+/-,CD13+/-,CD34+,DR+/-,CD10-。特异性标记CD41、CD42、CD61阳性可确诊M7,但要注意排外血小板粘附于细胞上的假阳性结果。

3.急性未分化白血病 用流式细胞仪分析仅有大约1%的急性白血病不能分类,典型急性未分化白血病仅有HLA-DR和CD34表达而无系列特异性抗原表达。

4.杂合型白血病 真正的双系列表型白血病是伴有t(9;22)或有11q23 MLL(myeloid/lymphoid or mixed lineage leukemia髓/淋系或混合性白血病)基因重排的病人,以往报道的许多杂合型白血病多是由于方法学问题不能排除非白血病细胞的干扰,或将非特异弱表达当作特异表达,如前所述白血病细胞毕竟不是正常造血细胞,其抗原表达与正常造血细胞并不完全相同,部分丧失了系列专一性和分化的严格性,因此不要轻易定型杂合型白血病,国际上杂合型白血病尚无统一诊断标准。

5.慢性粒细胞白血病急性变(CML BC) 慢性粒细胞白血病(慢粒 CML)是一种多能造血干细胞疾病,其转归多为急性变。慢粒急变(CML BC)涉及所有造血细胞系列,往往不易从形态学上确定急变类型, 50%-60%为AML变,30%左右为ALL变。AML变可表达AML的所有表型,大多数ALL变为B细胞来源,其中cALL?及前B-ALL多见,罕见T-ALL变。 6.B 淋巴系细胞增殖性疾病 B 淋巴系细胞增殖性疾病的免疫学分型见表12.6。

采自C.D Jennings and K A.Foon略加改变. MCL: mantle cell 淋巴瘤; FCCL:Follicular center cell lymphoma---泸泡中心细胞淋巴瘤; MZL: Marginal zone lymphoma—边缘区淋巴瘤; SLL:small cell lymphocyte lymphoma--小细胞淋巴细胞淋巴瘤

B 淋巴系细胞增殖性疾病中包括B慢性淋巴细胞白血病(B-CLL)、B幼淋细胞白血病(B-PLL)、毛细胞白血病(HCL)和多发性骨髓瘤(MM)/浆细胞白血病和部分淋巴瘤,淋巴瘤免疫分型将在不同章节中描述。

B-CLL:B-CLL的白血病细胞一般表达CD19、CD20、CD43和CD79a,CD5与以上抗原复合表达,sIgM、sIgD、CD11c和CD25也常表达但表达较弱,CD10、CD22阴性。伴染色体异常者预后较差。

B-PLL :流式细胞仪在区分B-PLL和B-CLL中十分有用, B-PLL通常sIg表达强, CD5阴性而CD22阳性,困难的是原发B-PLL和由B-CLL转化为B-PLL的区分, 由B-CLL转化来的B-PLL CD5阳性而CD22表达弱,类似于B-CLL。

HCL:HCL 一般表达成熟B细胞标记:CD20、CD22、CD19、CD79、sIg,CD11c、CD22高表达,CD25中等度以上表达,一般CD21-,典型病例CD5-、CD10-、CD23-,但有少数病例可阳性。CD103是HCL最可信的标记,可用来与其它B细胞白血病鉴别。 浆细胞瘤:由于大多数多发性骨髓瘤病人骨髓标本中含骨髓瘤细胞少及瘤细胞丧失了大多数B细胞系特异性标记,用流式细胞仪分析多发性骨髓瘤(MM)/浆细胞白血病较为困难,典型的浆细胞CD38强表达而CD45弱表达。一般浆细胞sIg弱表达,cIg阳性。 7.T淋巴系细胞增殖性疾病 T淋巴系细胞增殖性疾病的免疫学分型见表12.7。

T淋巴系细胞增殖性疾病中包括T幼淋细胞白血病(T -PLL)、NK细胞白血病(T-LGL、NK-LGL)和成人T淋巴细胞白血病(ATL)、T慢性淋巴细胞白血病(T-CLL)。

T-PLL :T-PLL的白血病细胞一般表达CD2、CD3、CD5和CD7,大多数病人CD4+ CD8-,但偶有CD4+ CD8+,单独表达CD8者少见, 本病常伴有14q11和14q32改变, 有CD4+ CD8-表型者预后较好,本病较B-PLL恶性度高。

NK 细胞白血病 :NK系列白血病最早描述的是大颗粒淋巴细胞白血病(LGL), LGL有两种类型:T-LGL和NK-LGL,T-LGL表达CD3、CD8、CD2、CD16、CD11b、CD57、而CD56、CD5、CD7、CD4和CD25多阴性,有TCR基因重排。NK-LGL表达CD2、CD16和CD56,

而CD3、CD4多阴性,CD8、和CD57弱表达或阴性,无TCRα-β基因重排。最近NK系列白血病又有新的亚型发现,如急性前髓系/NK 细胞白血病、急性髓系/NK 细胞白血病、原始NK 细胞白血病、NK样T细胞白血病。急性前髓系/NK 细胞白血病是一种最近认识的不同类型的白血病, 其特点是有明显髓外涉及,不成熟的原始淋巴细胞样形态,伴MPO--、CD7+、 CD33+/CD13+、sCD3-、cCD3-、CD56+,预后不良。急性髓系/NK 细胞白血病,形态学和免疫表型类似于M3,但无RARα基因重排,一般HLA-DR-、CD33+、CD13+、CD56+,多见于老年病人,对维甲酸无反应。原始NK 细胞白血病,无髓系和淋巴系抗原,CD56+、cCD3+/-、CD2+/-、CD4+/-、CD7+/-,少数有TCRβ基因重排,而无TCRγ-δ基因重排。NK细胞系列白血病的新亚型是近10年才较多注意到的白血病,其临床特点,免疫表型,染色体及基因改变需进一步积累病例研究才能彻底明了。大约10%-20%左右的急性白血病表达CD56,除了原始NK 细胞白血病、NK样T细胞白血病、急性髓系/NK 细胞白血病、急性前髓系/NK 细胞白血病外,大部分表达CD56的急性白血病是FAB分类的M2、M3、M4、M5型,这类病人究竟是急性髓系/NK 细胞白血病还是急性髓系细胞白血病伴NK抗原表达有待进一步研究,鉴于急性白血病部分丧失了系列专一性和分化的严格性,可能称为急性髓系细胞白血病伴NK细胞抗原表达较为合适。 成人T淋巴细胞白血病(ATL):大多数ATL细胞表达激活T细胞表型:CD3、CD4、CD5、CD25、HLA-DR、TCR,一般CD7-和CD8-,常有粘附分子L-选择素的异常表达; 伴有p53异常者预后不良。

T-CLL:T-CLL少于CLL总数的1%,细胞形态学类似与一般CLL,但临床发展较快,但多数病人表达CD2、CD3、CD5、CD7、CD4、少数病人表达CD8。

