流式細(xì)胞術(shù)(FCM)簡述
流式細(xì)胞術(shù) (Flow Cytometry)是70年代發(fā)展起來的一種利用流式細(xì)胞儀對(duì)細(xì)胞等生物粒子的理化及生物學(xué)特性(細(xì)胞大小、DNA/RNA含量、細(xì)胞表面抗原表達(dá)等)進(jìn)行定量、快速、客觀多參數(shù)相關(guān)檢測分析的新技術(shù)。它借鑒了熒光顯微鏡技術(shù)與血球計(jì)數(shù)原理,同時(shí)利用熒光染料,激光技術(shù),單抗技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,大大提高了檢測速度與統(tǒng)計(jì)性,而且從同一個(gè)細(xì)胞中可以同時(shí)測得多種參數(shù),為生物醫(yī)學(xué)與臨床檢驗(yàn)學(xué)發(fā)展提供了一個(gè)的視角和強(qiáng)有力的手段。
FCM在生命科學(xué)中的應(yīng)用,標(biāo)志著細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤學(xué)、免疫學(xué)等進(jìn)入了細(xì)胞和分子水平的研究。為從微觀認(rèn)識(shí)細(xì)胞及橫向比較特征提供了精密、的方法和儀器。
FCM的基本原理
1、流式細(xì)胞儀系統(tǒng)流程:
標(biāo)本→激光系統(tǒng)→流動(dòng)系統(tǒng)→信號(hào)處理系統(tǒng)→放大系統(tǒng)→計(jì)算機(jī)系統(tǒng)→結(jié)果打印
2、基本原理:
待測標(biāo)本制備成單細(xì)胞懸液通過熒光染色后進(jìn)入充滿鞘液的流動(dòng)室,鞘液壓力與樣品流壓力是不同的,當(dāng)二者的壓力差異達(dá)到一定程度時(shí),鞘液裹挾著樣品流中細(xì)胞排成單列逐個(gè)經(jīng)過激光聚焦區(qū)。如果我們將細(xì)胞中感興趣的部分特異性的標(biāo)上熒光染料,那麼這些染料將在細(xì)胞通過激光檢測區(qū)時(shí)受激光發(fā)出特定波長的熒光,通過一定波長選擇通透性的濾色片,我們可將不同波長的散射光、熒光信號(hào)區(qū)分開來,并送到不同的光電倍增管中,經(jīng)過一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大,數(shù)字化處理,我們就可以在計(jì)算機(jī)直觀的統(tǒng)計(jì)染上各種熒光染料的細(xì)胞各自的百分率。選擇不同的單克隆抗體及熒光染料,我們可以利用FC同時(shí)測定一個(gè)細(xì)胞上的多種不同特征;如果對(duì)具有某種特征的細(xì)胞有興趣,我們還可以利用流式的分選功能將其分選出來,以便進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。
3、意義:
FCM與單克隆抗體結(jié)合,可對(duì)細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)抗原、癌基因蛋白及膜受體進(jìn)行定量檢測,成為臨床檢驗(yàn)與研究的重要指標(biāo)。流式免疫熒光技術(shù)不僅能將表達(dá)位點(diǎn)的細(xì)胞群區(qū)分開來,而且還能進(jìn)一步區(qū)分各細(xì)胞亞群。對(duì)免疫功能障礙、造血系統(tǒng)疾病及惡性腫瘤的研究、診斷、治療和預(yù)后評(píng)估都能起到重要作用
應(yīng)用分類
1、免疫表型分析
1993年在波士頓召開的人類白細(xì)胞分化抗原會(huì)議(leukocyte differentiation antigen,HLDA)
將CD抗原(cluster of differentiation)分為T細(xì)胞、B細(xì)胞、髓細(xì)胞、血小板、內(nèi)皮細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、活化抗原、黏附因子、細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體等九個(gè)組,確立了48種新抗原。
1996年11月在神戶召開的第六屆HLDA會(huì)議上,又有30多種新抗原被確認(rèn),CD編號(hào)已達(dá)166個(gè),CD抗原有197種。2000年7月,第七屆人類白細(xì)胞分化抗原會(huì)議的召開,CD抗原已達(dá)247種。CD系列在免疫學(xué)中常被用于:(1)CD抗原的基因克隆,新CD抗原及新配體的發(fā)現(xiàn);(2)CD抗原功能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系;(3)細(xì)胞激活途徑和膜信號(hào)的傳遞;(4)細(xì)胞分化過程中的調(diào)控;(5)細(xì)胞亞群的功能。
免疫表型分析的應(yīng)用
1.檢測淋巴細(xì)胞亞群,監(jiān)測細(xì)胞免疫狀態(tài)(淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫系統(tǒng)功能重要的大細(xì)胞群,在免疫應(yīng)答過程 中,末梢血淋巴細(xì)胞發(fā)育分化成為功能不同的亞群。當(dāng)亞群的數(shù)量和功能
發(fā)生異常時(shí),就能導(dǎo)致機(jī)體免疫紊亂并產(chǎn)生病理變化。FCM可以同時(shí)檢測一種或幾種淋巴細(xì)胞表面抗原,將不同的淋巴細(xì)胞亞群區(qū)分開來,并計(jì)算出它們相互間的比例,通過對(duì)病人淋巴細(xì)胞各亞群數(shù)量的測定來監(jiān)控病人的免疫狀態(tài),并指導(dǎo)治療)。
2.白血病/淋巴瘤免疫分型 ;
3.HLA組織配型及HLA與某些疾病的關(guān)系;
4.干祖細(xì)胞的定量及成分分析;
5.粘附分子;TCR多態(tài)性檢測;腫瘤癌基因及抑癌基因蛋白產(chǎn)物的檢測;細(xì)胞內(nèi)酶;耐藥蛋白的分析等等;
6.疾病診斷:為疾病診斷提供直接的或支持診斷的依據(jù);
7.免疫調(diào)節(jié):細(xì)胞因子/受體的相互作用、共刺激分子受體/配體的相互作用;
8.發(fā)病機(jī)理:腫瘤的發(fā)病與機(jī)體的免疫力低下、以及信號(hào)傳遞障礙有關(guān);
9.藥物/疫苗效果的評(píng)價(jià):腫瘤生物治療的時(shí)機(jī)選擇、以及效果的監(jiān)測 ;
10.免疫狀態(tài)評(píng)價(jià): 移植、放化療等