許四宏,王佑春
·生物診斷技術(shù)·
重大傳染病診斷技術(shù)
許四宏,王佑春
近年來,我國在突發(fā)傳染病,尤其是嚴(yán)重急性呼吸道綜合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)和甲型H1N1 流感等的防控經(jīng)驗顯示,診斷試劑在傳染病的預(yù)防和控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。這些診斷試劑從方法學(xué)上講,主要分為兩大類,即免疫學(xué)診斷和分子診斷。本文對這兩類診斷技術(shù)進行簡要綜述。
免疫學(xué)診斷技術(shù)一般是以抗原抗體特異性反應(yīng)為基礎(chǔ)的檢測技術(shù),主要包括酶聯(lián)免疫吸附實驗(ELISA)、免疫層析技術(shù)以及最近發(fā)展的以化學(xué)發(fā)光法、時間分辨熒光分析法等為代表的新型檢測技術(shù)。
1.1 酶聯(lián)免疫吸附實驗(ELISA)
1971 年,Engvall 和 Van Weemen 分別建立的酶聯(lián)免疫吸附實驗是經(jīng)典的免疫學(xué)診斷技術(shù),其基礎(chǔ)是抗原或抗體的固相化(包被)及抗原或抗體的酶標(biāo)記[1-2]。包被后的抗原或抗體保留免疫學(xué)活性,可與待測樣品中的抗體或抗原形成免疫復(fù)合物;酶標(biāo)記后的抗原或抗體可繼續(xù)與抗原抗體復(fù)合物進一步形成復(fù)合物,復(fù)合物中的酶可催化酶的底物發(fā)生顯色反應(yīng),其色度的深淺與待測樣品中受檢物質(zhì)的量成正比。
根據(jù)反應(yīng)中形成免疫復(fù)合物的種類,ELISA 可以分為4 類方法,即夾心法、間接法、捕獲法和競爭抑制法。夾心法包括雙抗原夾心法和雙抗體夾心法,包被物為抗原(或抗體),以酶[一般為辣根過氧化物酶(HRP)或堿性磷酸酶(AP)]標(biāo)記的抗原(或抗體)為酶結(jié)合物。間接法的包被物為抗原,以酶(一般為辣根過氧化物酶或堿性磷酸酶)標(biāo)記的二抗為酶結(jié)合物。捕獲法一般用于 IgM 抗體的檢測,包被物為抗人 IgM 抗體,用于捕獲待測樣品中特異性或非特異性的 IgM 抗體,酶結(jié)合物為酶標(biāo)記的針對特異性抗原的抗體。競爭抑制法是先將特異性抗原(或抗體)包被于微孔板,隨后分為兩組,一組僅加酶標(biāo)記的抗原(或抗體),另外一組則同時加入酶標(biāo)記的抗原(或抗體)和被測抗原(或抗體)的混合物,最后加入底物顯色,通過兩組底物顯色的差異判定是否為陽性。
目前,ELISA 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于重大傳染病的診斷,如雙抗原夾心法用于檢測 HIV 抗體、雙抗體夾心法檢測HBsAg、間接法用于檢測 HCV 抗體等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來,抗原抗體聯(lián)合檢測試劑也逐步在中國上市,比如國外 20 世紀(jì)末 21 世紀(jì)初研發(fā)成功的 HIV 抗原抗體聯(lián)合檢測試劑,就是利用雙抗原夾心法檢測 HIV 抗體的同時利用雙抗體夾心法檢測 HIV-1 p24 抗原,利用親和素-生物素放大系統(tǒng)(avidin-biotin system,ABS)[3]盡可能在不影響檢測 HIV 抗體性能的前提下,提高檢測 HIV-1 p24 抗原的靈敏度。我國目前僅 2 家企業(yè)獲得該種試劑的生產(chǎn)文號,還有至少 6 家企業(yè)正在申請注冊。
1.2 免疫層析診斷技術(shù)
免疫層析診斷技術(shù)是 20 世紀(jì) 90 年代興起的一種新型快速診斷技術(shù),其基礎(chǔ)是膠體金標(biāo)記技術(shù)、層析技術(shù)和抗原抗體特異性反應(yīng)。
1.2.1膠體金的標(biāo)記 膠體金溶液是直徑為 20 ~ 40 nm的金顆粒溶液,經(jīng)氯金酸還原制成,其中心的金原子顆粒周圍吸附了一層帶負(fù)電的 AuCl2-離子,由于靜電作用形成穩(wěn)定的膠體金溶液。膠體金的標(biāo)記一般可采用 3 種方式:①依賴于蛋白質(zhì)上賴氨酸較強的正電荷,通過靜電吸附結(jié)合于膠體金;②依賴于色氨酸的疏水作用與膠體金連接;③依賴于半胱氨酸的 –SH 與金表面以共用電子的形式形成共價鍵連接膠體金。
