纤溶酶纤维平板溶解试验
一、概述
纤溶酶纤维平板溶解试验是一种经典的体外半定量检测纤溶系统活性的生物学方法。它主要用于评估样本(如血浆、组织提取物或体外激活产物)中纤溶酶原激活物(如t-PA、u-PA)或直接纤溶酶活性的强度。该试验通过观察样本溶解纤维蛋白平板的能力,直观反映纤溶活性的高低,在基础研究与临床实验室(如评估纤溶亢进状态、监测溶栓治疗)中具有一定价值。
二、试验原理
- 基础基质: 试验的核心是富含纤维蛋白原的琼脂糖凝胶板。在制备过程中,加入凝血酶,使纤维蛋白原转变为不溶性的纤维蛋白凝块,形成均匀的半固体平板。
- 加样反应: 在制备好的纤维蛋白平板上打孔,将待测样本加入孔中。
- 孵育扩散: 将平板置于湿润环境中(通常为37°C),孵育特定时间(如18-24小时)。在此期间:
- 样本中的纤溶酶原激活物会扩散到平板中,激活平板内本身含有的或被预先掺入的纤溶酶原,生成活性纤溶酶。
- 样本中若含有直接纤溶酶活性(如外源性药物或病理状态产生),也会直接扩散。
- 溶解作用: 活性纤溶酶作用于其底物——纤维蛋白,将其降解为可溶性纤维蛋白降解产物(FDP)。
- 结果显现: 在纤溶酶作用的区域,原本不透明的纤维蛋白凝块被溶解,形成清晰的圆形溶解环(Lysis Zone)。溶解环的直径大小与样本中纤溶活性物质的浓度呈正相关。
三、试验材料与试剂
- 纤维蛋白原: 高纯度,常用商品化试剂。
- 凝血酶: 用于凝固纤维蛋白原。
- 琼脂糖: 用作凝胶基质。
- 缓冲液: 如Tris-HCl缓冲液(常用pH 7.4),用于配制凝胶和稀释样本。
- 纤溶酶原: 通常预先掺入平板凝胶中或在制备纤维蛋白原溶液时加入,作为反应必需的底物(若检测激活物)。
- 待测样本: 如血浆、血清、组织匀浆上清液、细胞培养上清液等。通常需适当稀释。
- 阳性对照: 已知活性的标准纤溶酶原激活物(如尿激酶UK、链激酶SK标准品)或纤溶酶溶液。
- 阴性对照: 不含纤溶活性的缓冲液或生理盐水。
- 仪器设备: 恒温培养箱(37°C)、水平台、打孔器、微量加样器、测量尺或游标卡尺、湿盒(或带盖培养皿内放置湿纱布)。
四、操作步骤
- 平板制备:
- 配制琼脂糖溶液(如1%),加热溶解,冷却至约50°C。
- 将纤维蛋白原溶液预热至37°C,加入预定量的纤溶酶原溶液(若需要),混匀。
- 将温热的纤维蛋白原/纤溶酶原混合液加入温热的琼脂糖溶液中,迅速混匀,避免气泡。
- 立即加入适量凝血酶溶液(终浓度约需使混合物在数分钟内凝固),快速混匀。
- 迅速倾倒混合液于水平放置的培养皿中,使其均匀铺开凝固。
- 凝固后,将平板置于4°C冰箱中平衡稳定一段时间(如30分钟至1小时)。
- 打孔加样:
- 取出平板放置在水平台上。用打孔器在平板上均匀打孔(孔间距足够避免溶解环重叠)。
- 用细针头或加样器吸头小心移除孔内琼脂块。
- 用微量加样器准确吸取一定体积(如10-20μl)的待测样本、阳性对照和阴性对照,分别加入不同的孔中。避免溢出。
- 孵育反应:
- 将加样后的平板放入湿润的带盖容器(湿盒)内,水平置于37°C恒温培养箱中孵育预定时间(通常18-24小时)。
- 结果观察与测量:
- 小心取出平板,在黑色背景或特殊观察灯下测量每个样本孔周围形成的清晰溶解环的直径(精确到0.1mm)。通常测量两个垂直方向的直径取平均值。
五、结果计算与判读
- 半定量分析:
- 溶解环直径越大,表示样本中的纤溶活性(激活物活性或直接纤溶酶活性)越强。
