一、引言
在生命科學(xué)研究與醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域,細(xì)胞免疫反應(yīng)的精準(zhǔn)檢測對疾病機(jī)制解析、治療效果評估及新型疫苗研發(fā)意義重大。酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)技術(shù)定義:用于在單細(xì)胞水平檢測細(xì)胞因子分泌的高靈敏方法。酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)檢測(ELISpot)技術(shù)融合細(xì)胞培養(yǎng)與 ELISA 技術(shù)優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平細(xì)胞因子分泌檢測,為科研與臨床提供高靈敏度、高特異性解決方案。
二、ELISpot 技術(shù)原理
ELISpot 原理與 ELISA 相似但有創(chuàng)新。細(xì)胞受刺激后局部產(chǎn)生細(xì)胞因子,被預(yù)包被在 PVDF 孔板等固相載體上的特異單克隆捕獲抗體捕獲。細(xì)胞分解后,捕獲的細(xì)胞因子與生物素標(biāo)記的二抗結(jié)合,再與堿性磷酸酶標(biāo)記的親和素結(jié)合。經(jīng) BCIP/NBT 底物孵育,PVDF 孔板出現(xiàn) “紫色” 斑點(diǎn),每個(gè)斑點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)分泌該細(xì)胞因子的活性細(xì)胞,通過 ELISpot 分析系統(tǒng)可得出分泌特定細(xì)胞因子的細(xì)胞頻率。Elispot原理單細(xì)胞水平檢測:通過捕獲抗體和顯色反應(yīng),可視化分泌特定蛋白的細(xì)胞。
三、與傳統(tǒng) ELISA 的區(qū)別
(一)檢測方式不同
ELISA 通過酶標(biāo)儀測吸光度,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線得可溶性蛋白總量;ELISpot 則在細(xì)胞分泌蛋白位置形成可辨斑點(diǎn),可人工或通過分析系統(tǒng)計(jì)數(shù)。
(二)檢測靈敏度差異
ELISpot 為單細(xì)胞水平檢測,靈敏度遠(yuǎn)超 ELISA 和有限稀釋法,能從 20 萬 - 30 萬細(xì)胞中檢出 1 個(gè)分泌目標(biāo)蛋白的細(xì)胞;ELISA 僅能測細(xì)胞因子總體含量,無法實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分辨。
四、ELISpot 的實(shí)驗(yàn)步驟
(一)準(zhǔn)備工作
選用 PVDF 膜微孔板,準(zhǔn)備捕獲抗體、二抗、親和素、底物等試劑,獲取并處理待檢測細(xì)胞樣本(如 PBMC)并計(jì)數(shù)。
(二)包被抗體
稀釋捕獲抗體后加入微孔板,4℃孵育過夜,洗滌去除未結(jié)合抗體。
(三)細(xì)胞刺激與培養(yǎng)
將細(xì)胞樣本加入包被好抗體的微孔板,加刺激劑,在 37℃、5% CO₂條件下孵育 18-24 小時(shí)。
(四)檢測步驟
培養(yǎng)結(jié)束后洗滌微孔板,依次加入生物素標(biāo)記二抗、堿性磷酸酶標(biāo)記親和素孵育,最后加底物孵育至斑點(diǎn)顯現(xiàn)。
(五)結(jié)果分析
用 ELISpot 分析系統(tǒng)計(jì)數(shù)斑點(diǎn),計(jì)算細(xì)胞頻率,也可人工顯微鏡計(jì)數(shù)輔助驗(yàn)證。
五、ELISpot 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
(一)疫苗研究開發(fā)
是評估疫苗誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的重要工具。在艾滋病疫苗研發(fā)中,檢測 HIV 特異性 T 細(xì)胞分泌細(xì)胞因子情況,判斷疫苗激活細(xì)胞免疫的效果;乙肝疫苗研發(fā)中,檢測針對病毒抗原的特異性免疫細(xì)胞以評估效果;腫瘤疫苗研發(fā)中,憑借高靈敏度檢測微弱免疫反應(yīng),推動研發(fā)進(jìn)程;mRNA 疫苗研發(fā)中,通過檢測炎癥因子評價(jià)其免疫原性和安全性。
(二)臨床方面
疾病診斷:感染性疾病(如肺結(jié)核)中,檢測針對病原體抗原的特異性 T 細(xì)胞輔助診斷;自身免疫性疾。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡)中,檢測自身反應(yīng)性 T 細(xì)胞分泌細(xì)胞因子情況,助力了解發(fā)病機(jī)制。
病因查找:對不明原因免疫功能異;颊撸瑱z測多種抗原刺激下的免疫細(xì)胞反應(yīng),如過敏性疾病中確定過敏原。
治療和用藥:腫瘤免疫治療(如 CAR-T 療法)中,分析治療后特異性免疫細(xì)胞變化評估效果;藥物研發(fā)中,檢測藥物對免疫細(xì)胞功能的影響,為評價(jià)其安全性和有效性提供參考。
(三)基礎(chǔ)研究方面
人體免疫學(xué)功能研究:研究 CD4⁺、CD8⁺T 細(xì)胞等亞群在不同刺激下的細(xì)胞因子分泌,解析免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制。
疾病免疫學(xué)研究:腫瘤研究中揭示腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視及免疫系統(tǒng)攻擊腫瘤的機(jī)制;自身免疫性疾病研究中探索致病性 T 細(xì)胞應(yīng)答機(jī)制,尋找治療靶點(diǎn)。
六、結(jié)論
ELISpot 技術(shù)憑借單細(xì)胞檢測能力、高靈敏度和特異性,在疫苗研發(fā)、臨床診療及基礎(chǔ)免疫學(xué)研究中應(yīng)用價(jià)值巨大。隨著技術(shù)發(fā)展,其試劑盒更豐富,操作更簡便,在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前景廣闊,有望為解決更多難題提供支持。