1.2.2硝酸纖維膜(NC 膜)層析技術(shù) NC 膜主要用于蛋白質(zhì)的包被,一般通過特定的噴膜儀完成。經(jīng)表面活性劑處理后,NC 膜具有很好的親水性,待測血清從 NC 膜的一端加入后,在毛細作用下,能在數(shù)十秒之內(nèi)層析到 NC 膜的另一端,這種層析技術(shù)是膠體金快速診斷技術(shù)的基礎(chǔ)。
1.2.3免疫層析診斷技術(shù) 免疫層析診斷技術(shù)中,標(biāo)記的顆粒除了膠體金外,還包括膠體硒、乳膠顆粒、納米磁珠等。膠體硒的性質(zhì)與膠體金相似,可通過同樣的方法進行標(biāo)記。乳膠顆粒的標(biāo)記一般通過疏水作用或化學(xué)交聯(lián)的方法。
膠體金類免疫層析診斷試劑的優(yōu)點主要體現(xiàn)在:快速(一般 5 ~ 30 min 即可觀察到檢測結(jié)果)、操作簡單(不需要專業(yè)人員、實驗室以及儀器)、穩(wěn)定性好、成本低。其缺點是靈敏度低于 ELISA 試劑,使用范圍應(yīng)受到一定限制。
目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于傳染病的檢測,如常規(guī)的乙肝五項檢測項目、HCV抗體、HIV 抗體等檢測項目。2009 年,我國有多家企業(yè)研制成功甲型 H1N1 流感抗原膠體金試劑,可快速對甲流進行診斷,為我國甲流的預(yù)防和控制發(fā)揮了比較重要的作用。
1.3 新技術(shù)在免疫診斷中的應(yīng)用
近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,多項新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于免疫學(xué)診斷,其中以化學(xué)發(fā)光技術(shù)、時間分辨熒光分析法等為代表。
1.3.1化學(xué)發(fā)光技術(shù) 化學(xué)發(fā)光免疫分析法是 1977 年由Halmann 等[4]將高靈敏度的化學(xué)發(fā)光技術(shù)和抗原抗體的特異性反應(yīng)相結(jié)合而建立,與 ELISA 技術(shù)不同,該技術(shù)采用化學(xué)發(fā)光顯色系統(tǒng)。
依據(jù)標(biāo)記物的不同,化學(xué)發(fā)光免疫分析法可分為 3 種:①標(biāo)記物質(zhì)直接發(fā)光,一般以吖啶酯類衍生物標(biāo)記抗原或抗體,在過氧化氫和堿性條件下,產(chǎn)生高強度、低背景的閃光,但持續(xù)時間極短,因此對檢測儀器有較高的要求;②酶促發(fā)光,主要為辣根過氧化物酶催化魯米諾發(fā)光以及堿性磷酸酶催化 1, 2-環(huán)二氧乙烷金剛烷衍生物發(fā)光[5-6]。酶促發(fā)光產(chǎn)生的為輝光,持續(xù)時間較長,對檢測儀器的要求較低,比較易于廣泛推廣應(yīng)用;③電化學(xué)發(fā)光,一般以三聯(lián)吡啶釕作為標(biāo)記物,經(jīng)電激發(fā)釕產(chǎn)生閃光[7]。
化學(xué)發(fā)光分析法結(jié)合 ELISA 技術(shù)中的夾心法、間接法的試劑目前均有研發(fā)成功,應(yīng)用后兩類發(fā)光技術(shù)的試劑已經(jīng)在我國上市。我國有多家企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用 HRP/魯米諾酶促發(fā)光系統(tǒng)的乙肝 HBsAg、HCV 抗體、HIV 抗體試劑獲準(zhǔn)上市。應(yīng)用電化學(xué)發(fā)光系統(tǒng),法國生物梅里埃公司的 HIV 抗原抗體聯(lián)合檢測試劑 VIDAS HIV Duo、VIDAS HIV Ultro已在我國獲準(zhǔn)上市,羅氏診斷的 HIV 抗原抗體試劑已在我國獲得注冊。
