馬玉英
(寧夏賀蘭縣農牧漁業(yè)局動物衛(wèi)生監(jiān)督所,寧夏 賀蘭 750200)
試驗研究
嚴重發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒(SFTSV)總抗體檢測試劑盒(ELISA)的研制
馬玉英
(寧夏賀蘭縣農牧漁業(yè)局動物衛(wèi)生監(jiān)督所,寧夏 賀蘭 750200)

為建立檢測嚴重發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒(SFTSV)血清總抗體的雙抗原夾心ELISA方法并進行初步試用,通過原核表達得到SFTSV-NP重組蛋白,以該蛋白作為ELISA的包被和酶標記抗原,確定抗原的最佳包被濃度和血清稀釋度,優(yōu)化各項試驗條件,在此基礎上研制試劑盒,并對試劑盒的重復性、特異性等方面進行研究。結果發(fā)現(xiàn)抗原最適包被濃度為4.0 μg/ml,血清的最佳稀釋濃度為1∶40,重復性試驗表明批內和批間的變異性都低于10%。該試劑盒敏感性高、特異性強、重復性良好,可應用于SFTSV的研究和臨床檢測。
嚴重發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒;抗體;酶聯(lián)免疫吸附試驗
近幾年來,我國湖北、河南、山東等地相繼發(fā)現(xiàn)一些以發(fā)熱伴血小板減少為主要表現(xiàn)的感染性疾病病例,該病的主要傳播途徑為蜱蟲的叮咬。2010年5月,中國疾病預防控制中心將該病毒引起的病例定義為“嚴重發(fā)熱伴血小板減少綜合征”,并開展了病例的主動發(fā)現(xiàn)、搜索等監(jiān)測工作[1-2]。從病人血清中分離到1株病毒,并完成了病毒的全基因序列測定和同源性比較,通過對病毒基因結構和形態(tài)特征的詳細分析,確定該病毒為一種新型布尼亞病毒[3]。2011年3月17日出版的國際權威醫(yī)學刊物《新英格蘭醫(yī)學雜志》刊登了該研究成果,這是國際上首次報道這一布尼亞科病毒。
到目前為止,該病毒的檢測方法還很有限,主要有PCR檢測、免疫熒光檢測(IFA)、血清學檢測、電子顯微鏡檢測等[4]。然而這幾種檢測方法均存在一些缺陷,如病毒核酸檢測程序繁瑣,耗時耗力且對儀器的要求高,電子顯微鏡檢測費用高且檢測靈敏度低,要求檢測者有熟練的技術[5],不利于SFTSV的快速檢測和診斷。研制操作簡便、敏感性高、特異性好、能快速診斷SFTSV的試劑盒和監(jiān)測方法十分必要。該項目以ELISA雙抗原夾心法,檢測患者血清中是否存在SFTSV抗體,以確定患者是否感染或曾經感染過SFTSV,從而為臨床診斷提供幫助。
1.1材料
1.1.1病毒、血清
SFTSV毒株、陽性血清均由江蘇疾病預防控制中心病原微生物研究所保存。
1.1.2引物、原核表達載體
引物、原核表達載體pET28a-NP均由江蘇疾病預防控制中心病原微生物研究所構建。
1.1.3試劑及主要儀器
病毒TRNA提取試劑Trizol、膠回收試劑盒、質粒提取試劑盒等購自大連寶生物工程有限公司;辣根過氧化物酶(HRP)、弗氏完全、不完全佐劑購自美國Sigma公司;PCR儀:德國Biometra公司產品;恒溫儀、離心機:德國Eppendorf公司產品;DEM-Ⅱ自動酶標洗板機:北京拓普生產;MODEL 680型酶標儀;96孔可拆式ELISA酶標板:丹麥NUNC公司生產。
1.2方法
1.2.1制備重組抗原
根據Trizol試劑說明書從血清中提取總RNA,通過RT-PCR技術擴增出SFTSV-NP基因,分別用限制性內切酶BamH I、EcoR I酶切上述擴增片段與質粒pMD18-T,回收目的基因和載體片段,進行連接反應。將連接產物轉化感受態(tài)宿主菌E.coli DE3,挑取經酶切鑒定的單個白色菌落,37℃培養(yǎng)至OD600 nm為0.4~0.6時,加ITPG 37℃誘導6 h,收集菌體,純化目的蛋白,具體操作步驟參考文獻[6-8]。
