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結(jié)核分枝桿菌抗原檢測研究進(jìn)展

2013-04-10 05:15:43戴振華郭蘭芹張賀秋馮曉燕
生物技術(shù)通訊 2013年5期
關(guān)鍵詞:抗原敏感性特異性

戴振華 ,郭蘭芹 ,張賀秋 ,馮曉燕

1.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所,北京 100850;2.華北石油總醫(yī)院,河北 任丘 062552

結(jié)核?。╰uberculosis,TB)是一種古老的疾病,由于缺乏有效疫苗,缺乏高特異性和敏感性診斷試劑,以及耐藥性結(jié)核病的不斷涌現(xiàn)等原因,該病仍然是全球公共衛(wèi)生的重大威脅,每年有超過200萬人死于TB[1]。2009年世界衛(wèi)生組織發(fā)布報(bào)告,2008年中國TB發(fā)病100萬~160萬人,僅次于印度,居世界第2位。因此,TB的預(yù)防和控制在我國顯得尤為重要。

有效控制TB的障礙在于缺乏早期、準(zhǔn)確的診斷方法。分枝桿菌培養(yǎng)是診斷的金標(biāo)準(zhǔn),但耗時(shí)長且相對昂貴;涂片鏡檢法檢出率低;分子生物學(xué)檢測技術(shù)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作要求較高,易出現(xiàn)假陽性結(jié)果;特異性的細(xì)胞免疫檢測,因在發(fā)展中國家人群中結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)的潛伏感染率高,不適合推廣使用;臨床癥狀及胸部X線檢查結(jié)果不是特異性的,需要其他輔助診斷。再者,肺外結(jié)核、艾滋病合并感染的TB、嬰幼兒感染的TB、菌陰TB的診斷對上述方法都是巨大的挑戰(zhàn)。

機(jī)體受到MTB感染后,體內(nèi)首先出現(xiàn)的是MTB特異性抗原。因此,MTB抗原檢測作為TB早期診斷方法可能具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

1 MTB抗原檢測的方法

1.1 凝集試驗(yàn)

凝集試驗(yàn)是顆粒性抗原與相應(yīng)抗體,或表面包被抗原(抗體)的顆粒狀物質(zhì)與相應(yīng)抗體(抗原)在電解質(zhì)存在的條件下相互結(jié)合,出現(xiàn)肉眼可見的凝集團(tuán)現(xiàn)象。1984年,Krambovitis等首次報(bào)道了膠乳凝集試驗(yàn)在TB診斷中的應(yīng)用[2]。Sada等使用協(xié)同凝集技術(shù)檢測活動性TB患者標(biāo)本中的脂阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomanna,LAM),涂片陽性患者血清檢測的敏感性為88%,抗酸桿菌陰性患者痰液檢測敏感性為67%,在人免疫缺陷病毒(HIV)和TB共感染患者中檢測的敏感性為57%,但特異性達(dá)到100%[3]。

1.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)

ELISA是一種酶聯(lián)免疫技術(shù),用于檢測包被于固相板孔中的待測抗原或抗體。即用酶標(biāo)記抗體,將已知抗原或抗體吸附在固相載體表面,使抗原抗體反應(yīng)在固相載體表面進(jìn)行,用洗滌法將液相中的游離成分洗除,最后通過酶作用于底物后顯色來判斷結(jié)果。1983年,Sada等首次用雙抗體夾心ELISA(sELISA)檢測腦脊液(CSF)中MTB抗原,取得了較為理想的結(jié)果[4]。其后國內(nèi)外眾多學(xué)者應(yīng)用sELISA方法對MTB抗原的檢測進(jìn)行了探索,檢測了CSF[5-6]、痰液[7]、血清[5,8-10]和尿液[11-15]標(biāo)本中的MTB抗原,匯總敏感性為44%~91%,匯總特異性為86%~100%。

1.3 免疫斑點(diǎn)法(dot immunobinding assay,Dot-Iba)