1.3.2時間分辨熒光分析法 時間分辨免疫熒光分析法最早由芬蘭的 Wallac 公司建立,與 ELISA 試劑不同,其標(biāo)記物為 Eu3+標(biāo)記的抗原或抗體,在熒光增強液的作用下,抗原抗體復(fù)合物上結(jié)合的 Eu3+離子從免疫復(fù)合物解離,迅速與熒光增強液中的配體螯合并進入疏水內(nèi)核,使得半衰期較長的 Eu3+熒光得以成千萬倍的放大,從而產(chǎn)生高靈敏度的免疫分析。
目前我國蘇州新波生物技術(shù)公司和廣州達瑞公司均以時間分辨熒光免疫分析法技術(shù)為研發(fā)基礎(chǔ),已有多種傳染病診斷試劑,如 HBsAg、HCV 抗體、HIV 抗體試劑等獲準(zhǔn)上市。
早期的分子診斷技術(shù)是采用核酸雜交技術(shù)對目的核酸進行檢測。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,分子診斷技術(shù)越來越多地應(yīng)用于傳染病的臨床診斷,如運用多種擴增放大技術(shù),將低拷貝的靶序列成對數(shù)級放大擴增,同時采用比放射性探針更靈敏的非放射性檢測系統(tǒng)(如電化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)、實時熒光系統(tǒng)等),大大提高了核酸檢測的敏感性,并減少了放射性物質(zhì)的使用。當(dāng)前應(yīng)用的分子診斷技術(shù)主要包括 3 種類型,即靶擴增、探針擴增和信號擴增,但是目前我國市面上的分子診斷試劑主要應(yīng)用技術(shù)僅包括靶擴增和信號擴增,因此本文僅對該兩項技術(shù)的應(yīng)用進行綜述。
2.1 靶擴增
于 1983 年建立的 DNA 聚合酶鏈反應(yīng)(ploymerase chain reaction,PCR)是分子診斷技術(shù)的基礎(chǔ)[8]。隨后研究者們開發(fā)出了多種核酸擴增技術(shù),其主要區(qū)別在于擴增條件、擴增酶的類型及是否需要溫度變化循環(huán)等方面,不同方法的擴增時間也存在很大差異。靶擴增技術(shù)主要包括 DNA聚合酶鏈反應(yīng)、以轉(zhuǎn)錄為基礎(chǔ)的擴增以及環(huán)介導(dǎo)的等溫擴增。
2.1.1DNA聚合酶鏈反應(yīng) 該技術(shù)是利用耐熱的 DNA聚合酶及與靶序列上某區(qū)域上下游的兩條寡核苷酸引物(序列長度一般為 15 ~ 30 bp)對該靶序列進行擴增。其反應(yīng)一般包括 25 ~ 35 個循環(huán),每個循環(huán)包括 3 個溫度階段,分別完成變性、退火和延伸功能。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的實時熒光PCR(RT-PCR)技術(shù),即是以 RNA 為靶,先采用逆轉(zhuǎn)錄酶將 RNA 逆轉(zhuǎn)錄為 cDNA 鏈,然后以該 cDNA 為模板進行 PCR 擴增。
PCR 結(jié)束后,可以采用多種不同的檢測技術(shù)對擴增的靶序列進行檢測。早期的檢測技術(shù)是采用類似于 ELISA 式的方法進行檢測,如 Roche 公司的 COBAS Amplicor HIV-1 monitor test 和 COBAS HBV monitor test 試劑,該類試劑在兩條 PCR 引物的 5' 末端均標(biāo)記有生物素,利用具有逆轉(zhuǎn)錄和 DNA 聚合酶活性的重組 DNA 聚合酶(rTth Taq酶)經(jīng) PCR 擴增后,以親和素標(biāo)記的 HRP 催化四甲基聯(lián)苯胺(TMB)顯色,最后通過設(shè)定的公式計算出標(biāo)本中所含 HBV DNA 或 HIV-1 RNA 的數(shù)量。