1.2.2酶標記抗原
對表達純化的NP重組蛋白采用過碘酸鈉法標記辣根過氧化物(HRP),經Supperdex 200分子篩分離純化,方法參考文獻[9]。
1.2.3ELISA各項試驗條件的優(yōu)化
1.2.3.1ELISA抗原包被濃度和血清稀釋度確定
以方陣滴定試驗檢測抗原的最佳包被濃度和血清最適稀釋度。橫排為不同稀釋濃度的重組蛋白(8.0 μg/ml、6.0 μg/ml、4.0 μg/ml、2.0 μg/ml、1.0 μg/ml、0.5 μg/ml、0.25 μg/ml),縱排分別加入1∶20、1∶40、1∶80、1∶160倍比稀釋的SFTSV陽性血清和陰性血清。計算陽性血清孔的平均OD450 nm值(P)和陰性血清孔的平均OD450 nm值(N)之比(P/N),比值最大孔的抗原濃度和血清稀釋倍數即為最佳。
1.2.3.2酶標抗原的最佳使用濃度
將酶標抗原進行不同濃度的稀釋,各取1滴加入系統(tǒng)采用的1 ml底物液中,迅速混勻后觀察顏色變化,在1~1.5 min內出現(xiàn)明顯顏色變化的二抗?jié)舛龋簿褪亲罴训拿笜丝乖褂脻舛取?/p>
1.2.3.3在已確定的各種條件下,選擇適合的封閉液和稀釋液
分別用5%~10%脫脂奶粉、5%~10%馬血清、1%白明膠、1%BSA作封閉液;用1%~5%脫脂乳、3%~5%馬血清、0.1%白明膠、0.1%BSA作稀釋液,測450 nm的OD值,選本底值、P/N值大、OD值最高者為最適。
1.2.3.4各個步驟作用時間的選擇(選擇本底值低、P/N比值最高者為最適作用時間)
包被條件:其他條件不變,選4℃過夜、37℃作用1 h 后4℃過夜、37℃作用2 h,這3個梯度;
封閉時間:設0.5 h、1 h、2 h、4 h,共4個梯度;
血清樣品反應時間:設10 min、20 min、30 min、40 min,共4個梯度;
酶標抗原作用時間:設30min、1h、2h,共3個梯度;
顯色時間:設顯色時間分別為5 min、8 min、10 min、12 min、14 min,共5個梯度。
1.2.3.5臨界值的確定
隨機挑取SFTSV抗體陽性血清20份,抗體陰性血清80份,以優(yōu)化的抗原包被量和血清工作濃度對血清進行ELISA檢測,測定450 nm的OD值,計算陰性血清的平均OD值()和標準偏差(SD),求得陰陽性判定界限x±3SD。
1.2.4試劑盒總體性能評價
1.2.4.1特異性試驗
用組裝完成的試劑盒對可以引起出血熱的病毒、細菌進行檢測(例:腎綜合征出血熱(HERS)病毒、流感病毒、鉤端螺旋體),同時選20份SFTSV陰性血清,對試劑盒的特異性進行檢測。
1.2.4.2敏感性試驗
其他反應條件均在最適的情況下,將陽性血清1∶40、1∶80、1∶160、1∶320、1∶640、1∶1280、1∶2560、1∶5120稀釋8個梯度進行ELISA檢測。
1.2.4.3重復性試驗
批內重復試驗:在同一批次內隨機挑選5塊ELISA試劑盒檢測已知背景的血清5份(陽性血清3份,陰性血清2份),計算“批內變異系數”。
批間重復試驗:在不同批次隨機抽取5個ELISA試劑盒檢測已知背景的血清5份(陽性血清3份,陰性血清2份),計算“批間變異系數”。
2.1重組抗原制備
原核表達質粒pET28a-NP轉化E.coli BL21(DE3)后,經IPTG誘導獲得表達蛋白與預期大小相符。表達產物經試劑盒純化后純化獲得了較高純度的目的蛋白。
2.2ELISA各項試驗條件優(yōu)化結果
從方陣滴定法檢測結果表1可以看到,隨著包被抗原濃度的減少和血清稀釋倍數的增加,血清的OD值不斷降低,當抗原包被濃度在4 μg/ml,血清稀釋倍數為1∶40時,陽性血清的OD值在1.0左右,且陰性血清的OD值低,陽性陰性血清比值(P/N)高。一般情況下,ELISA檢測儀在檢測OD值為1.0左右時誤差最小,反應最靈敏,以此為根據,選擇4 μg/ml的抗原包被量為最適包被濃度,而被檢血清的最佳稀釋為1∶40。