十三.流式细胞术在血液学中的应用 淋巴瘤免疫分型

目前淋巴瘤的分类方法已从LSG的形态学分类逐渐转变为REAL分类法, REAL分类法是以肿瘤发生源为基础的分类方法,在原来的形态学基础上加上免疫学分型后再加以分类,这种分类方法不仅能够推断肿瘤的发生源,对治疗也有指导意义。因此淋巴瘤的免疫分型越来越重要。如同白血病免疫分型一样,淋巴瘤的免疫分型也是利用单克隆抗体检测淋巴瘤细胞的细胞膜和细胞浆抗原,分析其表现型,以了解被测淋巴瘤细胞所属细胞系列及其分化程度。流式细胞仪能对多数的淋巴瘤细胞的细胞膜和细胞浆抗原迅速客观地做出检测,在淋巴瘤的免疫分型中起着不可替代的作用。

临床淋巴瘤的免疫分型的检测标本一般是淋巴结、脾脏、胸水、腹水等。在临床淋巴瘤的免疫分型工作中常可遇到以下四种情况:①B细胞系淋巴瘤②T/NK细胞系淋巴瘤③淋巴细胞系以外的造血细胞肿瘤④造血细胞以外的肿瘤。 REAL分类淋巴瘤的免疫表型见表12.8。

*:弱表达或阴性。

BLBL :前B原始淋巴细胞淋巴瘤/白血病; BSLL: B-小淋巴细胞淋巴瘤; LPL:淋巴浆细胞样淋巴瘤; MCL: 斗篷细胞淋巴瘤; FCL:滤泡中心淋巴瘤; MZL: 边缘带B细胞淋巴瘤; SMZL :脾MZL ;HCL:毛细胞白血病; PC:浆细胞瘤;DLBL: B-弥漫性大细胞淋巴瘤; BL: Burkitts淋巴瘤; HBLB:高度B细胞淋巴瘤, Burkitts样; TLB L: 前T原始淋巴细胞淋巴瘤/白血病; TPLL: T幼淋细胞白血病; LGLT:大颗粒淋巴细胞白血病, T细胞型; LGLNK: 大颗粒淋巴细胞白血病, NK细胞型; MF:覃样真菌病; PTL:外周T细胞淋巴瘤,非特异;AILD:血管免疫T细胞淋巴

瘤;ACL:血管中心性淋巴瘤; ITCL:肠T细胞淋巴瘤; ATL:成人T细胞淋巴瘤/白血病; LCL:大细胞淋巴瘤; LCLH: 大细胞淋巴瘤,何杰金氏样; 1. B细胞系淋巴瘤 大多数情况下, B细胞系淋巴瘤CD19、CD20阳性,分化早期CD20阴性,CD10、CD34阳性;分化晚期CD5、CD23阳性,成熟为浆细胞后以上标记均阴性。利用单克隆抗体κ、λ(正常时κ:λ=2:1)可检测免疫球蛋白轻链的偏移,推断是否克隆性增殖免疫球蛋白。表12.6. 列出了外周B 淋巴系淋巴瘤的4种类型的免疫分型。

SLL(small cell lymphocyte lymphoma)--小细胞淋巴细胞淋巴瘤: 小细胞淋巴细胞淋巴瘤细胞一般表达CD19、CD20、CD43和CD79,CD5与以上抗原复合表达,sIgM、sIgD、CD11c和CD25也常表达但表达较弱,CD10、CD22阴性。伴染色体异常者预后较差。

MCL(mantle cell lymphoma)--斗篷细胞淋巴瘤:MCL包括以前分类为中等淋巴细胞淋巴瘤(ILL)、中度分化淋巴细胞淋巴瘤(IDL)、中心细胞淋巴瘤和套区细胞淋巴瘤(MZL),占淋巴瘤的2%-8%,λ型较κ型常见, sIgM中度表达,IgD弱或阴性,表达CD19、CD20、CD22、CD43,但多数病例CD5阳性CD23阴性,CD10一般阴性,CD5阳性CD23阴性和Ig类型可帮助鉴别MCL和FCL。

FCL(Follicular center cell lymphoma)---泸泡中心细胞淋巴瘤:FCL占淋巴瘤的45%,表达CD19、CD20、CD22, sIg强表达,但多数病例CD10和CD23阳性,典型FCCL CD5、CD43和CD11c阴性。CD10阳性、CD11c阴性和sIg强表达利于与MZL鉴别。 MZL(Marginal zone lymphoma)--边缘带淋巴瘤和相关B 细胞淋巴瘤:典型免疫表型: CD19、CD20、CD22、HLA-DR阳性,sIg中度表达,CD5、CD10、CD23、CD25阴性,CD21、CD24多数情况下阴性,多数表达CD11c。CD5、CD10、CD23、CD25阴性,CD21、CD24多数情况下阴性,利于与CLL/SLL、FCCL、MZL鉴别。

2. T/NK细胞系淋巴瘤 早期T细胞一般CD2、CD5、CD7、cCD3阳性。T/NK细胞系淋巴瘤的详细分类及表型参见表12.8。细胞膜CD3阳性可确认为外周T细胞肿瘤, 外周T细胞肿瘤的特征是CD3与CD4或CD8复合表达,并常有克隆性T细胞受体,或α-β型或γ-δ型;

MF(mycosis fungoides)--蕈样真菌病和sezary综合症:占皮肤淋巴瘤的绝大多数,CD4阳性,同时表达CD2、CD3、CD5,有时CD7阴性,CD8阳性病例极少见但已有报道,有无TCRβ基因重排对鉴别淋巴瘤和炎性反应有帮助。

LCL(large cell lymphoma)--大细胞淋巴瘤: 大细胞淋巴瘤(LCL)占成人淋巴瘤的40%,儿童的1/3,成人80%是B细胞型的,儿童B细胞型和T细胞型各占一半。

3. 淋巴细胞系以外的造血细胞肿瘤 急性髓系细胞白血病(特别是M4、M5)淋巴结转移时有发生,如T、B淋巴细胞标记低表达应怀疑并按白血病免疫分型处理。

4. 造血细胞以外的肿瘤 检测淋巴结、胸腹水标本时如遇CD45阴性情况应考虑非造血系统肿瘤淋巴结、胸膜、腹膜转移。

十四. 流式细胞术在血液学中的应用 红细胞疾病诊断

(一)网织红细胞测定

计数外周血中网织红细胞数量,?对于评价骨髓红系造血及网织红细胞从骨髓到外周血的转送速率有重要意义。有核红细胞在成熟过程中,脱去细胞核后仍有少量RNA残留在细胞浆内,再经过约一天时间残留RNA完全消失,成为成熟红细胞。这种细胞浆内有残留RNA的红细胞称作网织红细胞。正常情况下有一定量的网织红细胞出现在外周血中,正常值为1.0~1.5%,上限3.0%,但当红细胞数异常时会出现错误结果。因此用网织红细胞绝对值表示,正常值5~15×1010/L。由于常规方法测定须先在体外经活体染色(最常用亚甲兰),然后在显微镜