隨著 RT-PCR 技術(shù)的發(fā)展,已有多家企業(yè)開發(fā)完成RT-PCR 試劑。其基本原理是:設(shè)計合成一條能與 PCR 產(chǎn)物雜交的寡核苷酸探針,該探針的 5' 端標(biāo)記熒光報告基團,3' 端標(biāo)記熒光淬滅基團;在兩者距離很近且在同一寡核苷酸探針上時,3' 端淬滅基團吸收 5' 端熒光報告基團的熒光,因而檢測不到 5' 端熒光報告基團發(fā)出的熒光;但當(dāng)溶液中存在 PCR 產(chǎn)物(模板)時,該探針與模板退火,產(chǎn)生適合于核酸外切酶活性的底物,Taq 酶則利用 5' → 3' 核酸外切酶活性,將探針 5' 端的熒光報告基團從探針上切割下來,破壞了兩個熒光分子間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescence resonance energy transfer,F(xiàn)RET),從而發(fā)出熒光,隨 PCR 的反復(fù)進行,PCR 產(chǎn)物成倍累積,熒光探針也成倍被水解,熒光信號強度的增加將進入指數(shù)增長期,因此,根據(jù) PCR 反應(yīng)液的熒光強度即可計算出初始模板的數(shù)量。目前實時熒光 PCR(RT-PCR)試劑主要包括:Roche公司的 Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HIV-1 test version 1.0 和 version 2.0、Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HBV test version 1.0 和 version 2.0、Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HCV test version 1.0 和 version 2.0;Abbott 公司的RealTime HIV-1 assay、RealTime HBV assay、RealTime HCV assay 等,這些試劑均采用自動化的樣品處理平臺以處理待測樣品提取核酸,大大減少人工操作可能帶來的誤差,同時大大節(jié)省了人工,提高了試劑的通量。
近年來,HBV/HCV/HIV-1 核酸聯(lián)合篩查試劑是一個研究熱點,多家企業(yè)研發(fā)成功基于實時熒光PCR(RT-PCR)的定性篩查試劑。我國該類試劑主要包括: HBV/HCV/HIV分別單管擴增的試劑(上??迫A生物工程股份有限公司和中山達安公司)和一管聯(lián)合擴增多色熒光 PCR 試劑(上海浩源生物科技有限公司)。
2.1.2以轉(zhuǎn)錄為基礎(chǔ)的擴增 以轉(zhuǎn)錄為基礎(chǔ)的擴增(transcription-based amplification system,TAS)技術(shù)使用逆轉(zhuǎn)錄酶合成 cDNA,同時使用 RNA 聚合酶合成 RNA。其基本原理為:設(shè)計 A、B 兩條引物,引物 A 的 3' 末端與待擴增的 RNA 靶區(qū)互補,其 5' 端含有 T7 RNA 聚合酶的啟動子;逆轉(zhuǎn)錄酶以 A 引物為起點合成 cDNA;引物 B與此 cDNA 的 3' 端互補合成 cDNA 第二鏈;逆轉(zhuǎn)錄酶除具有逆轉(zhuǎn)錄活性外,還有 DNA 聚合酶的活性及 RNase H的活性;T7 RNA 聚合酶又以此雙鏈 DNA 為模板,轉(zhuǎn)錄出與待擴增 RNA 一樣的 RNA,這些 RNA 又可作為下輪RNA 擴增反應(yīng)的模板。T7 RNA 聚合酶的催化效率很高,理論上一個模板可轉(zhuǎn)錄 10 ~ 103個 RNA 拷貝,因而反應(yīng)液中待檢 RNA 的數(shù)量以 10 的指數(shù)方式擴增。
目前利用該技術(shù)的試劑主要包括生物梅里埃公司的以NASBA 技術(shù)為基礎(chǔ)的NucliSENS HIV-1 QT 和 NucliSENS easyQ HIV-1 試劑以及 GeneProbe 公司的以 TMA 技術(shù)為基礎(chǔ)的 HBV/HCV/HIV-1 檢測試劑,兩者進行核酸擴增的不同之處主要在于逆轉(zhuǎn)錄酶,NASBA 技術(shù)采用 AMV 逆轉(zhuǎn)錄酶,而 TMA 試劑采用莫洛尼鼠白血病病毒(MMLV)逆轉(zhuǎn)錄酶。