Dot-Iba是繼ELISA后發(fā)展起來的另一形式的固相標(biāo)記免疫測定法,其特點(diǎn)是以微孔膜為載體,陽性結(jié)果在膜上出現(xiàn)著色斑點(diǎn)。與ELISA法相比,Dot-Iba操作更為簡單,所需試劑少,結(jié)果肉眼可見,檢測結(jié)果可長期保存,不需特殊設(shè)備,易于普及和推廣。Deodhar等采用Dot-Iba,不僅可檢出88.88%的痰涂片陽性-培養(yǎng)陽性病例,也能檢出81.89%涂片陰性-培養(yǎng)陽性病例。如果涂片和斑點(diǎn)印跡ELISA的結(jié)果相結(jié)合,91.08%的培養(yǎng)陽性病例可被檢出[16]。

1.4 免疫金標(biāo)技術(shù)

該技術(shù)是在Dot-Iba基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型免疫學(xué)標(biāo)記和檢測技術(shù),主要包括免疫金標(biāo)層析法和免疫金標(biāo)滲濾法(Dot-immuogold filtration as?say,DIGFA)。與ELISA和Dot-Iba技術(shù)相比,其操作更為簡便、快速,可將檢測時(shí)間縮短至5~15 min,且檢測的敏感性和特異性保持不變。Stavri于2003年首先應(yīng)用DIGFA技術(shù)檢測了TB患者血清和痰液中的 MTB 抗原[17]。Fabre[18]、Ben-Selma[19]、Alavi-Naini[20]等使用Patho-TB試劑盒(Anda Biologicals,法國)檢測TB患者痰液標(biāo)本中的MTB抗原,敏感性為89.5%~95%,特異性為70.2%~100%。

1.5 免疫熒光技術(shù)

免疫熒光技術(shù)是將已知抗原或抗體標(biāo)記上熒光素制成熒光標(biāo)記物,再用這種熒光抗體或抗原作為分子探針檢測標(biāo)本中相應(yīng)的抗原或抗體。何俊瑛等利用免疫熒光技術(shù)對30例TB患者和30例正常人的CSF中單核細(xì)胞內(nèi)的MTB抗原進(jìn)行了檢測,敏感性為83.3%,特異性為100%[21]。Mukundan等在免疫熒光技術(shù)的基礎(chǔ)上用波導(dǎo)光學(xué)生物傳感器,在很短時(shí)間內(nèi)定量檢測HIV陽性TB患者血清和尿液中的LAM、早期分泌性抗原靶6(ESAT6)和抗原85復(fù)合物(Ag85),與ELISA相比靈敏度大幅度提高[22]。

2 MTB抗原檢測中的靶抗原

2.1 菌體細(xì)胞

將MTB減毒株H37Ra或卡介苗(BCG)株進(jìn)行超聲破碎,用抽提物免疫動物,獲得anti-H37Ra或anti-BCG血清,作為待檢抗原的捕獲抗體。Sada等首先以sELISA法檢測TB患者CSF中的BCG抗原,檢測敏感性為81.25%,特異性為95%[4]。Venkatesh等通過反向被動血凝試驗(yàn)(RPHA)檢測CSF中的MTB抗原,檢測敏感性為50%,特異性為80%[23]。

2.2 結(jié)核菌素的純蛋白衍生物(PPD)

PPD在早期MTB抗原檢測中有所研究。Sood等用sELISA檢測肺結(jié)核和結(jié)核性腦膜炎(TBM)患者血清和CSF標(biāo)本中的PPD,在血清中的檢測敏感性為73.3%,特異性為83.8%;在CSF中的檢測敏感性為76.4%,特異性為80.6%[24]。Mathai等用Dot-Iba技術(shù)檢測了30例TBM患者與40例正常受試者CSF中的PPD,檢測敏感性為83.3%,特異性為95%[25]。