流式细胞仪也可检测细胞因子,细胞内细胞因子如白介素系列(IL-1—IL-14),肿瘤坏死因子(TNF),干扰素(IFN)等,只要用适当的打孔剂即可用抗上述细胞因子单克隆抗体标记后用流式细胞仪测定。

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流式细胞仪实验方法

一、 实验准备

1. 标本制备:

2. 最小化非特异性结合:

二、凋亡

1.凋亡的检测方法:网站和其它

2.PI染色法

3.Annexin V 法

4.TUNNEL法

三、细胞因子

1.激活的细胞因子

2.CBA

四、血小板

1.活化

2.活化检测

3.网织血小板

五、红细胞

1.网织红细胞

2.PNH

3.胎儿红细胞

六、肿瘤学

1.DNA 细胞周期

2.蛋白

3.多药耐药

4.微小残留白血病

第一部分 标本处理

一、流式细胞术常规检测时的样品制备

(一)直接免疫荧光标记法

取一定量细胞(约1X106细胞/ml),在每一管中分别加入50μl的HAB,并充分混匀,于室温中静置1分钟以上(),再直接加入连接有荧光素的抗体进行免疫标记反应(如做双标或多标染色,可把几种标记有不同荧光素的抗体同时加入),。孵育20-60分钟后,用PBS(pH7.2—7.4)洗1-2次,加入缓冲液重悬,上机检测。本方法操作简便,结果准确,易于分析,适用于同一细胞群多参数同时测定。虽然直标抗体试剂成本较高,但减少了间接标记法中较强的非特异荧光的干扰,因此更适用于临床标本的检测。

(二)间接免疫荧光标记法

取一定量的细胞悬液(约1X106细胞/ml),先加入特异的第一抗体,待反应完全后洗去未结合抗体,再加入荧光标记的第二抗体,生成抗原—抗体—抗抗体复合物,以FCM检测其上标记的荧光素被激发后发出的荧光。本方法费用较低,二抗应用广泛,多用于科研标本的检测。但由于二抗一般为多克隆抗体,特异性较差,非特异性荧光背景较强,易影响实验结果。所以标本制备时应加入阴性或阳性对照。另外,由于间标法步骤较多,增加了细胞的丢失,不适用测定细胞数较少的标本。

二、最小化非特异性结合的方法

1.荧光标记的抗体的浓度应该合适,如果浓度过高,背景会因为非特异性的相互作用的增加而增加。

2.在使用第一抗体之前,将样品与过量的蛋白一起培育,如小牛血清蛋白(BSA),脱脂干奶酪,或来自于同一寄主的正常血清来作为标记的第二抗体。这个步骤通过阻断第一抗体和细胞表面或胞内结构的非特异性的交互作用来降低背景。

3.在使用第一抗体之后,将样品与5%至10%的来自于同一寄主的正常血清和作为标记的第二抗体一起培育。这个步骤会减少不必要的第二抗体与第一抗体、细胞表面或胞内结构之间的交互作用。

通过用来自于同样的样品的血清稀释标记过的抗体可以略过此步骤。此步骤适用于很多方面,但有时候它也会导致已标记的第二抗体和正常血清中的免疫球蛋白的免疫复合体的形成。这种复合体会优先与一些细胞结构进行结合,或者它们最终会导致期望得到的抗体活性的丢失。

4.使用F(ab’)2片段会使背景决定于第一或第二抗体与FC受体的全分子结合。大多数的第二抗体的F(ab’)2片段容易利用。而第一抗体的F(ab’)2片段一般是不能利用或很难制作。因此,在NaN3存在的条件下,将新鲜组织或细胞与正常血清一起培育应选择优先加入第一抗体。在此情况下,即使在随后的步骤中用完所有的抗体分子,FC受体决定的背景影响已不再重要。

5.其它:已标记的抗体和其他一些内在的免疫球蛋白或加入实验系统中的其它物质的交叉反应也可能会有背景影响。为了降低背景,在多重标记过程中,所有的已标记的抗体应被吸附,避免其他种类蛋白的交叉反应。

第二部分 细胞因子

细胞内细胞因子的流式细胞仪检测

一、简介

随着研究的进展,仅仅对细胞进行定量和活性的检测已不能满足需要。在单细胞水平研究细胞因子的表达能力对研究细胞因子在疾病中的作用越来越显的重要无比。目前检测单个细胞特定细胞因子的表达手段包括:ELIspot、原位杂交、免疫细胞化学、限制性稀释分析(limiting dilution analysis,LDA)和单细胞PCR,应用原位杂交技术和免疫组化方法观察细胞因子蛋白表达及mRNA表达可以识别Th1和Th2细胞,此方法可获得较强的细胞内信号,但此方法工作量大、主观性强,难以进行大样本检测,且人肉眼识别能力有很大的局限性,而ELISPOT及单细胞PCR技术,技术性强、劳动强度大,难以进行广泛推广。随着多标记及胞内细胞因子标记流式细胞技术的出现,使对细胞内细胞因子的研究推向了一个新的阶段。下面主要对胞内细胞因子流式细胞技术作以介绍。

早期细胞因子表达与细胞功能相关性研究是基于特定克隆细胞的激活。尽管研究应用T淋巴细胞克隆证明了不同细胞因子的合成,如TH1(IL-2,IFN-?)与TH2(IL-4,IL-5,IL-10),但这些研究很难外推,因为T细胞克隆与体内T细胞功能相关性还未被揭示。

近来,Jung与Picker采用了monensin、PMA等药物预孵,用Brefeldin(BFA)、Monensin阻断了胞内高尔基体介导的转运的方法使得细胞因子聚集,蓄积,增强细胞因子信号可被流式细胞仪检测。因为自然状态下,T淋巴细胞产生少量的细胞因子,通常要对T淋巴细胞体外活化进行研究。在体外刺激过程中,T淋巴细胞产生的细胞因子已释放出来,胞内细胞因子信号较弱,难以进行检测。这一方法可检测单个细胞内多个细胞因子,并可区分表达特定细胞因子的细胞亚群。在细胞水平该方法证明了人与鼠的淋巴细胞都存在1型与2型分化,且这些分化在特定细胞因子增强时可被逆转。且这些研究清楚地证明,只有激活的细胞亚群可以表达细胞因子,静止的正常淋巴细胞(T、B、NK)不能分泌细胞因子。

胞内流式分析法是用抗细胞因子抗体与细胞表面或胞内特定亚群标志组合,即可检测不同细胞亚群细胞因子的分泌,同时采用特殊的化学与抗体选择,确保静止与无细胞因子分泌细胞的最小荧光背景。具有其它方法难以比拟的优点:

? 快速:流式定量检测细胞内细胞因子可在一天内完成,实验流程需6-8小时,实际操作时间为1-2小时,快速简便;

? 简便:无需组织培养,可以全血分析,无需分离PBMCs;

? 灵敏度高:高度灵敏的荧光标记与检测系统;

? 高效:可以在同一个细胞内同时检测两种或更多种细胞因子,也可根据细胞免疫表型区分分泌细胞因子的细胞的亚型,进行多参数相关分析;

? 安全:减少样本处理与生物源性污染

? 接近生物体的分析条件:全血检测保留细胞及生化微环境更准确反映了体内状况。

二、所需仪器

1. 流式上样管及细胞培养皿或板

2. 25%CO2,37℃孵箱

3. 混匀振荡器

4. 离心机

5. 加样器、Tips

6. 流式细胞仪

三、常用的标本类型和处理方法

全血:使用肝素钠抗凝的真空采血管采血,不易采用肝素锂、EDTA和ACD抗凝剂,血样在8小时内分析,超过8小时会导致活性的损失,一般细胞因子阳性细胞会减少5%。如不能在8小时之内检测,应将真空采血管水平室温放置。

自身血浆中外周血单个核细胞(PBMCs):使用肝素钠抗凝的采血后,分离PBMCs,24小时内分析。

组织培养基中的外周血单个核细胞(PBMCs):用Ficoll分离PBMCs,将细胞重悬于含10%热灭活胎牛血清(FBS)的RPMI-1640培养基中,调节细胞浓度为2×106细胞/ml。

细胞系与T细胞克隆:调节细胞浓度2×106细胞/mL于新鲜培养基中。

冰冻全血与PBMCs:使用1×红细胞裂解液处理活化的外周血或者PBMCs,用PBS漂洗,并用含1%的BSA及10%的DMSO的PBS重悬,-70℃冻存。溶化后细胞置于染色管中,加上2~3mL的洗液,离心5分钟后,用破膜剂对细胞进行破膜和染色。

四、所需试剂

1、细胞表面染色的荧光标记的单抗试剂

依据实验需要选择特殊表面标志

CD45圈定所有淋巴细胞 CD3 圈定T淋巴细胞

CD4 圈定T辅助淋巴细胞亚群

CD8 圈定T抑制淋巴细胞亚群 CD19/或CD20圈定B淋巴细胞 CD56圈定NK淋巴细胞 CD14圈定单核细胞

2、荧光标记的细胞因子抗体:R&D提供FITC、PE和APC标记的细胞因子抗体

3、溶血素:用外周全血检测时需使用溶血素(R&D目录号WL1000用于人或者WL2000用于小鼠;eBioscience目录号00-4333)溶解红细胞

4、激活剂 ① Phorbol 12-Myristate 13 Acetate(PMA)(Alexis,目录号ALX-445-004-M001)

A. DMSO中调节浓度0.1mg/mL

B. 分装(20?L),-20℃储存。勿反复冻融

C.每次实验用无菌无叠氮钠PBS 1:100稀释储存液

D.PMA终浓度25ng/mL细胞悬液

② Ionomycin (Alexis,目录号ALX-450-006-M001)

A. 于乙醇中配制成浓度0.5mg/mL

B. -20℃储存

C. 每次实验用无菌无叠氮钠PBS 1:10稀释储存液

D. Ionomycin终浓度1?g/mL细胞悬液

③ Staphylococcal enterotoxin B(SEB) (Sigma,Catalog No.S-4881)

A. 无菌无叠氮钠PBS调节浓度0.5mg/mL

B. 4℃储存

C. SEB终浓度10?g/mL细胞悬液

④ CD3:包被在培养板中,在蛋白转运抑制剂存在下活化未稀释的血液细胞

⑤ CD28:加速不同刺激剂(包括SEB、CD3等)的活化效应,浓度一般为10ug/ml

5、阻断剂

阻断高尔基体介导的转运作用,使得刺激细胞表达的细胞因子聚集在胞浆内 ① Brefeldin-A(BFA) (eBioscience,目录号00-4506)

A. 于DMSO中调节浓度5mg/mL

B. 分装(20?L),-20℃储存。勿反复冻融。 C. 每次实验用无菌无叠氮钠PBS 1:10稀释储存液 D. 激活最后4-5小时BFA终浓度10?g/mL细胞悬液。

注意:BFA过度孵育会导致细胞活力下降 ② Monensin (eBioscience,目录号00-4505)

6、 不含谷氨酰胺的RPMI-1640

7、 固定剂:细胞在体外刺激后需要对细胞进行固定。固定的目的在于通过蛋白的交联和变性一方面使细胞因子固定在细胞内,另一方面避免细胞表面抗原丢失。含4%的多聚甲醛PBS溶液(eBioscience,目录号00-8222)

8、 破膜剂:含1%皂甙、0.05%叠氮化钠的Hanks溶液(HBBS)(eBioscience,目录号00-8333)

将细胞膜穿孔,已利于荧光标记的细胞因子抗体进入细胞内,于相应的细胞因子结合

9、其它试剂:无菌无叠氮钠PBS,乙醇,含1%多聚甲醛的PBS,4℃储存。

五、细胞培养和刺激的基本方法

细胞活化的最终结果是产生细胞因子,根据检测指标和标本的不同,研究人员需要选择不同的刺激剂和刺激时间,以获得最佳的实验结果。下表提供了检测一些常用细胞因子的推荐的活化方法。

表1、细胞内细胞因子流式检测推荐的阳性对照活化方法

检测细胞因子

阳性对照刺激方法

人IFN-g

方法2 (4-24 小时)

人TIMP-1 方法5

人TNF-? 方法7 (6 小时)

人IL-1a

方法3 (6 小时)

人IL-1? 方法3 (24 小时)

人IL-2

方法2 (4-24 小时)

人IL-4 方法4

人IL-5 方法1

人IL-6

单核细胞:方法3 (6-12 小时) T细胞:方法6

人IL-10 方法1

人IL-12 方法8

人IL-15 方法3

人Fractalkine/CX3CL1 方法1

人IL-8/CXCL8 方法3 (24 小时)

人MCP-1/CCL2 方法3 (24 小时)

人MIP-1a/CCL3 方法3 (24 小时)

人MIP-1b/CCL4 方法3 (24 小时)

人RANTES/CCL5 方法1

小鼠IL-2 方法9

小鼠IL-4 方法10

小鼠IL-5 方法10

小鼠IL-6 方法11

小鼠IFN?

方法9 or 方法12

小鼠TNF-? 方法9

为防止细胞内细胞因子分泌到胞外,在培养的最后4-6个小时,需要使用蛋白转运抑制剂 (如3uM monensin,10mg/ml的BFA)

方法1: 只使用转染细胞检测

方法2: 人的PBMCs使用PMA (10 ng/ml) 和Ionomycin (1 uM) 刺激4-24 小时.