NucliSENS HIV-1 QT 試劑采用硅膠提取核酸,運用NASBA 技術(shù)進行擴增,同時利用電化學(xué)發(fā)光技術(shù)進行終點檢測。檢測時,HIV-1 RNA 和內(nèi)標(biāo)采用不同的探針進行雜交,擴增產(chǎn)物和金屬釕標(biāo)記的探針形成的雜交復(fù)合體磁珠被電極所捕獲,引發(fā)電化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。探針發(fā)出的光與擴增產(chǎn)物的數(shù)量成比例,所產(chǎn)生的光的量直接代表著反應(yīng)物中釕的量,其動力范圍至少為 6 個數(shù)量級。
NucliSENS easyQ HIV-1 試劑則是采用磁性硅顆粒提取核酸,運用 NASBA技術(shù)進行擴增,同時運用靶特異的分子信標(biāo)進行實時檢測。檢測時,采用兩個不同的分子信標(biāo),分別針對 HIV-1 RNA 的擴增子和內(nèi)標(biāo) RNA Calibrator 的擴增子,兩者均為包含一段可特異結(jié)合 HIV-1 RNA 或內(nèi)標(biāo)RNA Calibrator 序列的 DNA 寡核苷酸。兩個分子信標(biāo)5' 端分別連接兩個不同的熒光基團,3' 端均連接淬滅基團。當(dāng)靶 RNA 互補鏈不存在時,分子信標(biāo)維持內(nèi)部發(fā)夾結(jié)構(gòu),使淬滅基團處于非常接近熒光素的位置,熒光信號被淬滅。當(dāng)分子信標(biāo)與靶序列互補結(jié)合,發(fā)夾結(jié)構(gòu)打開并釋放熒光信號,系統(tǒng)結(jié)果報告為存在靶序列[9-10]。熒光信號的動力學(xué)分析可以顯示 HIV-1 RNA 和內(nèi)標(biāo)物 RNA 的轉(zhuǎn)錄速率,因此可以計算出樣本中 HIV-1 RNA 數(shù)量[11-14]。目前 NucliSENS easyQ HIV-1 試劑在我國注冊的共有兩個版本,v1.1 版本和v2.0 版本,v2.0 版本改進了試劑的引物,以增加對不同基因型 HIV-1 RNA 的包容性[15]。
采用 TMA 技術(shù)的試劑主要包括諾華公司申請注冊的HBV/HCV/HIV-1 檢測試劑(Ultra 試劑)。該試劑核酸提取采用結(jié)合有特異的寡核苷酸的磁珠,檢測時,采用的是雙動力學(xué)化學(xué)發(fā)光檢測。通過在擴增產(chǎn)物中加入與 RNA 擴增子互補的 AE 分子標(biāo)記的探針(內(nèi)標(biāo)特異性探針標(biāo)記的為閃光發(fā)光分子 Ortho-flroro-AE,病毒特異性探針標(biāo)記的為輝光發(fā)光分子 1-methyl-AE),60 ℃ 孵育可使探針與可能存在的病毒和內(nèi)標(biāo)擴增子進行雜交,形成雙鏈分子。由于兩種AE 分子具有不同的發(fā)光特性,閃光型分子在發(fā)光試劑的作用下,會迅速發(fā)出相對強烈的光,延續(xù)時間很短(毫秒級)光強度會很快下降;而輝光性分子在發(fā)光試劑作用下,卻可以緩慢發(fā)出一定強度的光,持續(xù)時間較長(秒級),利用化學(xué)發(fā)光檢測儀,在樣品加入發(fā)光試劑后對樣品管的發(fā)光情況進行連續(xù)檢測(50 次/2 秒),可以繪制光強度曲線,通過軟件對數(shù)據(jù)進行處理,可以對內(nèi)標(biāo)的結(jié)果及是否存在病毒核酸進行判斷。
2.1.3環(huán)介導(dǎo)的等溫擴增 環(huán)介導(dǎo)的等溫擴增(loopmediated isothermal amplification,LAMP)是由日本學(xué)者Notomi 等[16]于 2000 年開發(fā)的一種新型核酸擴增技術(shù),根據(jù)針對不同靶序列設(shè)計的兩對特殊的內(nèi)、外引物,即正向內(nèi)側(cè)引物(forward inner primer,F(xiàn)IP)、正向外側(cè)引物(forward outer primer,F(xiàn)3)、反向內(nèi)側(cè)引物(backward inner primer,BIP)、反向外側(cè)引物(backward inner primer,B3),特異性識別靶序列上的 6 個獨立區(qū)域,利用鏈置換 DNA 聚合酶(Bst DNA 聚合酶),在 60 ~ 65 ℃ 溫度范圍啟動循環(huán)鏈置換反應(yīng),內(nèi)引物雜交在目標(biāo) DNA 區(qū),啟動互補鏈合成,導(dǎo)致啞鈴狀 DNA 產(chǎn)生,這種結(jié)構(gòu)很快以自身為模板,進行 DNA 合成延伸,形成莖-環(huán) DNA 結(jié)構(gòu),然后以此結(jié)構(gòu)作為 LAMP 循環(huán)的起始結(jié)構(gòu)。