在CAR-T、CAR-NK等細胞治療開發過程中,始終要回答一個問題:免疫細胞是否真正發揮了作用?
在CAR-T研究中,CAR分子在T細胞表面成功表達,并不代表著細胞具有理想的殺傷能力。細胞的數量、活率、純度等指標也不能完全說明產品具有穩定的生物學效價。CAR-T細胞能不能被激活、識別靶點,并產生有效的T細胞免疫應答是細胞治療的核心。這也是ELISpot技術在細胞治療領域被關注的原因。
ELISpot(即酶聯免疫斑點檢測)在ELISA基礎上結合細胞培養技術衍生出的高靈敏度免疫檢測方法。它能夠在單細胞水平檢測分泌細胞因子的細胞頻率。分泌靶因子的陽性細胞會在膜上形成可計數的斑點,反映出有多少個細胞參與了免疫應答。
一、ELISpot在CAR-T研發中的應用
CAR-T細胞療法是通過基因修飾技術,將帶有抗原識別結構域和T細胞激活信號的CAR導入T細胞,使其能夠識別腫瘤細胞表面抗原,并通過釋放穿孔素、顆粒酶B以及細胞因子等方式發揮抗腫瘤作用。
不同scFv、鉸鏈區、跨膜區、共刺激結構域,都會影響CAR-T細胞的激活能力、細胞因子分泌譜、殺傷效率和持久性。研究人員將CAR-T細胞與靶癌細胞或靶抗原共培養,通過ELISpot檢測CAR-T在受到抗原刺激后,是否分泌IFN-γ、IL-2、TNF-α等細胞因子,為CAR-T臨床治療評估提供數據支撐。
Hu等人在開發靶向CD19的CAR-T療法過程中,利用IFN-γ ELISpot分析11名患者外周血免疫反應情況,結果顯示雙敲除DKO和低免疫原性HIP的CAR-T細胞未激活T細胞,而野生型WT細胞強烈激活T細胞,并在第28天達到峰值。證實HIP CAR-T細胞不會引發免疫反應,有效逃避免疫系統的排斥反應。
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ELISpot檢測患者外周血的結果(源自文獻:doi: 10.1016/j.stem.2025.07.009)
二、橫向比較:ELISpot vs. ELISA及流式細胞術
ELISA用于免疫反應的定性和定量檢測,利用酶標儀測定吸光度,通過標準曲線定量可溶性蛋白含量。流式細胞術(FCM)反映細胞某個瞬間的“靜態快照”,是細胞通過固定和通透后檢測到的細胞內部儲存的蛋白量。ELISpot關注活細胞分泌蛋白總量隨時間的累積結果,在檢測低頻細胞表達上比FCM靈敏。
ELISpot、ELISA、FCM怎么選?
在項目開發過程中,ELISpot可與ELISA、FCM形成互補,而不失相互替代。需要檢測細胞因子總體分泌水平時,直接選用ELISA。如果需要了解細胞亞群與多參數信息,可能流式細胞術更合適。在檢測低頻抗原特異性功能應答時,就要優先考慮ELISpot了。
ELISpot
ELISA
流式細胞術
檢測對象
分泌功能細胞
總體可溶性分子濃度
細胞表型、胞內分子、多參數特征
讀出形式
離散斑點(SFU)
吸光度、濃度
細胞比例、熒光強度
單細胞分辨率
低頻應答檢測
優勢明顯
較弱
取決于總細胞數、目標細胞比例、信噪比
核心優勢
靈敏、直觀、適合功能評估
操作成熟、適合批量定量
信息維度高、可做亞群分析
主要局限
通量與多參數信息有限
缺少單細胞信息
儀器與分析門檻較高
三、ELISpot斑點如何分析?
“一個陽性細胞對應一個ELISpot斑點”,這是ELISpot檢測的理論前提。并非所有斑點都可用于數據統計,符合標準的斑點有其自身特征。
1.圓形,有核暈結構
如示意圖所示,標準的斑點呈圓形,中心顏色較深,邊緣顏色逐漸變淺,類似“核暈效應”。ELISpot板孔中的細胞處于懸浮狀態,分泌的細胞因子均勻的向四面八方擴散,沒有方向性。擴散到孔底部的PVDF膜上時會被包被抗體捕獲。路徑越短,到達該點的細胞因子越多,斑點顏色就會越深。因此以垂直距離為中心點,以同心圓向外擴散,濃度和顏色逐步降低。
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斑點的核暈結構
2.大小不均一,呈正態分布
ELISpot斑點的直徑通常50-150μm。盡管在同一個孔中,陽性細胞培養條件和受到的刺激相同,但每個細胞分泌細胞因子或抗體的時間和能力不一定相同,因此產生的斑點也會大小不完全相同。如果對這些斑點的直徑進行統計,會發現它們呈正態分布。當然,不同細胞、不同刺激物、不同分泌物形成的斑點(平均直徑)也會存在差異,如IFN-γ、IL-4等細胞因子的斑點直徑比IL-10、IL-12之類的大。
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斑點大小不一,呈正態分布
假斑點或非特異性斑點一般形狀不規則,顏色深淺不一,無核暈結構。凋亡細胞、細胞膜碎片、灰塵、纖維等可能會形成假斑點。在孵育和顯色反應過程中洗板徹底會減少假斑點出現的頻率。
四、義翹神州ELISpot試劑盒
ELISpot實驗體系需要標準化。細胞活率、抗原刺激條件、陰性與陽性對照、洗板強度、顯色時間、讀板參數、背景扣除方式等都有可能影響讀板結果(SFU值)。
義翹神州ELISpot檢測試劑盒正是圍繞這一痛點設計。其預包被ELISpot檢測試劑盒經PVDF板包被、無菌干燥、真空密封包裝等流程制備,可檢測IFN-γ、IL-2、IL-4等多種關鍵細胞因子。試劑盒即用型預包被,具有重復性高、檢測流程簡單、超高靈敏度等特點,是檢測人源或鼠源細胞因子優先考慮的標準化方案。
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