邢娜娜,張娜麗,王文強(qiáng),孫萌,李忠信
(鄭州安圖生物工程股份有限公司,河南鄭州 450016)
抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體(anti-neutrophilcytoplasmic antibodies,ANCA)于1959年首次在慢性炎癥疾病患者被發(fā)現(xiàn)[1],但直到1982年血管炎與中性粒細(xì)胞胞漿成分反應(yīng)的自身抗體之間的關(guān)系才被明確[2],人們才意識(shí)到ANCA與血管炎相關(guān)。1985年,van der Woude等[3]通過間接免疫熒光的方法在GPA患者中檢測(cè)到這種抗細(xì)胞質(zhì)抗體,并把這種細(xì)胞質(zhì)分布的熒光模型稱為C-ANCA。繼C-ANCA之后,有學(xué)者報(bào)道了在系統(tǒng)性動(dòng)脈炎和腎小球腎炎患者中產(chǎn)生核通過IIF方法發(fā)現(xiàn)了圍繞細(xì)胞核周染色模式的自身抗體,即P-ANCA[4-5]。之后IIF得到了更多的關(guān)注與應(yīng)用,一度被認(rèn)為是檢測(cè)ANCA的“金標(biāo)準(zhǔn)”。隨著PR3和MPO的發(fā)現(xiàn),以及蛋白純化技術(shù)的進(jìn)步,針對(duì)抗原特異性的檢測(cè)也得到快速發(fā)展,包括酶聯(lián)免疫的一、二、三代產(chǎn)品,免疫印跡、熒光酶免疫分析、化學(xué)發(fā)光、聯(lián)合特異性抗原檢測(cè)的IIF,以及高通量的多重微珠免疫法等多平臺(tái)、多方法學(xué),本綜述將介紹不同的檢測(cè)方法及其方法學(xué)之間的一致性。
抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體是以中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞胞漿成分為靶抗原的自身抗體,包括人白細(xì)胞彈性蛋白酶(human leukocyte elastase,HLE)、乳鐵蛋白(lactoferrin,LF)、蛋白 酶3(proteinase 3,PR3)、彈性蛋白酶(elastase,ELA)、溶酶體(lysozyme,LYS)、髓過氧化物 酶(myeloperoxidase,MPO)、天青殺素(azurocidin,AZU)、組織蛋白酶G(cathepsin G,Cath G)和殺菌/通透性增高蛋(bactericidal/permeability increasing protein,BPI)等。根據(jù)熒光模型,ANCA靶抗原可以分為胞漿型(cytoplasmic ANCA,cANCA)、核周型(perinuclear ANCA,pANCA)和非典 型(atypical ANCA,xANCA)。cANCA的主要靶抗原為PR3,pANCA的主要靶抗原為MPO。PR3是大小29~30KD弱陽(yáng)性蛋白,屬于絲氨酸蛋白酶家族成員之一。PR3的前體酶經(jīng)過4次加工為成熟形式,主要存在于中性粒細(xì)胞的嗜藍(lán)顆粒中;其生理抑制劑為α1-抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,α1-AT)[6]??筆R3抗體主要見于韋格納肉芽腫,是其特異性抗體,陽(yáng)性率占70%~80%,且與病程、嚴(yán)重性和活動(dòng)性有關(guān)。MPO是由2條重鏈和2條輕鏈組成的二聚體大分子蛋白,分子量150KD,等電點(diǎn)大于11;其生理抑制劑為銅藍(lán)蛋白[7]。pANCA不如cANCA具有診斷特異性,pANCA陽(yáng)性主要見于特發(fā)性壞死性新月體性腎小球腎炎(NCGN)、顯微鏡下多動(dòng)脈炎(MPA),在GPA患者中也存在抗MPO抗體。pANCA患者的血管炎病變程度重,常有多系統(tǒng)損害。
隨著檢測(cè)技術(shù)的提高,ANCA的檢測(cè)方法向多平臺(tái)、多原理發(fā)展,常見的檢測(cè)方法包括間接熒光法(IIF)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA,第一代、第二代、第三代等)、化學(xué)發(fā)光(CLIA)、熒光酶免疫吸附法(FEIA)、多重微珠法等。
2.1 間接免疫熒光 間接免疫熒光(IIF)是檢測(cè)ANCA最先使用的手段,一般分為乙醇固定和甲醛固定兩種形式。IIF檢測(cè)的特點(diǎn)靈敏度高、特異性差;并且IIF主觀性太強(qiáng),對(duì)結(jié)果的判讀需要很強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)及豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著對(duì)ANCA研究的深入,越來越多的AAV患者被發(fā)現(xiàn),檢測(cè)工作量增加,對(duì)人工閱片要求越高。