由于內(nèi)引物雜交在莖-環(huán)的環(huán)上,引物鏈置換合成的 DNA 產(chǎn)生一個有缺口的莖-環(huán) DNA中間媒介,在莖上附有目標(biāo)序列。再通過外引物,在莖的末端形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),結(jié)果在同一鏈上互補序列周而復(fù)始形成有很多環(huán)的花椰菜結(jié)構(gòu)的莖-環(huán) DNA 混合物(圖1),從而在較短時間內(nèi)實現(xiàn)對核酸的大量有效擴增,形成明顯的白色焦磷酸鎂沉淀,可通過對濁度的觀察或加入熒光染料,直接通過肉眼觀察顏色變化判定反應(yīng)結(jié)果。該技術(shù)具有高特異性、高效性、快速、簡便、易檢測等特點,已廣泛應(yīng)用于細菌、病毒、寄生蟲等病原體的檢測研究。2009 年甲型 H1N1 流感流行時,國內(nèi)有個別企業(yè)即運用該技術(shù)研制成功H1N1 核酸診斷試劑。目前國內(nèi)也有部分企業(yè)運用該技術(shù)研制開發(fā)一些病原體分子診斷試劑,如結(jié)核桿菌、HBV 等。
圖1 LAMP技術(shù)原理
2.2 信號擴增
該技術(shù)通過將 Sandwich 雜交技術(shù)和信號擴增技術(shù)偶聯(lián)來檢測液態(tài)介質(zhì)中的 RNA 或 DNA。典型的信號擴增技術(shù)主要為 Branched DNA(bDNA)技術(shù),其核心是由若干組相關(guān)聯(lián)的人工合成寡脫氧核苷酸組成的探針系統(tǒng)。第一組探針稱為 5' 端標(biāo)記生物素的捕獲探針,可與已預(yù)先包被在介質(zhì)(如微孔板、瓊脂糖珠)上的親和素特異結(jié)合。第二組探針 3' 端一段序列與捕獲探針互補,其余序列與病毒基因組上不同區(qū)域互補。第三組探針與第二組相似,在雜交過程中,一端與靶分子特異結(jié)合,另一端則與放大探針互補。放大探針(即分枝鏈探針)的一級結(jié)構(gòu)呈釵狀或疏狀,在釵柄(即主鏈的一端)連接了 45 根由 18 個寡核苷酸組成的分枝鏈,主鏈的其余部分則是可與第三組探針互補的序列。第五組探針與第四組探針的分支鏈互補,另一端用 AP 修飾。通過 AP 酶促化學(xué)發(fā)光的原理進行信號檢測,以發(fā)光信號的強弱判定待測標(biāo)本中病毒基因組含量,發(fā)光信號經(jīng)系列探針逐級放大,敏感度比 AP 直接加底物顯色后的 OD 值大大提高。bDNA 技術(shù)的核心和關(guān)鍵是探針,其制備是一個比較復(fù)雜的過程。
目前應(yīng)用 bDNA 技術(shù),已經(jīng)上市的試劑主要有西門子公司 HIV-1 bDNA 3.0試劑。
綜上所述,重大傳染病病原體的診斷技術(shù)發(fā)展很快,不斷有新方法以及新技術(shù)應(yīng)用于病原體的診斷,而且目前的發(fā)展趨勢是將幾種方法優(yōu)化后整合到一種診斷試劑中,使試劑的敏感性以及特異性明顯增強。尤其近幾年新發(fā)或突發(fā)傳染病不斷爆發(fā),對診斷試劑簡便、快速、準(zhǔn)確的要求,又進一步促進了診斷技術(shù)的發(fā)展。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及實際需求的提高,現(xiàn)有的診斷技術(shù)也將會不斷地改進和提高,以滿足實際需要。
[1] Engvall E, Perlman P. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Quantitative assay of immunoglobulin G. Immunochemistry, 1971, 8(9):871-874.