當酶標抗原NP-HRP稀釋到1∶1 000時與底物反應能在1~1.5 min內出現(xiàn)明顯的顏色變化,因此將酶標抗原的工作濃度定為1∶1 000。封閉效果最好的是10%脫脂乳;0.1%BSA為樣品稀釋液;包被時間為37℃水浴2h;4℃封閉過夜;待檢血清在37℃作用30 min及;酶標抗原在37℃作用20 min;5~8 min為最適宜顯色時間。

表 方陣滴定法確定抗原最適包被濃度和血清最佳稀釋倍數
2.3ELISA判定標準的確定
試驗測得陰性血清OD450 nm均值范圍為0.12±0.03,在此基礎上確定該ELISA試劑盒的判定標準為S/N>2.1,且陽性血清A450 nm>0.25時則待檢血清SFTSV總抗體為陽性。
2.4特異性試驗
對其有出血熱癥的陽性血清和20份陰性血清進行檢測,結果均為陰性,沒有出現(xiàn)交叉反應。
2.5敏感性試驗
通過檢測倍比稀釋的陽性血清,結果顯示當血清稀釋濃度達到1∶640時,按以上判定標準判定仍為陽性,說明該試劑盒的靈敏度為1∶640.
2.6重復性試驗
用同一批次和不同批次的ELISA試劑盒對已知背景的5份血清(陽性血清3份,陰性血清2份)作批內和批間重復試驗,計算得出“批內重復系數”在2.53%~5.62%,“批間重復系數”在4.17%~5.89%,重復系數都小于10%,說明試劑盒的重復性良好。
嚴重發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒簡稱“新布尼亞病毒”,屬于布尼亞(Bunya)病毒科白蛉病毒屬[2]。病毒體呈球形,直徑80~100 nm,外有脂質包膜,表面有棘突。基因組包含3個單股負鏈RNA片段(L、M和S),L片段全長為6 368個核苷酸,包含單一讀碼框架編碼RNA依賴的RNA聚合酶;M片段全長為3 378個核苷酸,含有單一的讀碼框架,編碼1 073個氨基酸的糖蛋白前體;S片段是一個雙義RNA,基因組以雙向的方式編碼病毒核蛋白和非蛋白結構[10]。病毒基因組末端序列高度保守,與白蛉病毒屬其他病毒成員相同,可形成鍋柄狀結構[1]。
該病毒從2010年9月到2011年3月,在中國湖北、河南、山東、江蘇、安徽和遼寧等6個省份導致至少36名患者死亡。主要臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、消化道癥狀、血小板減少、白細胞減少、肝腎功能損害,部分患者有出血表現(xiàn)。該病主要發(fā)生在丘陵、山區(qū),患者以從事農業(yè)生產的成年農民為主,部分患者被蜱叮咬。流行期為4~10月,流行高峰為5~7月[11]。
到目前為止SFTSV的研究還處于起步階段,國內外對SFTSV的檢測主要包括兩方面:抗原檢測和抗體檢測。抗原檢測是通過電子顯微鏡和核酸測序;抗體檢測的方法主要有間接免疫熒光法(IFA),酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA),中和試驗。通常應用最為廣泛的是ELISA法,但是市場內并沒有商品化的SFTSV抗體或試劑盒,要對SFTSV進行檢測就必須經過繁復的試驗過程,且對儀器和檢測員的要求都很高。
該試驗使用重組蛋白NP作為包被抗原和酶標記抗原,建立了雙抗原夾心ELISA法,并對其反應條件進行優(yōu)化,在此基礎上研制出ELISA試劑盒。通過對試劑盒的檢測表明其特異性良好,未于布尼亞其他病毒發(fā)生交叉反應,并且ELISA方法的成功建立克服了其他檢測法存在的缺點,該試劑盒的檢出率高,費用少,對儀器及檢驗員的要求不高,為試劑盒的推廣應用奠定了基礎。
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信息博覽
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2016-05-13)