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布魯氏菌病(Brucellosis)由布魯菌(Brucella)侵入機體引起的一種以發(fā)熱為特征的人獸共患慢性傳染變態(tài)反應性疾病。該病在世界范圍內廣泛流行,每年新發(fā)病例超過50萬例[1],在我國近20年持續(xù)高發(fā),是對人類健康和畜牧業(yè)發(fā)展危害最嚴重的一種傳染病[2]。布魯氏菌病的診斷技術包括血清學檢測技術和病原學檢測技術。細菌學檢測雖是診斷布魯菌病的金標準,但存在培養(yǎng)周期長、檢出率低、實驗室生物安全等問題。血清學檢測布魯氏菌抗體技術使用廣泛、生物風險小、操作簡便,是現(xiàn)階段最常用的技術。目前我國實行的 WS269-2007《布魯氏菌病診斷標準》中適用的血清學檢測技術有虎紅平板凝集試驗(RBPT)、標準試管凝集試驗 (SAT)、補體結合試驗(CFT)等。但血清學檢測技術的敏感性和特異性,不同的研究方法有不同的結果[3-4]。SAT雖然是確診布病的標準檢測方法,但需要大量的試管凝集抗原和患者血清,尤其在流行病學調查中,對大量標本進行檢測時費時費力。微量凝集試驗是對試管凝集試驗的改良,具有微量、簡便、穩(wěn)定性和特異性好的特點。本研究建立一種可顯色的布魯氏菌病抗體微量凝集檢測方法(Microagglutination Test, MAT),可在96孔V型板上同時檢測24份標本,且結果易判讀,更適宜基層防疫人員現(xiàn)場檢測,最終為疫情處置提供強有力的技術支持。
1.1確診病例定義 根據(jù)我國《布魯氏菌病診斷標準》(WS269-2007):流行病學接觸史、臨床癥狀和 RBPT法陽性以及 SAT滴度為1∶100(++)及以上,滿足以上3項條件者確診為布病病人。
1.2主要試劑 布魯氏菌病RBPT抗原和SAT抗原由中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所提供。
1.3顯色微量凝集抗原制備 取常規(guī)試管法抗原用虎紅染料染色,然后用生理鹽水分別稀釋成1∶5、1∶10、1∶20備用。
1.4標準陽性血清效價測定 采用SAT按我國《布魯氏菌病診斷標準》(WS269-2007)方法操作,用標準陰性血清對照進行標準陽性血清標定,其結果應為1∶400。
1.5顯色微量凝集抗原最佳濃度的優(yōu)化 用33份布病病人陽性血清、1份標準陽性血清和1份陰性
血清按照常規(guī)SAT法,每份血清樣品分別加入1∶5、1∶10和1∶20抗原,混勻,加蓋,放入濕盒,置37 ℃溫箱,20 h取出,室溫靜置1 h觀察結果。
1.6結果判讀標準 常規(guī)SAT參照國標WS269-2007方法,以凝集程度為“++”為最終效價;微量SAT以V型管底不出現(xiàn)非常明顯紅點或極小紅點為陽性。
1.7統(tǒng)計方法 試驗結果使用Excel進行錄入, 對全部結果應用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行分析。兩種方法比較差異應用卡方檢驗,P>0.05表示兩種方法差異無統(tǒng)計學意義。
2.1微量凝集試驗 顯色結果第1~8孔血清濃度分別為1∶50,1∶100,1∶200,1∶400,1∶800,1∶1 600,1∶3 200和……1∶6 400,MAT以V型管底不出現(xiàn)非常明顯紅點或極小紅點為陽性,部分結果見下圖1。20和64為陰性結果;29、4、12、88、89和66為陽性結果(圖中用“+”表示),效價分別為1∶800、1∶400、1∶400、1∶200、1∶800和1∶100。
圖1 微量凝集試驗顯色結果Fig.1 Results of MAT(the part of samples)“+”means antibody positive titers
2.2抗原優(yōu)化結果 用33份陽性血清和3份陰性血清進行測試,當微量凝集抗原濃度為1∶10時,與SAT結果最吻合,見表1。
表1 MAT試驗抗原優(yōu)化結果Tab.1 Optimization of MAT antigen