2.3 脂阿拉伯甘露聚糖

LAM是分枝桿菌細(xì)胞壁的重要組成部分,包含9個單克隆抗體結(jié)合表位,是屬特異性抗原,具有較強(qiáng)的免疫原性和免疫調(diào)節(jié)功能,可刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,因而是TB血清學(xué)診斷應(yīng)用較廣的抗原。很多學(xué)者對體液中LAM的檢測進(jìn)行了研究,特別使人感興趣的是近幾年連續(xù)有報(bào)道在TB患者血清[9,26]、尿液[11-12,14-15,27]、痰液[7,28]及肺外結(jié)核患者的胸腔積液和CSF中[29-30]檢測到LAM抗原,檢測的敏感性為50%~91%,特異性為69%~100%。Dheda[31]、Lawn[32]和Mutetwa[13]的研究表明,HIV和TB共感染患者尿中LAM的檢測靈敏度明顯高于非共感染患者,也顯著高于痰鏡檢,LAM的檢出率與低CD4細(xì)胞計(jì)數(shù)和臨床分期密切相關(guān)。說明尿LAM的檢測可預(yù)測TB免疫重建疾病的發(fā)展。

2.4 MPT64

相對分子質(zhì)量(Mr)為 24×103,又名 MPB64,是MTB短期培養(yǎng)物濾過蛋白的主要成分之一,是最早被發(fā)現(xiàn)的MTB特異性抗原。MPT64可被大多數(shù)TB患者和結(jié)核感染者的免疫系統(tǒng)所識別,它既能刺激細(xì)胞免疫反應(yīng),又能誘導(dǎo)體液免疫反應(yīng)。Kumar等用免疫層析法對從肉湯和羅氏培養(yǎng)基上培養(yǎng)分離的54株MTB菌株及12株非MTB菌株進(jìn)行MPT64抗原檢測,得到的敏感性和特異性均為100%[33]。

2.5 14kD抗原

14kD抗原是從MTB培養(yǎng)濾液中分離出來的蛋白。Sumi等用14kD抗原免疫兔子,獲得相應(yīng)抗血清,應(yīng)用Dot-Iba和PCR技術(shù)同步檢測37例TBM患者和45例正常受試者CSF中的14kD抗原,Dot-Iba檢測的敏感性是75.7%,高于PCR的40.7%,兩者的特異性均為100%[34]。

2.6 38kD抗原

38kD抗原是一種定位在質(zhì)膜上的磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,只在分枝桿菌復(fù)合群中表達(dá),表達(dá)量是BCG的10倍,免疫原性強(qiáng)。38kD蛋白可刺激T細(xì)胞和B細(xì)胞免疫應(yīng)答。劉志廣等用抗38kD蛋白的單克隆抗體,通過直接免疫熒光檢測法對41份TB患者的痰標(biāo)本進(jìn)行檢測,敏感性為90.24%,顯著高于抗酸染色法的73.14%[35]。

2.7 31kD抗原

31kD抗原是一種絲氨酸蛋白酶抗原,從結(jié)核分枝桿菌H37Ra株培養(yǎng)基中得到。Bera等通過ELISA法檢測20例TBM患者CSF和血清中的31kD抗原及抗體。結(jié)果表明,在CSF中檢測31kD抗原的敏感性為90%,特異性為96%;檢測31kD抗體的敏感性為85%,特異性為96%。在血清中檢測31kD抗原的敏感性為80%,特異性為96%;檢測31kD抗體的敏感性為80%,特異性為94%[36]。

2.8 Ag85復(fù)合物(Ag85)

Ag85是一組具有較強(qiáng)細(xì)胞免疫及體液免疫活性的分枝桿菌分泌性蛋白,Mr為30×103~32×103,具有MTB種特異性和屬共同抗原決定簇,分枝桿菌各菌株均可分泌Ag85。Ag85復(fù)合物由3種同源蛋白質(zhì)Ag85A、Ag85B及Ag85C組成,其中有免疫作用的主要為Ag85A和Ag85B。Kashyap等通過sELISA檢測128例TB和69例非TB血清樣本中的Ag85復(fù)合物,檢測的敏感性為82%,特異性為86%[8]。

