第16章 SPA技术

第十六章SPA技术

(Staphylococcal protein A technique)

一、概述

金黄色葡萄球菌A蛋白(Staphylococcal Protein A、简称SPA)是细胞壁抗原的主

要成分，几乎90%以上的菌株均含有这种成分，但不同的菌株含量差别十分悬殊。SPA占整个细胞壁蛋白成分的6.7%，通过胞壁肽聚糖以共价键与之结合。其它葡

萄球菌如表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌不含SPA。

（一）SPA的理化性质

SPA是一种蛋白质,由亮、缬、脯、丙、苏、甘、丝、谷丙、天门冬及赖氨酸

等十种氨基酸组成。由于不含有胱氨酸及半胱氨酸，所以无二硫键。紫外光谱和吸

收系数为A275nm %=1.65，等电点为pH5.1。SPA十分稳定，用4mol/L尿素、硫氰

盐酸、6mol/L的盐酸胍和pH2.5的酸性条件，以及加热煮沸均不影响其活性。其

分子量因测定方法不同而有所差异。

SPA的部分理化参数见表16－1。

表16－1 SPA部分理化参数

分子量42 000

沉降系数S 20w(ˊS ) 2.10

扩散系数D20W(cm2/s) 4.3×10－7

Stocks半径(nm) 5.00

摩擦比f/f,min 2.10

粘度(n) (ml/g) 2.90

Hμggins常数0.66

比容V(ml/g) 0.72

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（二）SPA的免疫学性质

SPA能与人及多种哺乳动物血清IgG分子中的Fc片段结合，结合的亲和性次

序依次是猪、狗、兔、人、猴、鼠、小鼠及牛；对大白鼠、绵羊的亲和力差；对马、犊牛、山羊等无亲和力；对所有的鱼类、两栖类、爬行类、鸟类（除少数例外）均

不能与之结合。鸡的IgG必须与相应的抗原形成复合物才能与SPA结合，原因可

能是Ag－Ab复合物改变了IgG的Fc片段的构象。

SPA与IgG结合的亚类主要是IgG1、IgG2和IgG4。

SPA除与IgG结合外，还能与血清中少量的IgM和IgA结合，SPA菌对各类

免疫球蛋白的吸附率：IgG为90%～98%，IgM为2%～30%，IgA为1.5%～20%。

出现共沉反应的SPA与IgG必须有两个结合部位，它们分别在Fc和Fab段上,

缺一虽能与SPA结合，但不出现共沉反应，这种Fab的参与并非SPA－抗体反应。现已研究表明，IgG与SPA的结合部位是CH2和CH3的交界处。

（三）SPA的生物学特性

1．免疫原性与过敏原性SPA做为免疫原能刺激免疫活性细胞合成Ig，又能

与其相应抗体的Fab段结合呈现抗原抗体的特异性反应。SPA－IgG注射家兔皮下

可引起Arthus样反应，还可引起豚鼠的迟发性超敏反应。SPA体外试验，能刺激

豚鼠离体回肠收缩。

2．抗吞噬作用由于IgG的Fc段结合点既是lgG调理活性结合点，又是SPA

反应点。因此，SPA可与吞噬细胞竞争，结果抑制了多形核白细胞的吞噬作用，也

可能是SPA阻断调理素与吞噬细胞作用的结果。

3．固定补体SPA－IgG和免疫复合物一样可以固定人和某些动物(如豚鼠、猪、狗等)血清中的补体，主要是通过补体传统激活途径。

4．促有丝分裂因子SPA是一种B细胞激活剂，固相SPA作用明显，并不需

要T细胞辅助,可容性SPA作用微弱，必须有T细胞参与。

5．去封闭作用固相SPA能部分去除肿瘤病人和带瘤动物血清中的封闭活性，从而降低了血清对淋巴细胞介导的细胞毒的封闭作用。

（四）SPA的应用SPA应用很广，但所有应用的原理都离不开SPA具有与IgG的Fc段的结合能力，主要应用方面如下：

1．SPA菌的协同凝集作用

用已知的标准血清，吸附到SPA菌的表面,使之成为吸附抗体的载体,再以此去

诊断相应的未知抗原而产生肉眼可见的凝集颗粒,诊断的抗原可以是颗粒性的,也可

以是可溶性的。此种凝集相当于反向间接血凝,但省去间接血凝中的抗体纯化,红血

球鞣化等复杂手续,而只需要SPA菌体及粗制免疫血清即可。所以此法简单、快速,

特异性敏感性均较满意。目前已用于许多细胞和病毒的检测及分型。

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协同凝集只适用于检测抗原，未见应用于检测抗体的报道。

2．作为广谱第二抗体用SPA代替抗体IgG的第二抗体，有如下优点：①SPA

制备容易，性质稳定，易纯化，对人和多种哺乳动物的IgG都能应用,不受种属限制。而第二抗体的制备比较麻烦，且需多次免疫动物，在应用上要受同种属的限制；

②SPA的结合力强，相当于游离抗体与抗原的结合力，对人和兔的亲和常数均为103 L/克分子，结合后对IgG的活性无影响。无论在0℃、37℃、44℃及56℃几乎

均能立即结合而无需长时间的孵育，因此可以缩短试验时间，第二抗体在较长的孵

育中，出现抗原分解的问题也可以得到解决；③SPA容易标上125 I、荧光素、辣根

过氧化物酶、铁蛋白等，因此可与多种技术相结合；④在检查细胞上的病毒抗原时，第二抗体往往特异性不强，会非特异性地与细胞膜上的Fc受体结合。SPA分子高

度均一，它不是免疫球蛋白，不受Fc受体影响，所以有较高的抗IgG特异性；⑤

用第二抗体做免疫沉淀试验时，必须将抗免疫球蛋白的浓度调整至等价，才能产生

最佳的沉淀作用。而用SPA菌沉淀，不受此限制，能保证彻底的沉淀；⑥SPA与lgG结合是可逆的，用4mol/L尿素、4mol/L硫氰酸、盐酸(pH2.5)或鸟嘌呤盐酸盐

等都可以使之重新解离。

3．用于提取纯化IgG 利用SPA与IgG的结合特性提取IgG，比常规采用硫

酸铵、Sephadex柱，DEAE柱或免疫梯度离心等法要简便得多，而且纯度好。

4．检测和提纯IgM IgM在病毒的早期诊断中具有重要意义，为了检测特异

性IgM抗体，必须首先在血清中除去IgG。采用SPA菌吸附IgG是目前快速而又

理想的办法，利用此法也为IgM的提纯开辟了道路。

5．其它方面用于免疫复合物的检测、体外激活补体功能试验、细胞表面标

记以及肿瘤表面抗原的检测等。

（五）标准菌种

目前国内使用的大致如下：

1．含A蛋白的葡萄球菌菌株

⑴No 1800株：系中国科学院微生物研究所保存的由上海市分离出的菌株，

其SPA含量、活性及湿菌体收获量与Cowan 1株相似，且不易出现自凝现象。

⑵Cowan 1株：为SPA丰富的日本引进标准株，中国科学院微生物研究所编

号为ASI 1476

⑶799型菌株：从化脓性骨科病人的骨标本中分离出含SPA丰富的菌株。

⑷丹麦1972株：由丹麦引进。

2．不含SPA的葡萄球菌株

⑴Wood 46株：由日本引进，编号为ASI 1477。

⑵乙5—株：遵义医学院保存的SPA菌株。

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