方法3: 人的PBMC 使用LPS (0.5 - 1 ug/ml) 刺激24 小时.

方法4: 人的PBMCs或者纯化的CD4+细胞在包被人CD3抗体的培养板中,使用含有重组人的IL-2(10 ng/ml,目录号202-IL-010)和IL-4(10 ng/ml,目录号204-IL-005)的培养基培养两天;细胞洗涤后在含有重组人IL-2和IL-4的培养基中继续培养2天;最后收获细胞,使用PMA (10 ng/ml) 和Ionomycin (1 uM)刺激6小时

方法5: CD4+ T 细胞使用PHA (10 ng/ml) 刺激4 days

方法6: T 细胞使用抗CD3 的单抗、抗CD28的单抗和重组人的IL-1b (Lorre, et al., 1994, Clin

Immuno Immunopath 70:1)

方法7: 使用PMA (50 ng/ml) 和Ionomycin (500 ng/ml)刺激

方法8: PBMCs细胞使用重组人IFN? (10 ng/ml,目录号285-IF-100) 刺激2 小时,然后使用IFN? (10 ng/ml) + LPS (1 ug/ml) 刺激22小时或者使用相同的方法刺激THP-1 细胞.

方法9: EL4 在包被抗小鼠CD3抗体(25 ug/ml) 的培养板中,使用抗CD28 抗体(2 ug/ml) + PMA (5 ng/ml) + Ionomycin (500 ng/ml) 刺激6小时

方法10: CD4+T细胞在包被小鼠CD3(25 ug/ ml)抗体的培养板中,使用含有抗小鼠的CD28(2 ug/ml)的抗体,重组小鼠的IL-2(10 ng/ml,目录号402-ML-020)和IL-4(50 ng/ml,目录号404-ML-005)的培养基培养两天;然后在含有重组小鼠IL-2和IL-4的培养基中继续培养3天;最后收获细胞,使用PMA(5 ng/ml)、Ionomycin(500 ng/ml)和monensin刺激6小时。

方法11: 小鼠ip巨噬细胞使用Mouse ip 1 ug/ml LPS 刺激24小时

方法12: 小鼠脾细胞使用PMA (5 ng/ml)和Ionomycin (500 ng/ml)刺激6小时

六、流式检测细胞染色基本过程(以全血为例)

1、 收获细胞:肝素钠抗凝的静脉血,按1:1与培养基混匀,加刺激剂,同时加蛋白转运抑制剂(参照说明书), 混匀后,37℃,5%二氧化碳培养4-6小时

2、 阻断Fc受体:用于消除非特异性的结合染色

① 在小鼠,可使用纯化的FcII/III受体的抗体(CD16/32),按照1ug/106细胞的用量,在染色缓冲液中4℃孵育15分钟,PBS清洗后,直接进行下一步染色。

② 对于人和大鼠,可直接使用过量的与荧光抗体相同来源和亚型不相关的纯化Ig或者血清进行阻断

3、细胞表面染色

① 加适当的细胞表面染色试剂20?L于Falcon管中,加入100?L激活后的全血 (细胞浓度维持在2×106/mL) 混匀,室温暗处孵育15分钟; ② 加入溶血素,室温暗处孵育10分钟。(注意:PMA激活的全血可能会溶血不完全。) ③ 离心500g 5分钟,弃上清

4、固定和破膜

① 加固定剂,室温暗处孵育15分钟,离心500g 5分钟,弃上清; ② 加破膜剂温暗处孵育10分钟。(剂量参照说明书) ③ 加2?3mLPBS洗液,离心500g 5分钟,弃上清。

5、细胞内染色

① 加入荧光标记的细胞因子抗体,混匀,室温暗处孵育30分钟。

② 加2?3mL洗液,离心500g 5分钟,弃上清,加入500?LPBS上机或加入500?L 1% PFA固定后再上机

七、注意事项

1. 标本处理:避免使用络合钙的抗凝剂,如ACD与EDTA,因为它们会限制钙依赖性激活过程,推荐用肝素钠。此外LPS,一种常见的生物试剂污染物,是强细胞激活剂,可能会混淆试验结果。血样在8小时内分析,超过8小时会导致活性的损失,一般细胞因子阳性细胞会减少5%。如不能在8小时之内检测,应将真空采血管水平室温放置。

2. 刺激激活:检测不同的细胞因子根据情况选择不同的刺激剂组合和刺激时间,以保证最佳的检测效果。比如,要检测IFN-γ则可选择PMA和Ionomycin同时刺激;如果用CD4做表面标记,由于多数病人的CD4抗原会因PMA的激活而有不同程度的下调,所以培养时间不能太长,4-6小时为宜,否则CD4下调影响分析

3. 选择合适的对照:为保证结合的真是和可靠性,至少荧光设置以下对照: ① 未刺激对照:激活时由于BFA的存在抑制了胞内蛋白的转运,因此在激活过程中产生 的抗原与细胞因子会滞留胞内,未刺激对照也应包含BFA。 ② 激活对照:激活对照使用细胞表面表达CD69来评价激活与否,如果未达到CD69期望的水平,则激活步骤出了问题,某一试剂可能失活,过期,制备不当或溶剂污染,需制备新鲜刺激剂重新实验。

③ 同型对照:使用与荧光标记抗体相同来源、相同标记、相同剂量和亚型的免疫球蛋白,用于消除由于抗体非特异性结合到细胞表面而产生的背景染色。

4. Fc受体阻断:使用试剂阻断Fc受体可以有效减少非特异荧光染色,在小鼠可以用纯化的抗小鼠的CD16/32(eBioscience, 目录号14-0161-81),在大鼠可以用纯化的抗大鼠的CD32,在人可以用过量的同种无关纯化Ig或血清。

5. 荧光素的选择:检测相对低表达细胞因子如IL-4时,应选用PE或APC标记;单检测某一细胞因子时最好也选用PE或APC标记;同时检测多种细胞因子时,弱表达的应选用PE或APC,FITC标记最好用于高表达细胞因子如IFN-γ

