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陰性對(duì)照
在FCM檢測(cè)中,所有細(xì)胞均會(huì)產(chǎn)生非特異性熒光,最終結(jié)果是細(xì)胞自身非特異性熒光與特異性結(jié)合熒光的疊加效果。為排除干擾、確保結(jié)果可靠,需設(shè)置陰性對(duì)照——這是一類對(duì)照的統(tǒng)稱,核心目的是“確定陰性基準(zhǔn)、排除假陽(yáng)性",根據(jù)干擾來(lái)源不同可分為空白對(duì)照、陰性細(xì)胞對(duì)照、同型對(duì)照等類型,其中空白對(duì)照是最基礎(chǔ)的類型,各類對(duì)照的具體功能與邊界如下:
1.陰性對(duì)照的核心分類與功能
1.1空白對(duì)照:排除“檢測(cè)系統(tǒng)"相關(guān)假陽(yáng)性
空白對(duì)照指未添加任何熒光染色試劑的樣本(如僅含細(xì)胞和緩沖液的樣本),主要針對(duì)“檢測(cè)系統(tǒng)本身"的干擾,核心作用包括:
確定陰性細(xì)胞群的基礎(chǔ)位置,同時(shí)輔助判斷細(xì)胞大小、顆粒度等固有參數(shù)。
區(qū)分細(xì)胞的本底自發(fā)熒光與實(shí)驗(yàn)過(guò)程引入的非特異性熒光(如試劑殘留、操作污染及儀器本底熒光等)。
調(diào)節(jié)儀器電壓參數(shù),使陰性細(xì)胞信號(hào)處于各通道合適區(qū)間,避免電壓過(guò)低導(dǎo)致“壓線"或過(guò)高導(dǎo)致信號(hào)溢出。
直觀呈現(xiàn)細(xì)胞的本底信號(hào)水平,便于后續(xù)圈門(mén)分析時(shí)直接排除非特異性信號(hào)群體。
1.2陰性細(xì)胞對(duì)照:排除“細(xì)胞自身特性"相關(guān)假陽(yáng)性
陰性細(xì)胞對(duì)照指已知不表達(dá)目標(biāo)抗原的細(xì)胞樣本,包括未受目標(biāo)抗原刺激或自然狀態(tài)下不表達(dá)該抗原或經(jīng)過(guò)基因敲除的細(xì)胞(如明確不表達(dá)CD3的HEK293細(xì)胞),主要針對(duì)“細(xì)胞自身特性"的干擾,核心作用包括:
排除特定細(xì)胞系因表面結(jié)構(gòu)、高自發(fā)熒光等固有特性導(dǎo)致的假陽(yáng)性。
驗(yàn)證檢測(cè)體系對(duì)“明確陰性細(xì)胞"的識(shí)別能力,確保實(shí)驗(yàn)體系的特異性。
適用于新細(xì)胞樣本或未知抗原表達(dá)情況的檢測(cè)場(chǎng)景,作為陽(yáng)性結(jié)果的“陰性基準(zhǔn)"。
1.3同型對(duì)照:排除“樣本-抗體結(jié)合"相關(guān)假陽(yáng)性
同型對(duì)照指用與特異性抗體同亞型、同熒光素的無(wú)關(guān)抗體染色的樣本,主要針對(duì)“抗體非特異性結(jié)合"的干擾,詳見(jiàn)“同型對(duì)照"章節(jié)。
2.不同陰性對(duì)照的核心區(qū)別

3.結(jié)果判斷與注意事項(xiàng)
3.1空白對(duì)照的正常信號(hào)標(biāo)準(zhǔn):參數(shù)調(diào)節(jié)合適后,各檢測(cè)通道的陽(yáng)性信號(hào)占比應(yīng)低于0.5%;若細(xì)胞自發(fā)熒光較強(qiáng),僅靠補(bǔ)償調(diào)節(jié)難以消除,需結(jié)合實(shí)驗(yàn)優(yōu)化(如更換熒光素、調(diào)整樣本處理方式)。
3.2對(duì)照選擇原則:?jiǎn)我粚?duì)照無(wú)法覆蓋所有干擾,需根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕M合使用(如常規(guī)抗體染色實(shí)驗(yàn),需同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照和同型對(duì)照)。
3.3局限性明確:空白對(duì)照不能替代同型對(duì)照/陰性細(xì)胞對(duì)照,因空白對(duì)照未涉及抗體結(jié)合、細(xì)胞特性等干擾,無(wú)法界定陽(yáng)性門(mén)或排除細(xì)胞自身相關(guān)假陽(yáng)。
同型對(duì)照
這里對(duì)同型對(duì)照(Isotype Control)的意義做進(jìn)一步闡明。
流式抗體通過(guò)Fab端與靶標(biāo)進(jìn)行特異性結(jié)合。但白細(xì)胞(除T細(xì)胞外)表面大多表達(dá)CD16、CD32、CD64等Fc受體,這些受體可與各種抗體的Fc端非特異性結(jié)合,出現(xiàn)非特異性染色,其中以單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞尤甚。此外,在活細(xì)胞的表面染色實(shí)驗(yàn)中,單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞均存在吞噬抗體的現(xiàn)象。在多色流式實(shí)驗(yàn)中,還存在熒光背景的影響及藥物處理的影響,即便對(duì)Fc受體進(jìn)行了封閉,在分群不好的情況下,依然需要用到同型對(duì)照。