為了滿足市場(chǎng)的需要,商業(yè)化自動(dòng)閱片系統(tǒng)上市,比如INOVA公司的NOVA View、Medipan公司的Aklides系統(tǒng)、Immuno Concepts的Image Navigator、Euroimmun AG的EUROPattern等。自動(dòng)閱片排除了人為的主觀性,滿足了工作量的需求。Knütter I等[8]比較了分別用Aklides系統(tǒng)自動(dòng)閱片與人工閱片GA公司檢測(cè)ANCA的乙醇和甲醇固定玻片,為了使主觀性最小化,由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的研究者進(jìn)行手工閱讀,結(jié)果表明自動(dòng)閱片與人工閱片一致性高。最近又發(fā)展了一種新型檢測(cè)技術(shù)即GA公司的CytoBead ANCA[9],將乙醇固定的中性粒細(xì)胞與包被純化的PR3、MPO的珠子共同固定在同一個(gè)玻片上,乙醇固定的中性粒細(xì)胞位于玻片的中室,包被PR3、MPO的熒光珠子位于右室,其中包被PR3的是9μm的紅色熒光珠子,包被MPO的是15μm的紅色熒光珠子,這種檢測(cè)技術(shù)提高了ANCA檢測(cè)特異性。
2.2 第一代ELISA自從明確了cANCA、pANCA的靶抗原,一些實(shí)驗(yàn)室從中性粒細(xì)胞中純化PR3、MPO蛋白,開始制備抗原特異性檢測(cè)[10]。第一個(gè)商用ELISA試劑盒于1990年問世[11],隨后出現(xiàn)了很多ELISA廠家。這些ELISA檢測(cè)技術(shù)原理將PR3/MPO蛋白直接物理吸附包被于微孔板中,被稱為第一代ELISA。由于蛋白純化技術(shù)不同,各個(gè)廠家檢測(cè)結(jié)果差別較大且與IIF結(jié)果缺乏可比性[12]。此外,抗原直接吸附于微孔板造成抗原變形及表位遮掩,導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果靈敏度差,造成漏檢。
2.3 第二代、三代ELISA基于第一代ELISAs低敏感性的原因,蛋白質(zhì)修飾新方法和不同的檢測(cè)方法快速發(fā)展。所謂的第二代ANCA ELISA檢測(cè)使用捕獲分子(主要是抗體)與微孔板結(jié)合,抗原特異性結(jié)合固相上的抗體,這樣可減少抗原的空間位阻,使表位盡可能地暴露,另外減少因抗原與固相直接結(jié)合導(dǎo)致的表位結(jié)構(gòu)改變[13-14]。研究表明[13,15-16],捕獲法的靈敏度增加,并優(yōu)于直接包被。主要廠家為歐洲診斷。第三代ELISA類似于第二代,為了充分暴露抗原表位,抗原在結(jié)合ELISA板時(shí),利用錨定技術(shù)固定抗原[17-19]??乖ㄟ^附著在ELISA平板表面的錨定分子與ELISA平板表面結(jié)合。與IIF相比,該方法提供了更好的表位可獲得性,從而進(jìn)一步提高了敏感性和特異性。Roggenbuck D等[19]分別用第一代、第二代、第三代ELISAs檢測(cè)86例GPA患者、450例其他疾病和80例健康者,比較三代檢測(cè)的特異性和靈敏度并繪制ROC曲線,得到的AUC分別為0.80(第一代,95%置信區(qū)間:0.76~0.83)、0.86(第二代,95%置信區(qū)間:0.82~0.89)和0.96(第三代,95%置信區(qū)間:0.94~0.98)。主要廠家為法迪亞EliA系統(tǒng)。
2.4 其他ELlSA利用直接包被微孔板原理進(jìn)行PR3 ELISA檢測(cè)時(shí),有一種新方法是歐蒙公司開發(fā)的,即使用人天然和重組PR3抗原混合包被[20]。該研究表明[21-22],這可能比第一代間接法和第二代捕獲法具有更高的靈敏度;然而,這并未在所有的研究中得到證實(shí)。
2.5 化學(xué)發(fā)光法 上世紀(jì)70年代中期,Arakawe首先報(bào)道了化學(xué)發(fā)光免疫分析(chemiluminescence immunoassay,CLIA),發(fā)展至今已成為一種成熟的、先進(jìn)的超微量活性物質(zhì)檢測(cè)技術(shù),應(yīng)用范圍廣泛。然而,ANCA化學(xué)發(fā)光檢測(cè)是近幾年才發(fā)展起來的。國(guó)外化學(xué)發(fā)光檢測(cè)有INOVA的BIO-FLASH系統(tǒng)和A.Menarini公司的Zenit RA系統(tǒng);國(guó)內(nèi)化學(xué)發(fā)光廠家主要有蘇州浩歐博、深圳亞輝龍、北京中航賽維、蘇州長(zhǎng)光華醫(yī)。以INOVA的QUANTA Flash Lite?為例探討一下化學(xué)發(fā)光法:純化的抗原以共價(jià)鍵的方式化學(xué)連接到磁珠表面的官能團(tuán)上,加入稀釋后的樣本與磁珠上的抗原反應(yīng),洗去未結(jié)合的非特異性抗體;加入帶有標(biāo)記的二抗孵育,加入底物收集并檢測(cè)光信號(hào)。一項(xiàng)涵蓋9個(gè)國(guó)家11個(gè)實(shí)驗(yàn)室的大型多中心研究證明,CLIA有高靈敏度和特異性[23];在另一項(xiàng)研究中使用新開發(fā)的抗MPO抗體CLIA與三種不同的商用MPO檢測(cè)法相比,CLIA法有相對(duì)較高的敏感性、特異性ROC曲線AUC面積0.96(95%置信區(qū)間:0.90~1.00)[24];國(guó)內(nèi)一項(xiàng)研究比較浩歐博化學(xué)發(fā)光與歐蒙ELISA之間的符合率,PR3-ANCA陽(yáng)性符合率35.1%、陰性符合率96.1%、總符合率86.8%;MPO-ANCA陽(yáng)性符合率81.9%、陰性符合率98.8%,總符合率93.8%[25]。
