(二)PAP法

1.PAP的制备及特征 PAP复合物是离体制备的HRP抗HRP复合物,它的制备方法较多,现简介其中之一。

(1)制备抗HRP血清:健康雄性家兔(2.0kg以上),可先于足跖皮下注射灭活的卡介苗(共10mg),2周后重复1次,刺激机体免疫系统功能,1周后于背部脊柱两旁皮内多点注射1.0ml乳剂[(福氏完全佐剂,含HRP3.3mg(RZ=3.0)];间隔2周第2次注射,背部注入含HRP3.3mg的不完全福氏佐剂1.0mg;再间隔2周,第3次注射,2mgHRP(溶于2ml生理盐水中),分别于前后小腿皮下和背部肌肉内多点注射,1周后采静脉血,检查效价。再隔1周第4次加强注射(条件同第3次),一周后检查抗体效价,琼脂糖扩散法(HRP0.1mg/ml)为1:128以上时,颈动脉取血,制备血清低温保存备用。

(2)制备PAP复合物:离体条件下,使兔抗HRP抗体与HRP形成可溶性复合物。在制备抗HRP血清时,HRP的纯度要高(RZ≥3),而制备PAP复合物时,HRP的质量要求不高,甚至可用酶的粗制品。

【步骤】

①取10.50ml抗HRP血清,加7.60ml含7.6mgHRP(1.0mg/ml)的水溶液。

②混匀,室温1h后,离心16000g 4℃15min。

③0.9% NaCl(冷盐水)溶解沉淀,离心16000g 4℃15min,重复4次。

④加15.3ml HRP水溶液(含HRP30.64mg),室温,持续搅拌。

⑤用1N HCl及0.1N HCl调pH至2.3,沉淀物全部溶解变清,立即用1N 及0.1n NaOH调pH至7.2。

⑥慢慢加等体积的饱和硫酸铵,置0℃45min。

⑦离心35000g 0℃15min,沉淀用50%硫酸铵漂洗两次。

⑧用10.50ml水溶解沉淀,对透析液(48.6g NaCl, 1.5N NaOOCCH3 30ml, 3N(NH4)2SO430ml, 水5.94L)透析,4℃离心,收集上清,加透析液使体积至10.50ml,分装低温保存。

【质量鉴定】

制备的PAP复合物应检测酶和抗体的含量,以鉴定PAP复合物的质量。常用分光光度计检测PAP的复合物在280nm(IgG的最大吸收波长)和400nm(HRP的最大吸收波长)的光密度值(OD值),按下式计算IgG和HRP的含量:

一般HRP/抗HRP的克分子比达1.9时,可分装冷藏于-85℃冰箱,据报告如此冷藏的PAP复合物可保留14年之久,活性无改变。但稀释后的PAP复合物不稳定,4℃可保存2~3周。最好临用前配制。

【PAP复合物的特征】

PAP复合物的形成不同于其它抗原抗体反应,在抗原稍过量时,所有的抗HRP抗体均参与形成可溶性PAP复合物,仅残留少许游离的HRP,而大多数抗原抗体反应需要抗原绝对过量才能形成可溶性复合物。PAP复合物的形状相当稳定,不受抗原量的影响,无论最初加入的抗原抗体过量与否,最终形成的PAP复合物其HRP/抗HRP之比绝大部分为3:2。应用离心沉降、液相扩散等方法分析表明:PAP复合物沉降系数为11.5s,分子量为400~430kD,由此可推算出酶与抗体之比为3:2,即每个PAP生命物由3个HRP分子和2个抗HRP抗体组成,呈五角形结构,3个角为HRP,另两个角为抗HRP抗体。采用H2O2-DAB染色,电镜下已经观察到PAP复合物五角形环状结构,直径平均21nm 。这种结构异常稳定。据报告PAP复合物的抗HRP抗体与HRP结合常数为108,在此可溶性复合物中,即使存在少量游离HRP,亦不影响其稳定性。

2.PAP染色原理及步骤

(1)原理:与酶桥法相似,都是借助桥抗体将酶连结在与组织抗原结合的第一抗体上,所不同的是PAP法将酶桥法的步骤3、4合并为1,用PAP复合物代替,即第三步用PAP复合物孵育切片,故称PAP法。PAP复合物中的抗HRP抗体和第一抗体为相同种属动物的IgG,所以桥抗体能够作为“桥”将PAP复合物连结在第一抗体上。

(2)染色步骤:主要步骤与酶桥法相似,如图4-5。

①切片准备及第一抗体孵育前处理同间接法;切片与特异性第一抗体孵育同酶桥法。

②用过量的桥抗体孵育,作用同酶桥法。

PAP法主要染色步骤

图4-5 PAP法主要染色步骤

③用离体制得的PAP复合物(1:30~300稀释)孵育1~1.5h(室温),使其被桥抗体连结在第一抗体上。亦可用ALP抗ALP复合物代替。

④显色观察等同间接法。

3.PAP法的评价PAP法应用比较广泛,特别是近几年,PAP、ABC等试剂盒商品化,在科研和临床病理诊断等中有着广阔的前景。其主要特征和注意事项如下:

(1)抗体活性高:非标记抗体酶法最大限度地保存了抗体活性,因为在所有的反应过程中,任何抗体均未被酶连结,避免了标记过程(共价键连结)对抗体活性的损害。

(2)灵敏度高:灵敏度是指ICC方法所能发现最少数量抗原而言。从理论上讲,PAP法应该较间接法敏感2倍以上,因为酶标抗体法中,酶与抗体为1:1标记,而PAP复合物含有3个HRP分子。假设一个第一抗体同一个酶标抗体/PAP复合物结合,则被连结于抗原部位的酶分子数量不同,所以PAP法应较敏感。我们知道组织切片抗原的含量是未知的,所以不能直接在切片上检测方法的敏感度;但可以假设相邻切片抗原浓度相对恒定,采用相邻切片染色,以产生特异性染色所用的第一抗体最低浓度作为方法的敏感度,用信噪比(Signal/moise,S/N)表示。据此,Sternberger(1979)认为PAP法较间接法敏感20~25倍,可进一步稀释第一抗体,以节 省其用量。但实际上PAP法与间接法之间的差异并非如此明显。笔者在实验中注意到,PAP显示阳性的抗原,相同的稀释倍数的第一抗体在间接法中亦呈阳性反应,而时间阴性时,PAP法亦为阴性。其原因尚不清楚,可能与桥抗体和第一抗体结合时,“剩余”(游离)的Fab段少,PAP复合物被连结的相应减少有关。另外,PAP复合物分子量较大(400KD),冰冻切片时,对组织穿透性远不如酶标抗体(分子量90~180kDa),所以不适于免疫电镜的标本制作。

(3)背景染色低:在酶标抗体法中,被标记的非特异性抗体可与组织成分结合,造成背景染色(图4-6)。从理论上讲,在非标记抗体法,连结抗体中,即使存着非特异性抗体,因其不是抗第一抗体种属IgG的特异性抗体,故亦不能与抗HRP抗体结合,不能把PAP复合物连结在此非特异性抗体上(图4-7)。当然,PAP复合物内也可能存在些非抗HRP的抗体,假如这部分抗体能够与桥抗体及组织成分结合,但因其不是抗HRP的抗体,故不能与HRP结合,无酶活性。因此说桥抗体的引入,使ICC的特异性得到了双重放大,S/N增大。但也有人认为,过量的桥抗体及PAP复合物等均易与Fc受体结合,致使背景染色增强。实验表明:合适的切片准备、恰当地应用封闭性阻断剂、正常血清以阻断非特异性结合,加之适当地选择抗体稀释度和抑制内源性酶活性,PAP法和间接法二者的背景均相当低。

间接酶标抗体法

图4-6 间接酶标抗体法

背景染色增高原因

PAP法降低背景的原理

图4-7 PAP法降低背景的原理

(4)假阴性及其处理:应用PAP法显示抗原含理较多的组织或冰冻切片组织抗原保持良好的标本时,可导致阴性结果,这种现象称为假阴性。Vandesand发现:应用PAP法显示大鼠视上核和室旁核内加压素神经细胞分布时,第一抗体(1:200)染色,加压素含有细胞呈强性。如果取材前24~48h,脑室内注射秋水仙素,阻断轴突运输以增加视上核和视旁核加压素含量,同时组织标本经脱水、透明、再水化等处理以增加抗体的通透性,同样稀释度染色,结果却阴性。进一步实验发现:增加抗体的稀释度,开始出现阳性染色,稀释至1:1500时,染色最强,继续增加抗体稀释度,染色强度则下降。Bigbee(1977)认为假阴性是第一抗体用量过高与组织抗原结合过多,使相邻两个伉体的Fc段间的距离(d)恰好是连结抗体的两个Fab段与之结合的长度,于是连结抗体不存在游离Fab段,仅剩无活性的Fc段,所以不能将PAP复合物连结在与组织抗原结合的第一抗体上,结果阴性(图4-8)。因此,借助PAP法研究组织抗原分布,特别是新鲜组织冰冻切片组织抗原保存较好时,第一抗体尽量用高稀释度,避免假阴性。石蜡切片很少发生这种现象,所以PAP法在石蜡切片的ICC观察中更为常用。

假阴性及其处理

图4-8 示假阴性:组织切片上结合过多的第一抗体,两抗体间的距离d 恰好适于桥抗体的两个Fab段与之结合,无PAP复合物结合的位置

(5)桥抗体:也称连结抗体,它的两个Fab段具有相同的结构、性质及与抗原结合的能力。因此,当第一抗体和PAP复合物中抗HRP抗体来自同一种属动物时,桥抗体能同时与上述两种抗体结合,起到桥的作用。为了确保桥抗体的两个Fab段之一与第一抗体结合、另一个与抗HRP抗体结合,桥抗体需用高浓度。另外,在非标记抗体酶法中可用葡萄球菌蛋白A(SPA)代替桥抗体,进行ICC染色。SPA不受种属限制,应用范围广。

(6)PAP复合物:在PAP法及酶桥法中,特别强调第一抗体和抗HRP抗体必须来自同一种属,桥抗体才能发挥桥的作用,将其连结在一起;但一些研究表明:第一抗体和抗HRP抗体来自不同种属,连结抗体仍可作为桥,将二者连在一起。例如Erlandsen发现豚鼠IgG作为第一抗体,可用羊抗兔IgG、兔PAP复合物显示之一。Grzanna(1982)根据这一报告,利用豚鼠抗DBH血清作第一抗体,羊抗兔IgG为桥抗体,12例兔血清制得的PAP复合物中,仅3例染色较佳。这种第一抗体和PAP复合物来自不同种属获得的阳性结果主要依赖于种属间的交叉反应。多数实验表明:抗体和种属交叉反应是有限的,也是不完全的。故利用桥抗体进行ICC染色时,仍以第一抗体和抗酶抗体来自同一种属为宜。