八、问题与解答

问题 原因 解决 注释

无CD69胞内染色 细胞未激活

激活剂制备不当,见激活剂制备储存一节。

PMA+Ionomycin激活4小时后CD3+T淋巴细胞CD69阳性率应>90%

使用了错误的抗凝剂

应使用肝素钠,不要使用肝素锂,避免使用ACD与EDTA等络合钙的抗凝剂。 淋巴细胞激活需要Ca,络合Ca的抗凝剂会影响激活。

细胞未通透

在使用通透液前先使用溶血素 溶血素辅助细胞通透

BFA失活或制备不当

详见BFA制备BFA于-20℃储存 详见BFA制备

胞内染色阳性但很弱

抗细胞因子抗体浓度不对 按R&D推荐量使用荧光抗体

正常的激活T淋巴细胞IL-4表达通常<2%,应使用PE或APC标记

通透后细胞在胞内染色前未洗 按操作程序通透后洗细胞再胞内染色

背景染色太高

荧光单抗不纯或荧光与抗体结合不牢导致解析出的荧光染料非特异结合

使用R&D 试剂

使用试剂阻断Fc受体可以有效减少非特异荧光染色,详见Fc段受体阻断节

抗体与固定后的胞内抗原亲和力低,需提高抗体浓度。 使用R&D试剂并按推荐剂量

错误的同型对照,对照Ig浓度过高

按R&D推荐量使用R&D匹配的同型对照试剂

严重的细胞损失

洗涤离心步骤丢失细胞 固定通透的细胞离心500g

固定后细胞密度低于活细胞,需用高转速离心。

加样步骤丢失细胞 弃上清带走细胞 小心吸样

溶血不完全

PMA+Ionomycin激活

按操作步骤用FL3做阈值去除碎片和未溶细胞 PMA可稳定红细胞膜,PMA+I激活全血较难溶

溶血未在室温进行 在室温进行溶血

Th1/Th2细胞研究方法

尽管目前提出了较多的 Th1/Th2细胞表面标志,但根据淋巴细胞因子谱的异同识别Th1和Th2细胞仍然是目前最有效的手段,特别是细胞内因子标记的流式细胞技术。近来由于细胞因子ELISA试剂盒的不断涌现,为研究Th1/Th2细胞因子谱的变化提供了准确、可靠、快速的测定方法。但研究CD4+淋巴细胞细胞因子谱变化时需要将T淋巴细胞特异克隆。最近发现,在外周血白细胞中,除CD4淋巴细胞外,CD8细胞也存在Th1和Th2样细胞因子谱的变化,甚至酸性粒细胞也具有产生多种细胞因子的能力,如酸性粒细胞可分泌IL-4、IL-5、IL-1α、IL-6、IL-8、TNFα、TGF等。因此单纯通过细胞因子谱的变化难以有效识别Th1和Th2细胞。

根据T辅助淋巴细胞(CD4)分泌的细胞因子谱(cytokine profiles)的不同,将CD4细胞分为Th1和Th2亚群。Th1细胞主要分泌γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-2(IL-2)和肿瘤坏死因子-β(TNF-β),介导细胞免疫应答;而Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10及IL-13等因子,促进抗体的产生,介导体液免疫反应。在多数免疫反应中,T辅助淋巴细胞并不产生典型的Th1或Th2细胞和相应的细胞因子,而主要是由Th0细胞分泌的混合型的细胞因子。但在疾病的状态下,Th0细胞受特异抗原的刺激时,一方面向Th1方向发展,另一方面可能向Th2方向发展。如在结核感染转状态下可产生Th1和Th2双向免疫反应,在I型超敏反应疾病时主要产生以Th2为主的免疫反应。近几年来研究发现,Th1/Th2平衡失调参与多种疾病过程,如肿瘤免疫、移植免疫及变态反应等,而用流式细胞仪进行Th1/Th2的检测克服了传统方法所得结果为整个群体分泌数值不能区分单个细胞或亚群的反应的不足,通过表面染色多参数分析可以区分表达特定细胞因子的细胞亚群。一般用CD3+/CD4+ 或CD3+/CD8-作表面标记,选择相应的荧光标的抗体,Th1和Th2细胞分泌细胞因子的情况如下:

全血标本经过刺激培养、表面标记、固定、破膜、胞内染色(IQ,Cytodetect?kit(basic),CAT方法,IQP-367)后结果如下:

正常全血标本用流式细胞仪检测细胞因子的参考值

一批健康志愿者的全血用PMA+Ionomycin刺激5小时后,按照操作程序测得参考值如下:

细胞因子

阳性细胞(均数%) 阳性细胞(范围 %) IL-2 35.5 25.0-41.5 IL-4 1.6 0.7-2.2 IFN-γ 24.9 18.0-31.7

TNF-α 23.3

13.6-35.9

第四部分 流式细胞术分析血小板

流式细胞术分析血小板

血栓性疾病、出血性疾病、心血管疾病以及自身免疫性血小板减少症等疾病的病理生理过程与血小板相关。血小板功能检测包括黏附、聚集和活化功能试验。使用流式细胞仪检测全血中血小板表面相关标志物是一种新技术,它拓宽了血小板相关疾病的诊断与功能研究方法,丰富了血小板功能评估指标。

一、流式细胞仪血小板分析应用范围

1. 通过分析信号传递、细胞骨架结构、颗粒释放、糖蛋白构形、膜磷脂、与抗凝因子的结合和微粒形成,分析血小板活化,血小板对刺激物的反应性。

2. 通过分析受激后表面结合蛋白触发凝血链式反应和表面糖蛋白缺陷检测,分析血小板止血功能的获得性和遗传性缺陷。

3. 结合血小板大小,检测血小板RNA含量,分析血小板成熟度,计数网织血小板。

4. 发现血小板抗体,做定性和定量分析。

二、血小板分析的临床意义

1. 血栓性疾病:活化血小板的检测能预测冠状血管成形术后发生急性缺血事件的危险性,非风湿性心房纤颤患者栓塞和栓塞前期均有血小板活化,胰岛素依赖性糖尿病,子痫前期,外周血管疾病等均可测出血小板活力增加和(或)循环中存在活化血小板,而早产儿的血小板对凝血酶、二磷酸腺苷(ADP)、TXA2的体外激活能力降低。

2. 血小板缺陷性疾病:全血法流式细胞术提供了一个简单、迅速的方法来诊断血小板膜糖蛋白缺陷性疾病,如巨大血小板综合征,血小板无力症等。前者是由于GPIb-IX复合物先天缺陷所致的血小板形态巨大,功能异常的出血性疾病。后者由于GPⅡb/Ⅲa复合物先天缺陷,导致血小板聚集功能障碍

3. 贮存池疾病:原发性贮存池疾病(δ-SPD)常规用血小板聚集法检测,但特异性和灵敏度均不理想。检测血小板致密颗粒的阿的平荧光显微镜法,主观性大,操作繁琐,而且一次检测的血小板数目有限。全血法流式细胞术为δ-SPD的诊断提供了一个简单、迅速的方法,一次能定量检测5 000个以上阿的平染色的血小板。与正常人相比,δ-SPD患者阿的平染色显著下降(从49%降至15%)。常在骨髓增殖异常综合征和晚期肾衰中出现的获得性致密颗粒贮存池疾病,也能用全血法流式细胞术进行检测和诊断。