2.6 多重微珠免疫法 多重微珠免疫法(bead-based multiplex immunoassays,MBA)采用Luminex技術(shù),其工作原理為:①編碼微球,用不同配比的兩種熒光染料將直徑5.6μm的聚苯乙烯微球染成不同熒光色,從而獲得多達(dá)100種不同熒光編碼的微球;②把針對(duì)不同待測(cè)物質(zhì)的蛋白以共價(jià)交聯(lián)的方式結(jié)合到特定編碼的微球上,每個(gè)編碼微球都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目;③把針對(duì)不同待測(cè)物的熒光編碼微球混合,然后加入待測(cè)物,形成的復(fù)合物在與標(biāo)記熒光素結(jié)合反應(yīng);④微球成單列通過兩束激光,一束判定微球的熒光編碼,另一束測(cè)定微球上的熒光素的熒光強(qiáng)度。使用多重微珠免疫法檢測(cè)ANCA的主要廠家有宙斯(Zeus)的AtheNA Multi-Lyte?和伯樂(Bio-Rad)Bio-Plex?2200。2009年伯樂公司評(píng)價(jià)Bio-Plex?2200,在一個(gè)反應(yīng)里可以同時(shí)檢測(cè)ANCA三個(gè)項(xiàng)目(PR3、MPO、GBM),且具有相對(duì)較好的靈敏性和特異性[26]。另一項(xiàng)研究比較了Bio-Plex?2200與INOVA QUNATA Lite,MPO-ANCA符合率為70.4%(n=81;95%置信區(qū)間:59.7%~79.2%),PR3-ANCA符合率為76.5%(n=81;95%置信區(qū)間:66.2%~84.4%)[27]。
2.7 其他方法 除上述方法外,檢測(cè)ANCA方法還有斑點(diǎn)/線性免疫印跡法、側(cè)向?qū)游鰴z測(cè)(LFA)、可尋址激光珠免疫分析法(ALBIA)等。根據(jù)不同固定及標(biāo)記工藝,每種方法均有各自特點(diǎn)。
IIF作為發(fā)現(xiàn)ANCA的檢測(cè)方法,在早期檢測(cè)中占有優(yōu)勢(shì)地位,長(zhǎng)期以來被人們當(dāng)作檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。1999年國(guó)際共識(shí)中提到疑似ANCA首先用IIF進(jìn)行篩選,再用抗原特異性檢測(cè)確認(rèn)[28]。由于IIF的特異性差,抗原純化技術(shù)的提高,抗原特異性檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展。1990年第一個(gè)商業(yè)化ELISA試劑盒上市,即為第一代ELISA。但其特異性好、靈敏度低,漏檢情況嚴(yán)重。為解決這一問題,之后自身抗體廠家開發(fā)了“超敏”試劑盒以提高檢出率。1998年以歐洲診斷為主的捕獲法ELISA,2005年以法迪亞為主的熒光酶免疫法(FEIA)、2007年以法迪亞為主的錨定ELISA法、2012年化學(xué)發(fā)光法還有最近發(fā)展的多重微珠法等,相比第一代ELISA靈敏度和特異性均有提升。隨著抗原特異性靈敏度的提高,2017年重新修訂了國(guó)際共識(shí),共識(shí)建議GPA、MPA患者可以直接用高質(zhì)量的特異性檢測(cè)ANCA(第二、三代ELISA、化學(xué)發(fā)光法、FEIA、多重微珠)[29]。然而,有些實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)ANCA已經(jīng)排除IIF,其實(shí)這是對(duì)共識(shí)的誤解。
多平臺(tái)多方法的聯(lián)合使用,是提高ANCA檢測(cè)準(zhǔn)確性的必要手段。但由于抗體的異質(zhì)性、各廠家使用的抗原及標(biāo)記的不同,各個(gè)廠家檢測(cè)結(jié)果差別較大。盡管美國(guó)CDC發(fā)布了參考血清(PR3-ANCA Human Reference Serum #16、MPO-ANCA Human Reference Serum#15),2016年開始也有參考物質(zhì)(MPO:ERM?-DA476/IFCC[30]和PR3:ERM?-DA483/IFCC[31]),可能各廠家的溯源標(biāo)準(zhǔn)不一致,檢測(cè)結(jié)果仍然不一致。雖然聯(lián)合檢測(cè)是必要手段,但仍不能確定哪種方法、哪個(gè)廠家檢測(cè)最為科學(xué)、準(zhǔn)確。目前統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是ANCA檢測(cè)急需解決的問題。