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1942年，哈佛医学院的Albert Coons用荧光素标记的抗体检测肺组织中的肺炎链球菌抗原，创造了免疫荧光技术。随后，免疫荧光技术衍生出免疫组织化学技术，免疫组织化学又发展出了亲和免疫组织化学、免疫金和银组织化学。原则上，免疫组织化学是一种将免疫学与传统组织化学技术相结合的技术方法。它具有特异性高、敏感性高、定位准确、形态和功能相结合等优点，已广泛应用于临床病理诊断、肿瘤的性质判断、预后评估及基础科学研究中组织细胞中蛋白质表达检测等方面。
免疫组织化学（immunohistochemistry，IHC）或免疫细胞化学（immunocytochemistry，ICC）是观察组织或细胞切片中抗原的量和分布，用于抗原定位、定性和定量研究的技术。它巧妙地将免疫反应的特异性与组织化学可见性结合起来，并通过显微镜（包括荧光显微镜，电子显微镜）进行放大成像。在细胞和亚细胞水平检测各种抗原物质（如蛋白质、肽、酶、激素、病原体、受体等）。
组织切片可分为冷冻切片和石蜡切片。组织标本固封后可长期保存，可相对完整地保持组织形态，因而在临床诊断中最为常用。细胞切片根据细胞是否具有贴壁依赖性生长特性，使用细胞爬片、涂片或甩片的方法制片。
免疫学的核心，即抗体和抗原之间的高度特异性结合，是免疫组织化学的基本原理。简而言之，首先分离和提取组织或细胞中的诸如蛋白质、多肽、病原微生物、多糖或脂质等物质。以此作为抗原或半抗原，通过免疫动物获得特异性抗体；通过抗体检测组织细胞中的相应抗原物质。抗原和抗体的复合物是无色的，因此必须通过组织化学方法显示抗原-抗体的结合。达到组织或细胞中未知抗原的定性，定位或定量研究的目的。
免疫组织化学染色方法根据标志物质的类型，如荧光染料、酶（主要是辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶）、胶体金、抗生物素蛋白等。可分为免疫荧光技术，免疫酶标技术，免疫金银技术和亲和免疫组织化学技术。
免疫荧光技术是用已知的抗体用荧光素标记，并且在与组织细胞的抗原反应后，在荧光显微镜下观察细胞或组织中的相应抗原表达。在激发光的激发下，抗原-抗体复合物中的荧光素发出特定波长的荧光，从而确定抗原在组织中的定位，然后进行定量分析。通常用于标记抗体的荧光素包括绿色荧光异硫氰酸荧光素（FITC），红色荧光罗丹明等。免疫荧光技术因其特异性强，敏感性高，快速简便而广泛应用于临床病理诊断。
免疫印迹技术是免疫荧光技术之后的另一种免疫组织化学技术。免疫标记技术的基本原理是首先用组织或细胞作用于酶标记的抗体，然后加入酶的底物，产生具有一定电子密度的有色不溶产物或颗粒，通过光学或电子显微镜观察。目前，该技术是对细胞表面和细胞中各种细胞抗原的定位研究是最常用的技术。使用过氧化物酶代替荧光素进行抗体标记是开发免疫标记技术的先驱。随后，该技术不断改进和创新，衍生了各种标记方法，如过氧化物酶-抗过氧化物酶（PAP）法、抗生物素蛋白-生物素-过氧化物酶复合物（ABC）方法、链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连接（SP）法等，并得到了广泛应用。免疫酶标记技术具有定位准确、对比度好、染色标本长期保存的优点，是目前最常用的技术。基本原理是酶标抗体首先与组织或细胞的相应抗原结合，然后加入酶的底物以形成有色不溶产物或具有一定电子密度的颗粒。通过光学或电子显微镜定位细胞表面和细胞上的各种抗原成分。