4. 血小板减少性疾病:破坏过多或生成减少均能导致血小板减少。血小板相关

抗体(PAIg)是反映血小板的破坏的指标,虽然其临床意义仍有争议。PAIg的检测有多种方法,但流式细胞术法有其优越性。流式细胞仪能测定单个血小板上的PAIg,只要测定104甚至103个血小板,在统计学上就能精确地得出PAIg的平均水平,因而用血量少,只要1 ml血液制备的血小板就足够。流式细胞术还能同时测定其他一些反映血小板破坏的指标,如PAIgG、PAIgM、C3等。血小板的生成与巨核细胞有关,全血法流式细胞术能像检测网织红细胞那样,检测分泌到循环中的“网织”血小板,来判断血小板的生成。“

5. 血小板储存与输注:用P-选择素(CD62)、CD63、GPⅡb/Ⅲa作分子标志物,发现血库中储存血小板有时间依赖性的活化现象。储存5天以上,40%~60%血小板表达活化标志CD62。虽然其形态改变、乳酸脱氢酶泄漏以及β-TG的释放也能反映其活化,但用CD62作为储存血小板的质量控制指标最理想。活化的血小板在循环中的存活时间很短。若血小板在储存时活化了,即使输注也不能很好地提高患者止血能力。

6. 抗血栓药物的监测:活化血小板的检测可以判断患者是否需要抗血栓药物治疗,也可以监测这些抗血栓药物的作用,避免毒副反应的发生。

7. 此外,全血法流式细胞术还可用于检测血小板聚集,研究其免疫表型HPA-Ⅰa,测定严重血小板减少患者的血小板数目。

三、流式细胞仪分析全血中血小板的优点

1. 全血中血小板更接近生理状态。

2. 操作简便,减少由于操作造成的血小板状态改变(如血小板活化试验)。

3. 同时检测血小板的多个标志物,结合FSC和SSC,评估多个参数,进行定量分析。

4. 多采用血小板特异抗体CD41或CD61画门,找出血小板,避免杂质碎片的干扰。

5. 检测血小板亚群灵敏度高。

6. 用血量少。

7. 无放射性污染。

四、全血样本的制备

1.抽取抗凝全血:检测血小板功能时,应使用标准化的抽血规程。做血小板活化试验时,应尽量减少人为造成的血小板活化。

2.Falcon管中加取全血和适量直标荧光抗体,充分混匀,室温避光处反应,通常放置15分钟。

3.1%多聚甲醛固定样本。

4.上机检测

五、质控标本

1. 阴性对照(Isotype Control):非特异荧光的强弱取决于抗体浓度、单克隆荧光抗体特异性和纯度,应与试验管抗体相对应。在多色分析时,同型对照应与其它抗体同时使用,以避免补偿造成的误差。

2. 血小板体外活化试验:使用正常人活化标本作为阳性质控。使用正常人未活化标本作为阴性质控。

3. 血小板自身抗体检测:使用含有已知血小板抗体的血清与血小板孵育,作为阳性质控。使用不含血小板抗体的血清与血小板孵育,作为阴性质控。

4. 血小板表面抗原缺失:如巨血小板症血小板表面CD42a/CD42b缺失,血小板无力症血小板表面gpIIb/IIIa,即CD41/CD61缺失或异常。使用正常人标本做阳性对照,抗体的同型对照做阴性对照。

六、数据分析-设门:

1. FSC-SSC点图中找出血小板,缺点是血小板较小,不易通过大小将碎片或杂质完全分开

2. 从CD41或CD61-SSC点图中画出血小板门,由于特异性高,可以有效地去除碎片和杂质的干扰。

流式细胞仪分析血小板的活化

血小板活化试验,对于血小板功能、心血管疾病的研究,有重要意义。使用流式细胞仪进行多参数分析,可以特异灵敏地检测血小板表面标记,了解血小板的活化状态和反应性,并同时获得更多关于血小板的信息。在疾病监测、抗血小板治疗病人的筛选及治疗监测、预测并发症等方面有良好的应用前景。

一、使用流式分析方法检测血小板活化的优点是:

1.检测血小板的反应性。

2.了解血小板活化进程。血小板先发生膜糖蛋白变化,然后是胞浆内颗释放到血小板外。

3. 同时检测多种血小板表面标志。

4. 高度灵敏。

5. 直接检测血小板的多种标志。

6. 使用全血,标本量少。

7. 操作简便快捷,将血小板人工激活减至最低。

二、全血中活化血小板的检测

1. 血小板特异性膜糖蛋白:血小板膜糖蛋白已被深入研究,下表显示了血小板膜上主要的糖蛋白及其功能。在这些膜糖蛋白中,仅在血小板膜表面表达主要有GPⅠb,GPⅡb,GPⅢa等有限的几种,根据这些特异性糖蛋白制备的荧光单抗,能在全血中特异性地识别血小板。

表1 血小板膜上主要的糖蛋白及其功能

膜糖蛋白 基因家族 配基 功能

GPⅠa/Ⅱa 整合素(B1) 胶原 粘附

GPⅠc/Ⅱa 整合素(B1) Fn 粘附

GPⅠc/Ⅱa 整合素(B1) Laminin 粘附 GPⅡb/Ⅲa 整合素(B3) Fb,vWF,Vn,Fn 聚集

Vn受体 整合素(B3) Vn,?vWF,?Fn 粘附

GPⅠb/Ⅸ LRG

vWF,凝血酶 粘附 GPV LRG ?

凝血酶底物

GPIV

Thrombospodin 粘附 GP53

血小板-粒细胞 GMP140 选择素

相互作用

注:vWF血管性假血友病因子;Fb纤维蛋白原;Fn纤维粘连蛋白;

Vn体外粘连蛋;LRG富含亮氨酸家族

2. 活化血小板的标志物:活化血小板与静息血小板相比,其质膜糖蛋白常发生显著的变化,这些变化的糖蛋白便成为活化血小板的检测标志物,这些标志物可分为三类:第一类是血小板颗粒膜上的糖蛋白。血小板被激活时,其颗粒膜与质膜发生融合,颗粒膜蛋白,如CD62、CD63,在质膜上表达,成为活化血小板的分子标志。第二类是血小板质膜表面变化的糖蛋白表位。如GPⅡb/Ⅲa(CD41/61)的PAC1表位,它仅在血小板活化时才因构象变化而显露出来。因此,使用这个表位的荧光单抗,我们能更精确地在更早阶段检测到血小板的活化。另外,GPIV (CD36)虽然在静息血小板上也表达,但活化血小板上表达量更高;GPIb-IX-V复合物(CD42)则相反,与静息血小板相比,活化血小板上表达量显著降低。第三类是出现在活化血小板上能与血小板表面受体相结合的一些抗原,包括纤维蛋白原,Xa因子和thrombospondin等。这些抗原在血小板表面的出现和消失在临床检测上也是有意义的。