- 通过与已知活性的阳性对照标准品(如一定浓度的UK或SK标准品)形成的溶解环直径进行比较,可对样本活性进行粗略的半定量估算(单位:国际单位IU/ml 或 相应的活性单位)。
- 标准曲线法(更准确):
- 用阳性对照标准品配制一系列已知浓度的梯度稀释液。
- 将各梯度样品与待测样本在同一平板上进行试验。
- 测量各梯度标准品溶解环直径。
- 以标准品浓度的对数(log)为横坐标(X轴),以溶解环直径(或直径平方)为纵坐标(Y轴),绘制标准曲线。
- 根据待测样本溶解环的直径,在标准曲线上查找对应的浓度或活性值。
六、临床意义与应用
- 评估纤溶系统功能状态: 主要用于检测纤溶亢进(Hyperfibrinolysis)。溶解环显著增大提示体内纤溶活性过度增强,见于:
- 某些病理状态:如DIC(弥散性血管内凝血)的继发性纤溶亢进期、严重肝病、大型手术/创伤、某些恶性肿瘤(如前列腺癌)。
- 原发性纤溶症(较少见)。
- 溶栓治疗监测(历史应用): 早期曾用于监测链激酶(SK)或尿激酶(UK)等溶栓药物的疗效(体内激活纤溶系统)。
- 体外研究:
- 评估新型溶栓药物或纤溶酶原激活物的体外活性。
- 研究不同因素(如药物、细胞因子)对纤溶系统的影响。
- 测定组织中(如血管内皮细胞)的t-PA活性。
七、优点与局限性
- 优点:
- 原理直观,结果可见(溶解环)。
- 操作相对简单,无需昂贵设备。
- 能综合反映纤溶酶原激活物激活纤溶酶原继而降解纤维蛋白的完整过程。
- 对直接纤溶酶活性也敏感。
- 局限性:
- 半定量: 结果依赖于标准曲线,精确度有限。
- 耗时长: 孵育通常需要过夜。
- 影响因素多: 结果受平板制备(纤维蛋白原浓度、纤溶酶原浓度、厚度均匀性)、孵育温度湿度、样本稀释度、测量主观性等多种因素影响,重复性相对较差。
- 灵敏度限制: 对于低水平的纤溶活性可能不够敏感。
- 无法区分激活物类型: 不能特异性区分t-PA、u-PA或其他激活物。
- 受抑制剂干扰: 样本中若存在高浓度的纤溶酶抑制剂(如α₂-抗纤溶酶PAI-1),可能掩盖活性。
八、注意事项
- 标准化: 尽量保持平板制备(成分浓度、厚度)、打孔大小、加样体积、孵育条件(温度、时间、湿度)的一致性,是获得可靠结果的关键。建议使用同一批次试剂。
- 样本处理: 血浆样本通常使用枸橼酸钠抗凝,避免肝素干扰(肝素可能增强某些激活物的活性)。避免反复冻融样本。样本稀释应在缓冲液中进行。
- 温度控制: 混合纤维蛋白原、凝血酶时温度不宜过高或过低(37°C左右最佳),确保凝固良好均匀。孵育温度必须恒定在37°C。
- 孵育湿度: 必须保证高湿度环境(湿盒),防止平板边缘干燥收缩影响结果。
- 测量准确性: 溶解环边缘需清晰锐利。测量时应准确找到溶解区与未溶解区的明确分界线。
- 质量控制: 每次试验必须同时设置阳性对照和阴性对照。
- 结果解读: 结果需结合临床背景和其他实验室检查(如FDPs、D-Dimer、纤溶酶原活性、α₂-抗纤溶酶活性等)进行综合判断。
总结:
纤溶酶纤维平板溶解试验提供了一种观察纤溶系统整体活性的直观方法,特别是在评估纤溶亢进方面具有实用价值。虽然其操作相对简便,但需严格标准化操作流程并注意其半定量和易受干扰的特点。在现代实验室中,它常作为纤溶功能筛查或研究的辅助手段,而非唯一的诊断依据,特异性更高的检测方法(如ELISA测定特异性激活物或抑制剂含量)可提供更精确的信息。
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