免疫金/银技术是使用金属颗粒如胶体金作为抗体标志物的免疫组织化学技术，胶体金标记是最常用的。胶体金是一种金水溶胶，具有不同大小的颗粒，能够快速稳定地吸附蛋白质，而不会影响蛋白质的生物活性。因此，胶体金标记的一抗、二抗或与免疫球蛋白特异性结合的其他分子（例如葡萄球菌蛋白A）可用于探针、组织或细胞内抗原的定性，甚至定量研究。胶体金电子致密，因此免疫胶体金技术特别适用于免疫电子显微镜的单标记或多标记定位研究。此外，胶体金本身是浅红色，因此也适用于光学显微镜。
除了抗原-抗体、生物素和抗生物素蛋白、激素和受体的高度特异性结合外，植物血凝素和碳水化合物也具有特异性结合反应。因此，它用于免疫组织化学技术的抗体标记，信号放大和显色阶段。亲和免疫组织化学技术是通过将荧光素或酶标抗体的活性部位与亲和物质如亲和素交联，进而对抗原物质进行检测的技术。亲和免疫组织化学，如ABC法、SP法，可以放大抗原-抗体结合的信号强度，大大提高免疫组织化学技术的敏感性。已在临床广泛应用，其中SP法最常用。
另外，根据染色步骤，免疫组织化学染色方法可分为直接法（也称为一步法）和间接法（两步法，三步法或多步法）；与直接方法相比，间接方法的敏感性显著提高。
抗原和抗体之间的结合是高度特异性的。因此，免疫组织化学技术显示组织细胞中的特异性抗原，例如上皮组分的角蛋白和淋巴细胞组分的淋巴细胞共同抗原（LCA）。仅当组织细胞中存在交叉抗原时才发生交叉反应。
在免疫组织化学技术发展的早期阶段，只采用直接和间接的方法，敏感性不高。ABC方法或SP方法的出现允许抗体被稀释数千倍、数万次或数亿倍以结合组织细胞中的抗原。这种高敏感性的抗体抗原反应使得免疫组织化学方法越来越便于临床常规病理诊断。
该技术通过抗原-抗体反应和显色反应使组织和细胞中的抗原准确定位。同时定位同一组织或细胞中的不同抗原，并将形态变化与功能和代谢相结合。免疫组织化学已经成为肿瘤病理学的常规诊断方法。
假阳性即阳性信号没有准确定位，并不是真正染色的反映；造成假阳性的主要原因有抗体特异性差、组织中存在类属抗原；操作技术方面的原因有抗体浓度不适或已过有效期、一抗孵育时间过长或二氨基联苯胺法（DAB）染色时间过长、组织边缘易干等造成细胞收缩、损坏或死亡而引起局部抗体浓度过高等因素。假阴性意味着应该是积极的实验结果是否定的，可能的原因有石蜡标本修复方式不当、一抗失效或已过有效期等。
在免疫反应过程中，抗体未与目标抗原的表位结合而出现的染色，表明抗原没有特异性定位，并且肿瘤细胞和间充质细胞都被着色，这被称为非特异性染色。常见原因有：抗体与血清蛋白非特异性疏水结合、抗体与组织间的非特异性离子作用及IHC检测系统内源性分子的组织自身荧光，内源性过氧化物酶或碱性磷酸酶，内源性生物素等功能。二抗同种属的正常血清或牛血清白蛋白（BSA）孵育是减少非特异性疏水或离子结合作用的常用方法；3%～10% H 2 O 2 封闭试剂可用于防止内源性过氧化物酶或内源性碱性磷酸酶作用于底物；与抗生物素蛋白预孵育可以阻断内源性生物素。
此问题主要存在于显色阶段。显色反应时需要显微镜下观察控制，以最大限度达到阳性区域显色且背景颜色最浅为最佳显色；显色充分后应及时终止显色反应。此外，显色剂如DAB需避光冷藏，现用现配。
目前，受各实验室仪器设备、操作规范、操作人员资质等因素影响，同一个检测指标不同实验室的检测方法都有所不同。
主要步骤是脱蜡和水合，抗原修复和组织染色。
在IHC技术出现以前，临床对于疾病的诊断仅停留在细胞水平，IHC技术将人类对于疾病的认识提高到了分子水平。IHC的主要应用有：鉴别肿瘤的良恶性质；确定肿瘤临床分期分型；判断肿瘤细胞的起源和转移性肿瘤的原发部位；找到肿瘤的微转移并实现早期诊断；指导肿瘤治疗和判断预后；研究病原体与肿瘤的关系。