[2] Van Weemen BK, Schuurs AH. Immunoassay using antigen-enzyme conjugates. FEBS Lett, 1971, 15(3):232-236.
[3] Guesdon JL, Ternynck T, Avrameas S. The use of avidin-biotin interaction in immunoenzymatic techniques. J Histochem Cytochem, 1979, 27(8):1131-1139.
[4] Halmann M, Velan B, Sery T. Rapid identification and quantitation of small numbers of microorganisms by a chemiluminescent immunoreaction. Appl Envir Microbiol, 1977, 34(5):473-477.
[5] Vidziunaité R, Mikulskis P, Kulys J. Chemiluminescent immunoassay (CLIA) for the detection of brucellosis and tularaemia antigens. J Biolumin Chemilumin, 1995, 10(4):199-203.
[6] Bronstein I, McGrath P. Chemiluminescence lights up. Nature, 1989, 338(6216):599-600.
[7] Richter MM. Electrochemiluminescence (ECL). Chem Rev, 2004, 104(6):3003-3036.
[8] Bartlett JM, Stirling D. A short history of the polymerase chain reaction. Methods Mol Biol, 2003, 226:3-6.
[9] Tyagi S, Kramer FR. Molecular beacons: Probes that fluoresce upon hybridization. Nat Biotechnol, 1996, 14(3):303-308.
[10] Tyagi S, Bratu DP, Kramer FR. Multicolor molecular beacons for allele discrimination. Nat Biotechnol, 1998, 16(1):49-53.
[11] van Beuningen R, Marras SA, Kramer FR, et al. Development of a high throughput detection system for HIV-1 using real-time NASBA based on molecular beacons. SPIE Int Soc Opt Eng, 2001, 4264: 66-72.
[12] Stevens W, Wiggill T, Horsfield P, et al. Evaluation of the NucliSens EasyQ assay in HIV-1-infected individuals in South Africa. J Virol Methods, 2005, 124(1-2):105-110.
[13] de Mendoza C, Koppelman M, Montès B, et al. Multicenter evaluation of the NucliSENS EasyQ HIV-1 v1.1 assay for the quantitative detection of HIV-1 RNA in plasma. J Virol Methods, 2005, 127(1): 54-59.
[14] Yao J, Liu Z, Ko LS, et al. Quantitative detection of HIV-1 RNA using NucliSens EasyQ HIV-1 assay. J Virol Methods, 2005, 129(1):40-46.
[15] van Deursen P, Oosterlaken T, Andre P, et al. Measuring human immunodeficiency virus type 1 RNA loads in dried blood spot specimens using NucliSENS EasyQ HIV-1 v2.0. J Clin Virol, 2010, 47(2):120-125.
[16] Notomi T, Okayama H, Masubuchi H, et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acids Res, 2000, 28(12):E63.
10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2011.06.005
“艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治”科技重大專項(2009ZX10004-801)
100050 北京,中國食品藥品檢定研究院
王佑春,Email:wangyc@nifdc.org.cn
2011-11-14