2.3SAT和MAT結果一致性比較結果 對142個血清樣本同時做SAT和MAT,結果SAT檢測得到21份陰性樣本,22份可疑樣本(1∶50),99份陽性樣本(>1∶100)。MAT檢測得到30份陰性樣本、17份可疑樣本(1∶50)、95份陽性樣本(>1∶100)。如圖2所示,圖中數(shù)字對應橫縱坐標即為試驗結果(例如MAT結果與SAT結果均為1∶200陽性的樣品個數(shù)為12)這兩種試驗方法結果相同的占70.4%(100/142),位于對角線方格內,結果相差1個滴度的占28.6%(40/142),相差2個滴度的占1.4%(1/142)。兩種試驗方法相關系數(shù)為0.978。
注:此圖類似于橫縱坐標圖,圖中數(shù)據(jù)為樣本數(shù),對應的橫縱坐標分別為該樣本數(shù)對應的SAT結果與MAT結果,空格即代表樣本數(shù)為0
2.4MAT評價指標分析結果 以SAT為參照標準,MAT敏感度和特異度分別為分別為98.9%和92.3%;和常規(guī)試管凝集法相比,兩種方法符合率為96.5%。見表2。
表2 微量凝集試驗效果評價Tab.2 Evaluation indicators of MAT
2.5MAT和SAT兩種試驗方法統(tǒng)計學檢驗結果 用配對χ2檢驗,χ2=0.8,P>0.05,兩種方法不存在統(tǒng)計學差異,見表3。
表3 MAT與SAT兩種方法檢測血清陽性結果Tab.3 Statistical testing between MAT and SAT
動物布魯氏菌病診斷技術GB/T 18646-2018中,增加了試管凝集試驗中的微量法,目的就是為現(xiàn)場檢測人員提供一種操作簡易,判讀方便,成本低、通量高的一種免疫學檢測方法。目前,人布魯氏菌病診斷標準(WS269-2007)中還沒有微量凝集法,也沒有商品化的微量凝集抗原,本研究不僅可為臨床及公共衛(wèi)生部門診斷布病提供一種新方法,也可為今后修改人布魯氏菌病診斷標準提供數(shù)據(jù)。
本研究優(yōu)化了微量凝集試驗抗原濃度,最終確定為1∶10為最適濃度,與國內外文獻報道相符[5-8]。SAT和MAT兩種方法經(jīng)統(tǒng)計學檢驗差異無統(tǒng)計學意義,不符合的檢驗結果可能與操作誤差及肉眼判讀有關,還需大樣本量的驗證。此外,筆者還驗證了不同血清量對結果的影響,10 μL血清可以保證結果準確可靠,節(jié)省了樣本量。ELISA也可以對大樣本量檢測[6, 9-11],筆者實驗室目前也在對ELISA、SAT和MAT進行評價。
試驗結果真實性的評價指標為靈敏度和特異度,靈敏度越高反映該試驗發(fā)現(xiàn)病人的能力越強;特異度越高反映該試驗確定非病人的能力越強??煽啃栽u價指標是符合率和Kappa值,這兩個指標可以反映試驗判定的結果與標準診斷結果的一致性[12]。ROC曲線是評價檢驗試驗的一種全面、準確、有效的方法,曲線下面積反映了診斷試驗價值的大小,面積越大,越接近1.0,診斷的真實度越高。由表2可以看出,本實驗具有較高的靈敏度特異度符合率(接近100%),Kappa值與ROC曲線下面積接近1,真實性可靠性較好。目前部分國外學者對該方法的研究結果與本實驗室的研究結果相同,說明MAT可以替代現(xiàn)有的SAT。與SAT相比,MAT的優(yōu)點在于:1)省時省力:在進行大量標本檢測時,國家規(guī)定的試管凝集法顯得費時費力,操作時需要反復刷洗試管和吸管,占用大量的試管架和溫箱空間,且判定結果時需要一一對比,操作起來很不方便;2)準確性高:微量凝集試驗使用精密的微量移液器,避免了使用吸管所產(chǎn)生的誤差,使用一次性96孔V型板和吸頭,避免了由于試管和吸管洗刷不干凈產(chǎn)生的影響;3)成本低,結果易于判讀:由于使用的抗原(50 μL)和待檢血清(10 μL)都是微量,節(jié)省了標本和試劑,由于采用顯色的抗原,結果判讀一目了然;4)易于推廣:微量凝集法檢測所需的待檢血清樣品的量是試管法的1/10,因此采血量明顯減少,工作量也會減少;一次可以同時檢測24份標本,十分有利于獸醫(yī)和人醫(yī)在生產(chǎn)實踐中的推廣。
綜上所述,本研究建立了較為準確、可靠的布魯氏菌病微量凝集檢測方法,發(fā)展了布病的快速檢測技術,但因樣本量較少,仍需后續(xù)研究重復驗證,以期盡快應用于布病現(xiàn)場的快速檢測。
利益沖突:無