淋巴瘤良恶性质判定可通过IHC方法，使用免疫球蛋白轻链抗体检测B淋巴细胞的增生性质来实现；单克隆增殖仅表达免疫球蛋白轻链，这对恶性淋巴瘤的诊断具有很大的参考价值。在活检标本中，难以鉴别出分化良好的脂肪肉瘤和脂肪瘤；但在细胞遗传学中，脂肪肉瘤在染色体形成额外的环形结构，染色体12q14～15区域形成多个拷贝，出现CDK4和MDM2的高表达。因此，CDK4和MDM2的IHC检测是高分化脂肪肉瘤的有效鉴别诊断方法。
肿瘤细胞处于低分化形态，或特异形态不明显，或处于器官交界区域时，HE染色切片很难分辨其类型，IHC则可准确地对肿瘤类型进行判断并分期分型，这对于疾病的治疗与预后具有重大的参考意义。乳腺癌的分子亚型不同，相应的治疗策略也不同。例如，乳腺癌的基因型分为Luminal A、Luminal B、HER2阳性和基底乳腺癌四种类型。临床工作中可根据ER、PR、HER2和Ki67的IHC检测结果进行相应分型：Luminal A中Ki67和HER2均为低表达；Luminal B可分为两种类型：一种是Ki67任何水平但HER2阳性，另一种是Ki67指数增加的亚型。三阴性乳腺癌和基底样乳腺癌有近80%的重叠。ER、PR和HER2的检测已有相应的指南。三阴性乳腺癌预后最差，可进行细胞免疫治疗。
特定类型的组织细胞表达特异性抗原，例如前列腺上皮可以用PSA标记。特定抗体可与细胞中特定的抗原相结合，从而判定肿瘤来源，如平滑肌肌动蛋白抗体阳性反应可反映出肿瘤是否为平滑肌来源。因此，对于未知来源或组织来源的肿瘤，IHC是确定原发部位的最常用手段，如恶性原发性骨Ewing肉瘤现在已被IHC证明起源于神经内分泌系统。
常规病理学方法诊断微小、单个转移肿瘤灶困难，但可通过IHC技术对转移灶的分子改变进行分析，因而有助于实现早期诊断。例如，通过常规病理切片确认的具有阴性病理的淋巴结在IHC检测后具有25%的淋巴结转移率。类似地，常规病理切片认为没有骨髓受累的患者中有1/4经IHC检测发生了骨髓的转移。
IHC对于肿瘤的治疗和预后具有重要意义。例如，在5%的非小细胞肺癌（NSCLC）患者中，棘皮动物相关蛋白4（EML4）和间变性淋巴瘤激酶（ALK）重排之间存在融合基因。此类患者ALK抑制剂治疗的疾病有效控制率可达80%，因此，对这类患者进行基因筛查意义重大。IHC价格低廉，操作相对简单，有望替代现有临床上称为“金标准”的诊断技术。在乳腺癌中，20%的患者表现出 HER2 基因扩增；且 HER2 扩增与患者较差预后相关，并且对内分泌治疗有抵抗性，但对抗 HER2 抗体赫赛汀治疗的疗效较好。因此，IHC检测HER2蛋白是乳腺癌患者靶向治疗常用的诊断工具，相关专家为此形成共识并发表了我国乳腺癌HER2检测指南。
IHC的使用为研究某些恶性肿瘤的病毒病因学提供了强有力的工具。IHC染色检测HPV可帮助区分宫颈腺癌（HPV阳性）和子宫内膜腺癌（HPV阴性），从而对预后进行判断，如HPV阳性的食管鳞癌预后好于HPV阴性的食管鳞癌。EB病毒（EBV）与多种肿瘤相关，包括淋巴瘤、淋巴上皮癌和间充质肿瘤。肿瘤中EBV相关的基因及其蛋白随着EBV潜伏类型的不同而变化，EBV核抗原2（EBNA2）IHC染色可有效检测Ⅲ型潜伏感染相关肿瘤中的EBV。
随着分子医学、个性化医学和精准医学的发展，免疫组织化学技术逐渐成为临床病理诊断不可或缺的手段。目前，FDA批准了28种伴随分子诊断产品，用于个体化治疗分子靶向药物。IHC技术在临床病理诊断、病情监测与预后评估方面的逐渐应用，以及检测方法的规范化、标准化越来越引起广泛重视，推广严格的质量控制和高度的自动化势在必行。
近年，基于深度学习人工智能的出现，IHC染色的病理形态数据分析不仅效率大大提高、可以进行量化，而且还可整合分子检测数据、临床信息，为患者提供预后评估信息和精准药物治疗指导。
（张军，李玲）