3. 除检测免疫性的分子标志物外,流式细胞术还能检测一些反映活化血小板功能的非免疫性指标。如用Ca2+浓度敏感的荧光染料检测胞内Ca2+流,用能进入血小板致密颗粒的荧光染料阿的平来检测活化血小板的释放功能等。

4. 单抗的选择:与血小板有关的CD单抗有CD9,CD31,CD36,CD41a-b,CD42a-d,CD61(特异的泛血小板表面标记,既与活化血小板结合,也与未活化血小板结合。CD61与CD41联合,即为血小板表面gpⅡb/Ⅲa复合物),CD62,CD63 ,CD107a-b等,。活化血小板的检测需选择针对活化血小板标志物的CD单抗。表2列举了活化血小板检测的一些代表性单抗。

表2 活化血小板CD单抗简介

CD单抗 代表性单抗 识别的膜糖蛋白

CD36

5F1,CIMeg1,ESIVC7 GPIV

CD41

PAC1,7E3,PBM6.4 GPⅡb/Ⅲa和GPⅡb

CD42a

FMC25,BL-H6,GR-P GPⅠ

CD42b

PHN89,AN51,GN287 GPⅠ

CD61

Y215,CLB-thromb/1 GPⅢa CD62

CLB-thromb/6,RUU-SP1.18.1 P-selectin或GMP140 CD63

RUU-SP2.28,CLB-gran/12 GP53

三、操作步骤

1. 标本采集:

(1) 枸橼酸钠抗凝的真空采血管顺序编号。

(2) 抽取静脉血,采血管中注入2ml。

(3) 于10分钟之内完成血小板激活和染色步骤,操作时应注意减少人工激活。

2. 血小板激活:

(1) 试管内加入50mlADP(也可选用其他激活剂,如PMA、纤维蛋白、TRAP),450ml全血,轻轻摇匀。

(2) 室温孵育5分钟。

(3) 立即染色。

3. 荧光抗体染色:

(1) Falcon管编号。

(2) 在对照管中加入同型对照、CD61、PAC-1和RGDS(PAC-1的阻断剂)。

(3) 在试验管中加入CD62P、CD61和PAC-1。

(4) 在对照管和试验管中各加入未激活或激活的血标本5ml。

(5) 轻轻混匀,室温暗处孵育15-20分钟。

(6) 各管中加入1ml冷的固定液 (2-8°C),充分混匀, 2-8°C阴暗处放置30分钟。

(7) 24小时内上机分析。

4. 结果分析:

在CD61 vs SSC点图中设门找血小板群。 CD61 vs SSC 点图显示有三群,

CD61阳性/低SSC一群主要由单个血小板组成,CD61阳性/高SSC一群主要由黏附血小板的血细胞组成, CD61阳性/散射光更低的一群主要由血小板来源的

碎片组成。由于在生理和病理情况下,血小板群和红细胞群的大小、颗粒度会有交叉,因此,不建议使用FSC-SSC图设门。 在CD61 vs SSC点图中找出CD61 阳性的血小板群 (单个血小板和黏附在WBC上的血小板),设门。

四、注意事项

1. 采血时请用大号针管,抽出的前2ml血应弃去不用。

2. 尽量避免标本受到物理振动。

3. 取血后10分钟内完成染色操作。

4. 在Falcon管中加血标本5ml,管壁上不能有残留血,未染色的部分会影响试验结果。

5. 为了检测和控制血小板体外激活,建议使用正常未受激活的血标本平行做质量控制。

流式细胞仪标本的制备

流式细胞仪(FCM)是八十年代集单克隆抗体、荧光化学、激光、计算机等高技术发展起来的一种先进仪器,已广泛应用于免疫学、生物化学、生物学、肿瘤学以及血液学等方面的研究和临床常规工作。其中检测人白细胞表面标志可对白血病、淋巴瘤作用迅速正确的诊断,对淋巴细胞群和亚群进行精确分类,还能分离纯化某一群或亚群细胞。活细胞免疫荧光技术是用于FCM检测的标本准备,染色后也能在荧光显微镜下进行观察,在某些实验条件下,活细胞免疫荧光染色后的特异性和敏感性要优于滴片固定的常规间接免疫荧光的

结果。

(一) 原理

活细胞表面保留有较完整的抗原或受体,先用特异性鼠源性单克隆抗体与细胞表面相应抗原结合,再用荧光标记的第二抗体结合,根据所测定的荧光强度和阳性百分率即可知相应抗原的密度和分布。

(二) 操作步骤

制备活性高的细胞悬液(培养细胞系、外周血单个核细胞、 胸腺细胞、脾细胞等均可用于本法)

用10%FCS RPMI1640调整细胞浓度为

5×106~1×107/ml ↓

取40μl细胞悬液加入预先有特异性McAb(5~50μl) 的小玻璃管或塑料离心管,再加50μl 1∶20(用DPBS

稀释)灭活正常兔血清

↓4℃ 30min

用洗涤液洗涤2次,每次加洗涤液2ml左右

1000rpm×5min

弃上清,加入50μl工作浓度的羊抗鼠 (或兔抗鼠)荧光标记物,充分振摇 ↓ 4℃ 30min

用洗涤液洗涤2次,每次加液2ml左右 1000rpm×5min

加适量固定液(如为FCM制备标本,一般加入 1ml固定液,如制片后在荧光显微镜下观察, 视细胞浓度加入100~500μl固定液) ↓

FCM检测或制片后荧光显微镜下观察 (标本在试管中可保存5~7天)

(三) 试剂和器材

1. 各种特异性单克隆抗体。

2. 荧光标记的羊抗鼠或兔抗鼠第二抗体,灭活正常兔血清。 3. 10% FCS RPMI1640, DPBS、洗涤液、固定液(见附录)。 4. 玻璃管、塑料管、离心机、荧光显微镜等。 (四) 注意事项

1. 整个操作在4℃下进行,洗涤液中加有比常规防腐剂量高10倍的NaN3,上述实验条件是防止一抗结合细胞膜抗原后发生交联、脱落。

2. 洗涤要充分,以避免游离抗体封闭二抗与细胞膜上一抗相结合,出现假阴性。 3. 加适量正常兔血清可封闭某些细胞表面免疫球蛋白Fc受体,降低和防止非特异性染色。

4. 细胞活性要好,否则易发生非特异性荧光染色。 附:

1. DPBS (×10, 贮存液)

NaCl 80g

KCl 2g 蒸馏水加至1000ml Na2HPO4 11.5g 临用时用蒸馏水1∶10稀释 KH2PO4 2g 2. 洗涤液

DPBS 900ml FCS 50ml (终浓度 5%)

4%NaN3???50ml (终浓度0.2%)

3. 固定液

DPBS 1000ml

葡萄糖 20g (终浓度2%) 甲 醛 10ml

NaN3 0.2g (终浓度0.02%)

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