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目的：人类基因组中主要组织相容性复合体(MHC，又称人类白细胞抗原HLA)的表达产物是机体一类重要的涉及免疫调节的细胞表面分子。临床肿瘤免疫治疗主要依赖细胞毒T淋巴细胞(CTL)，鉴定CTL是否对呈递HLA分子和抗原分子复合物的肿瘤细胞有特异性地杀伤作用，常采用单克隆抗体封闭实验来抑制HLA分子和抗原分子的复合物，如果CTL的肿瘤杀伤效应能够被单克隆抗体抑制，说明CTL能够特异性识别肿瘤，反之则细胞间杀伤作用是非特异性的，有可能损伤正常细胞。HLA-A*02是人群中分布最广泛的HLA分子类别之一，迄今HLA-A*02分子在肿瘤细胞表面的分布及与其单克隆抗体间相互作用的力学性质并不清楚。在本实验中，我们采用自主组建的光镊系统(以倒置荧光显微镜为主体搭建成的光镊系统电陶瓷台(PZT)为主的样品控制系统，以四项限探测器(QD)为主的位置探测系统)，对B淋巴瘤细胞系Namalwa细胞表面的HLA-A*02分子分布情况及与其单克隆抗体间相互作用的力学性质进行研究。实验中通过刚度标定确定了微球偏离光镊中心的位移与其对应力之间的比例关系。从而能够通过位置探测器来记录微球与细胞相互接触时微小的力的变化。
方法：根据已有光镊平台的条件和本样品体系的测量要求，实验作为光镊操纵手柄的聚苯乙烯微球的包被条件，得到适应光镊测量条件的单克隆抗体包被微球的试验方法，以及微球与细胞相互作用的操作方式。对经戊二醛固定的B淋巴瘤细胞系Namalwa细胞及T2细胞表面的MHC-I类分子及其单克隆抗体间的相互作用进行试验分析，获得在稳定测量条件下阴阳性样品的断裂力.作用时间曲线，区分出细胞表面不同MHC-I类分子密度的差异。用基本相同的方法考察活体Namalwa细胞表面的MHC-I类分子的分布情况，并得到MHC-I类分子及其单克隆抗体间的单倍最可几断裂力。
结果：在固定细胞实验，测量阴阳性样品的典型QD信号以及细胞与微球之间分子对断裂力大小，确定细胞表面HLA-A*02。断裂力在各个接触时间点上具有集中分布的特征。在三个时间点上，阳性样品组的多数断裂力均分布集中在200-300pN区间内，而另一些断裂力值较大的数据点集中在600-800pN区间，数值体现成倍关系。采用落在每个时间点上分布最集中区间内的各数据点的统计平均值，得到阴阳性细胞样品组对照的特征断裂力-时间曲线。单抗包被微球与阳性Namalwa以及阴性T2细胞间的断裂力随接触时间增长各自发生规律性的变化，在本实验测量条件下阳性(Namalwa)细胞与包被单抗微球在2.5min的接触时间后接近100％发生相互作用，据此计算得到Namalwa细胞每μm2细胞膜上的HLA-A*02抗原分子数量一般在10个以下。
在活体细胞实验，用抗体封闭实验区分分子间特异性作用与非特异性作用：于2s和5s两个时间点上观察Namalwa细胞表面HLA-A*02分子被抗体封闭后与单抗包被微球的粘附率。在2s时间点阴性样品组粘附率为0.23，封闭样品组粘附率为0.21，阳性样品组粘附率为0.67；在5s时间点阴性样品组粘附率为0.27，封闭样品组粘附率为0.29，阳性样品组粘附率为0.71。在两个时间点，封闭样品组的粘附率同阴性样品组的粘附率均相差无几，均显著低于阳性样品组。提示测量得到的阳性样品组数据是HLA-A*02分子及其单克隆抗体BB7.2间的特异性相互作用所引起的。试验探测到的特异性相互作用的QD信号中出现阳性样品组特有的多个峰信号(peak)连续集中出现，记录到数个分子对相继断裂的过程。将QD的位置信号乘以光阱刚度计算得出力值.时间曲线，收集曲线上由位置峰信号对应的力值，最终分析HLA-A*02及其单克隆抗体BB7.2间特异性作用断裂的最可几力。在2s，3s，4s，5s四个时间点分别得到的力值分布图上，均以50-60pN为单倍最可几力集中分布峰峰位，在其整数倍相应力值位置均有集中分布峰出现，基本上有峰高随峰位数值增大顺次降低的趋势。在2s，3s，4s，5s四个时间点分别得到的力值分布图上，集中分布峰的个数逐渐增加。出现5个明显的力值分布集中峰，说明Namalwa细胞在与抗HLA-A*02单克隆抗体BB7.2包被的微球的单次接触面上发生了多至5个HLA-A*02与BB7.2分子对的断裂。经过力值修正，测得在本实验测量条件下单个HLA-A*02与BSA非特异性作用分子对间断裂的最可几力为45.2pN，单个HLA-A*02与BB7.2特异性作用分子对间断裂的最可几力为81.0pN。
结论：我们首次建立了符合光镊系统操作和测量要求的的针对肿瘤细胞表面HLA分子研究的样品体系及操作方法。在固定肿瘤细胞上检测不同表面HLA分子密度细胞和单抗包被微球作用的强度，甄选出明显吸附作用发生的“特征时间”作为区别特异性分子表面密度的测量参量，据此计算得到固定的Namalwa肿瘤细胞表面的HLA-A*02分子数大致在10个/μm2以下。在活体肿瘤细胞上通过分析微球的位置-时间曲线和特异性断裂力力值分布，证实在光镊平台下可以通过特异性断裂力的力值分布峰的个数推测细胞表面HLA-A*02分子的数量，并得到HLA-A*02分子与单克隆抗体BB7.2在一定条件下的单倍最可几断裂力，为81.0pN。本研究为测量生理体系孛兴趣分子的表面密度提供潜在的技术手段；实现了对MHC.I类分子及其单克隆抗体间最可几断裂力的测量，可据此进一步探索在免疫效应中MHC-I类分予所具有的力学性质。