同型對(duì)照是用于消除抗體非特異性結(jié)合到細(xì)胞表面而產(chǎn)生的背景染色,由與一抗具有相同種屬來(lái)源、免疫球蛋白亞型、亞鏈和熒光標(biāo)記方式的非特異性免疫球蛋白構(gòu)成。與一抗保持相同的熒光染料-蛋白比值,以準(zhǔn)確設(shè)定陰陽(yáng)性閾值。其原理是通過(guò)匹配一抗的Fc區(qū)特征,阻斷Fc受體或補(bǔ)體介導(dǎo)的非特異性結(jié)合,從而驗(yàn)證抗體結(jié)合的特異性。如果沒(méi)有適合的同型對(duì)照,在保持種屬來(lái)源、熒光標(biāo)記方式、免疫球蛋白類別相同的條件下,優(yōu)先選擇的順序應(yīng)該是類別相同→亞型相同→亞鏈不同。
實(shí)驗(yàn)時(shí),如果僅僅參照陰性對(duì)照來(lái)圈門(mén),就可能出現(xiàn)一部分假陽(yáng)性結(jié)果。如果參考同型對(duì)照來(lái)區(qū)分陰陽(yáng)性,就能夠把這部分非特異性結(jié)合造成的假陽(yáng)性排除。但同型對(duì)照只能作為一種參考,不能直接以此為依據(jù)來(lái)確定陽(yáng)性陰性分界點(diǎn),或以此圈門(mén)。因?yàn)橥蛯?duì)照只能反映非特異性結(jié)合的背景熒光,不能排除其他相關(guān)影響因素。
造成非特異性染色的原因有多種,同型對(duì)照可以指示實(shí)驗(yàn)步驟是否需要進(jìn)一步優(yōu)化。如果是由于細(xì)胞未封閉,同型對(duì)照與Fc受體結(jié)合,則應(yīng)該優(yōu)化封閉條件。如果是由于死細(xì)胞的存在,則需要同型對(duì)照與活死細(xì)胞染料聯(lián)合使用。
核心作用包括
1.排除抗體因電荷、結(jié)構(gòu)等特性與細(xì)胞表面非特異性結(jié)合產(chǎn)生的假陽(yáng)信號(hào)。
2.精準(zhǔn)界定染色樣本的陽(yáng)性門(mén)位置,這是空白對(duì)照無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能,因為空白對(duì)照未涉及抗體結(jié)合過(guò)程。
3.驗(yàn)證陽(yáng)性信號(hào)是否來(lái)自特異性的抗原-抗體結(jié)合,尤其適用于弱表達(dá)抗原的檢測(cè)場(chǎng)景。
什么時(shí)候需要做同型對(duì)照?
1.對(duì)于陰陽(yáng)性分群明顯的指標(biāo),不需要同型對(duì)照即可設(shè)門(mén),例如CD3、CD4、CD8等用于T細(xì)胞的檢測(cè)指標(biāo)。對(duì)于陰陽(yáng)性分群不清楚的指標(biāo),例如CD25、CD69、CD38等活化指標(biāo),及IFN-γ、IL-4、IL17A等細(xì)胞因子,則需要設(shè)置同型對(duì)照。
2.在某些特殊情況下,如單核細(xì)胞被PE/Cy7、APC/Cy7等串聯(lián)染料標(biāo)記的抗體染色時(shí),因?yàn)閱魏思?xì)胞一般傾向于與Cy7等染料非特異性結(jié)合,使用同型對(duì)照有助于獲得理想結(jié)果。
3.不清楚抗原表達(dá)情況的時(shí)候,一定要使用同型對(duì)照來(lái)界定陰性細(xì)胞群。
4.胞內(nèi)染色時(shí),因?yàn)榘麅?nèi)指標(biāo)表達(dá)量一般不會(huì)太高,胞內(nèi)染色過(guò)程也非常容易導(dǎo)致抗原抗體非特異性結(jié)合。
同型對(duì)照注意事項(xiàng)
1.購(gòu)買(mǎi)同一廠家的流式抗體和同型對(duì)照,不同廠家的熒光染料和抗體結(jié)合的比率可能是不同的。
2.流式抗體和同型對(duì)照的使用劑量和濃度需保持一致。
3.細(xì)胞非特異性熒光的強(qiáng)弱由細(xì)胞本身所決定,與細(xì)胞的體積大小有關(guān),一般細(xì)胞體積越大,其非特異性熒光就越強(qiáng);體積越小,其非特異性熒光就越弱。分析每一種細(xì)胞時(shí),都需要設(shè)定這種細(xì)胞的同型對(duì)照,不能用一種細(xì)胞的同型對(duì)照值分析另外一種細(xì)胞,尤其是在體積相差較大時(shí)。
4.在進(jìn)行多色流式實(shí)驗(yàn)時(shí),熒光滲漏對(duì)結(jié)果的影響較為明顯,同型對(duì)照無(wú)法反映出其它通道滲漏的熒光背景。這時(shí)就需要通過(guò)同型對(duì)照與熒光減一對(duì)照(Fluorescence Minus One, FMO)的聯(lián)合使用,即減一對(duì)照與被去掉的抗體對(duì)應(yīng)的同型對(duì)照抗體的組合對(duì)照,消除熒光溢漏和非特異性結(jié)合造成的影響。