2.9 HSP65抗原

HSP65屬于MTB熱激蛋白(HSP)家族,在MTB感染人體后,HSP65會誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生較強(qiáng)的體液和細(xì)胞免疫反應(yīng)。Mudaliar等用抗HSP65單抗,對80名TB患者和80名對照受試者CSF中的HSP65抗原進(jìn)行檢測,敏感性為82.5%,特異性為90%[6]。Rajan等用抗HSP65單抗,通過ELISA法對188名TB患者和116名對照血清樣本中HSP65抗原進(jìn)行檢測,敏感性為82%,特異性為89%[10]。

2.10 培養(yǎng)濾液蛋白10(CFP-10)

CFP10是低分子量分泌蛋白,由MTB的RD1區(qū)基因編碼,僅存在于致病性MTB中,BCG及其他非致病性分枝桿菌中則不存在。Stavri等用ELISA檢測痰標(biāo)本中的CFP-10抗原和血清中的CFP-10抗體,Dot-Iba檢測痰液中的抗原,敏感性為86.1%,特異性為92.9%;ELISA檢測血清中的抗體,敏感性為83.6%,特異性為95.4%[37]。

2.11 其他相關(guān)的MTB靶抗原

Chanteau等發(fā)現(xiàn),45/47kD抗原檢測的敏感性較低,小于40%,特異性為95.6%,抗-45/47kD抗體檢測敏感性為76.9%,但特異性低,為73.2%[38]。El-Masry等用Fast-Dot-ELISA檢測TB患者血清中的20kD抗原,敏感性為90.8%,特異性為89.6%[39]。Attallah等用Dot-ELISA檢測TB和肺外TB患者血清中的55kD抗原,敏感性分別為87%和90%,而特異性均為97%[40]。張周云等采用sELISA檢測了139例活動性TB患者、64例非TB肺部疾病患者和29例健康對照者血清中的MTB分泌蛋白desA抗原,敏感性為84.1%,特異性為92.19%[41]。

3 問題與展望

MTB抗原檢測作為TB早期診斷的方法備受關(guān)注,機(jī)體受到MTB感染后,體內(nèi)首先出現(xiàn)的是MTB特異性抗原,TB抗原檢測不受宿主免疫功能狀態(tài)的影響,可作為MTB存在的直接證據(jù),避免了由于結(jié)核菌的抗原性較弱,或?qū)匍g和種間共同抗原決定簇的存在,以及TB患者免疫應(yīng)答低下等原因?qū)е碌捏w液免疫檢測或細(xì)胞免疫檢測的假陰性。TB具有高度傳染性,在MTB感染初期,對這種疾病早期、準(zhǔn)確的檢測,不僅能控制TB的蔓延,也能幫助醫(yī)生開始恰當(dāng)與及時(shí)的治療。

近20年來,在MTB抗原檢測研究方面,除了LAM外,對其他特異性抗原的靶向研究較少,而且由于特異性單克隆抗體制備困難,待檢樣本及處理方法沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化,以及大多數(shù)研究只關(guān)注方法學(xué)質(zhì)量,導(dǎo)致MTB抗原檢測在臨床上的應(yīng)用較少,因此MTB抗原檢測仍然存在較大的研究空間。TBM是最嚴(yán)重的肺外結(jié)核病,常呈急性或亞急性起病,病程慢,常缺乏結(jié)核接觸史,其臨床表現(xiàn)缺乏特異性,且病情變化迅速,需要進(jìn)一步研究確定對TBM患者進(jìn)行特異性抗原檢測的價(jià)值。未來的研究也需要評價(jià)在HIV感染并涂片陰性的TB患者中抗原檢測的性能。同時(shí)也要探討待檢MTB抗原的濃度與痰液中MTB密度之間的關(guān)系,以了解患者治療前后的疾病狀態(tài),從而有助于監(jiān)測治療是否成功及早期識別治療是否復(fù)發(fā)。

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新聞傳播(2015年8期)2015-07-18 11:08:24
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