一、免疫PCR要點
(1)連接分子
免疫PCR需要適當的連接分子連接報告分子和抗原抗體復合物。1 992年Sano用重組的鏈親和素-蛋白A嵌合體作為連接分子,創立了免疫PCR技術。該融合蛋白的蛋白A可結合抗體的Fc段,鏈親和素可結合DNA分子上的生物素,Sano利用此連接分子把一段生物素化的DNA(PUC19質粒DNA)連接到固定在酶標板上的抗原抗體復合物上,成功的檢測到了牛血清蛋白,比傳統ELISA法的敏感生105倍。
1993年,Ruzicha用生物素化單抗-親和素-生物素化DNA分子復合體代替鏈親和素-蛋白A嵌合體連接的單抗DNA復合體。
Zhou等人發現鏈親和素(streptavidin)不含糖基,做連接分子特異性優于親和素(avidin);Marian進一步指出中性鏈親和素(neutravidin)特異性比鏈親和素更佳,因為前者是一種經過特殊修飾了的親和素,大大降低了非特異性吸附的可能。此后鏈親和素(親和素)系統被廣泛應用,二者作為免疫PCR的連接分子各有優缺點。
鏈親和素-蛋白A嵌合體均一穩定,結果重復性好,并且此嵌合蛋白可以利用工程菌大量生產,價格低廉。但目前尚無商品化的產品可以利用,且蛋白A可以結合非特異性吸附的抗體或用于捕獲抗原的抗體的Fc段,使之不能用于夾心法。預先把特異性抗體和該連接分子制成復合物可解決上述問題,用抗體的Fab或F(ab′)2段代替捕獲抗原的一抗也可克服以上困難。
生物素、鏈親和素系統有商品化的生物素標記的二抗和游離鏈親和素可以利用,因而被國內外學者廣泛采用。但親和素為四價化合物,在制備親和素-生物素化DNA復合體(avidin-biotinylated-DNA complex ABD complex)時會出現3種情況5種分子,即游離親和素、部分飽和親和素(結合1-3個生物素分子)、飽和親和素。
只有部分飽和親和素對檢測有用,其他兩種情況不但對檢測無用而且占用檢測位點,降低免疫PCR的敏感性。有的學者采用分別加入生物素化二抗、游離親和素生物素化DNA分子的方法克服了以上缺點,但延長了檢測周期,使檢測步驟繁鎖,增加了系統誤差。有人用2-亞氨基生物素做配基的瓊脂糖珠親和層析法制備ABD復合物,克服了以上不足。
(2)報告分子
理論上任何一段序列已知、可有效擴增的DNA都可作為免疫PCR的報告分子,但考慮到DNA序列的同源性和用于PCR擴增的效率問題,該報告分子和PCR擴增系統必須保證有良好的擴增效果,有近似理論的擴增率,該報告分子與反應體系中可能存在DNA分子不應有同源性,以避免因DNA污染,而出現特異性擴增。
繼Sano用PUC19質粒后,國內外學者先后用PINM30、λ噬菌體、舌蘭病毒等作為報告分子,取得了良好的效果。
鄭永晨研究發現線性化的腺病毒六鄰體(AdAt)基因重組質粒非常適于做免疫PCR的報告分子。目前免疫PCR的報告分子多數是用DNA聚合酶將生物素化的堿基聚合到DNA末端,理論上一條DNA鏈上只標記一個生物素分子才具有最高的敏感性。
AdAt質粒易于制備和純化,分子較單一,不易出現非特異擴增,經Hind Ⅲ 酶切后粘性末端上只有加一個生物素分子,保證了免疫PCR的最高敏感性。
質粒pHNL10含有編碼木薯羥基腈裂解酶的基因,該基因片段是從木薯cDNA文庫中經PCR擴增所得,植物DNA與檢測系統中可能存在的任何DNA都不同源,用它做免疫PCR的報告分子,可避免因DNA污染而造成的非特異性擴增。
(3)免疫PCR的載體
由于適合抗原抗體反應的酶標板不能插入普通PCR儀進行PCR反應,Sano先在酶標板上進行抗原抗體反應和報告分子的連接反應,然后經過熱變性,把酶標板上的報告分子轉移到普通PCR管中進行PCR反應。此法簡單、經濟,但步驟繁鎖,容易在轉移過程中丟失樣品,系統誤差大,結果不穩定。
國外有人用特殊的96孔中V形板做載體,所有步驟均在同一板上進行,最后插入特殊的PCR儀進行擴增。此法克服了上述缺點,但需特殊的PCR儀,價格昂貴,目前尚不能在國內推廣普及。
用于PCR反應的eppendof管多用聚氯乙烯,在材料上有別于酶標反應板,不適合包被抗原(抗體)。徐平西等人用戊二醛做包被劑將抗原(抗體)高效率地包被于普通PCR管,使免疫PCR能利用普通PCR儀在同一管中連貫進行。
(4)免疫PCR的顯示系統
最基本的顯示方法是凝膠電泳法。PCR產物經葡聚糖凝膠電泳后,EB染色,紫外線燈下觀察或照像,出現特異性擴增帶為陽性。也有人將電泳后的PCR產物印記在硝酸纖維素膜上進行核酸雜交,以雜交信號顯示檢測結果。
另外也可不用電泳,在PCR擴增時用放射性同位素、熒光素、生物素、酶等標記引物,使PCR產物帶有一定標記,然后通過放射自顯影、熒光顯微鏡、酶底物顯色等顯示檢測結果。
凝膠電泳法既適合單抗原的檢測,又適合多抗原的檢測,且能區分PCR產物的特異性擴增帶和非特異性擴增帶,除了EB染液對人體有害需防護外,對環境基本無污染,因而被廣泛應用。其他方法一般只適合于單抗原檢測,對引物要求較高,且無法區分非特異性擴增帶,因此應用較少。