王澤洲,吳俊清,章健,吳冠英,陳弟詩(shī),賀冬梅
(1.四川省動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,四川 成都 610041;2.成都微瑞生物科技有限公司,四川 成都 611731)
由于H7N9亞型禽流感對(duì)人具有傳染性和致死率,可能對(duì)公共衛(wèi)生安全和社會(huì)穩(wěn)定造成較大的危害和影響,因此對(duì)該病的早期診斷、監(jiān)測(cè)非常重要。本研究應(yīng)用鑭系元素作熒光標(biāo)記物,研制了一種既簡(jiǎn)單方便、快捷,又準(zhǔn)確、特異、敏感的禽流感高敏熒光免疫分析快速檢測(cè)試劑盒(LFICA)?,F(xiàn)將初步研究結(jié)果報(bào)告如下:
1.1 材料禽流感(AI)通用型單抗,禽流感H7亞型單抗,羊抗兔IgG抗體、兔IgG抗體,H9、H7、H5、H3亞型禽流感抗原,新城疫(ND)抗原和雞傳染性支氣管炎(IB)抗原等,雞泄殖腔和咽喉拭子樣品由相關(guān)合作單位提供。吸水紙、樣品墊、硝酸纖維素膜,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC),N-羥基琥珀酰亞胺,切條機(jī)、點(diǎn)膜與噴金膜機(jī),鑭系熒光納米微球和熒光儀,其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。制備包被膜、抗體標(biāo)記微球、雙抗體夾心法建立等,均參照說(shuō)明書(shū)或按照相關(guān)要求操作。
1.2 熒光免疫分析試紙條的組裝在濕度小于30%,溫度20~25℃的環(huán)境下,把吸水紙、標(biāo)記物墊和樣品墊按順序粘貼在聚氯乙烯底板上形成微反應(yīng)體系,然后將其切割成0.5 cm寬,即成試紙條(圖1),將試紙條裝入卡殼中制成檢測(cè)卡,裝入鋁箔袋封存?zhèn)溆谩?/p>
圖1 鑭系熒光免疫層析法結(jié)構(gòu)示意圖
1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線以標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性抗原和陰性樣本建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。相關(guān)陽(yáng)性抗原和陰性樣本由本單位提供。
1.4 特異性試驗(yàn)選取H9、H7、H5、H3亞型禽流感抗原、新城疫抗原等陽(yáng)性樣品,稀釋40倍,應(yīng)用禽流感高敏熒光免疫分析試紙條檢測(cè),同時(shí)設(shè)空白和陰性對(duì)照,以確定該方法是否發(fā)生交叉反應(yīng)。
1.5 敏感性試驗(yàn)將H9、H7、H5、H3標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性抗原進(jìn)行1∶40、1∶80、1∶160、1∶320、1∶640、1∶1 280、1∶2 560、1∶5 120、1:10 240倍比稀釋,每個(gè)稀釋度平行做4個(gè)重復(fù),分別用建立的通用型和H7亞型AI-LFICA試劑盒檢測(cè),判斷抗原檢出滴度。
1.6 重復(fù)性試驗(yàn)在相同條件下,選取8份AIV抗原含量不同的樣本,每份樣本平行做10個(gè)重復(fù),分別用組裝的通用型和H7亞型AI-LFICA試劑盒檢測(cè)(批號(hào)為20180613),同時(shí)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
1.7 比較試驗(yàn)用同一份樣本同時(shí)進(jìn)行HA、Bionote試紙條、熒光RT-PCR和AI-LFICA檢測(cè),并對(duì)結(jié)果作比較,計(jì)算AI-LFICA相對(duì)于其他試劑盒的符合率、敏感性和特異性。
1.8 試劑盒的組裝及保存期試驗(yàn)AI-LFICA試劑盒由熒光檢測(cè)儀、檢測(cè)卡、連接線組成。試劑盒置4℃保存(37℃),于保存后不同時(shí)間,按照AI-LFICA各個(gè)優(yōu)化條件,對(duì)AIV陽(yáng)性和陰性參考樣品進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
1.9 試劑盒應(yīng)用試驗(yàn)取100份雞咽喉拭子樣品,用通用型AI-LFICA試劑盒和RT-PCR同時(shí)檢測(cè),比較結(jié)果。
2.1 測(cè)定條件選擇
2.1.1 標(biāo)記量的選擇把標(biāo)記好的質(zhì)量比(抗體/微球)不同的熒光微球稀釋相同倍數(shù),組裝成檢測(cè)卡,在檢測(cè)卡加樣孔中分別加入80μL參考樣本,室溫下層析15 min,檢測(cè),考察并驗(yàn)證不同標(biāo)記量對(duì)標(biāo)記結(jié)果的影響。結(jié)果表明,隨標(biāo)記抗體濃度的增加,各濃度點(diǎn)的結(jié)合率呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì),當(dāng)抗體/微球的質(zhì)量比為1∶25時(shí)曲線有拐點(diǎn),以后漸平。因此,選擇標(biāo)記比例為1∶25的免疫微球進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
2.1.2 加樣量的選擇在其他條件一致的情況下,考察并驗(yàn)證樣本不同加樣量對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。在檢測(cè)卡加樣孔里分別加入50、60、70、80、90、100、110μL參考樣本,室溫下反應(yīng)15 min后檢測(cè)。結(jié)果表明,隨加樣量的增加,各濃度點(diǎn)的結(jié)合率均增加。當(dāng)樣本加樣量為80μL時(shí),繼續(xù)增加加樣量,結(jié)合率增加不明顯,認(rèn)為此時(shí)試紙條上的免疫反應(yīng)基本飽和。因此,后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇80μL為樣本加樣量。
2.1.3 檢測(cè)時(shí)間的選擇在檢測(cè)卡加樣孔中加入80μL參考樣本,室溫下免疫反應(yīng),分別在5、10、15、20、25、30 min時(shí)檢測(cè),考察不同檢測(cè)時(shí)間對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明,隨檢測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng),各濃度點(diǎn)的結(jié)合率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),在15 min時(shí)檢測(cè)能達(dá)到較高的結(jié)合率,而隨著檢測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng),各濃度點(diǎn)的結(jié)合率不再發(fā)生較大的變化,趨于平穩(wěn)或減少,說(shuō)明在15 min時(shí)試紙條上的雙抗體夾心吸附基本達(dá)到飽和。因此,本著快速簡(jiǎn)便的原則,選擇檢測(cè)時(shí)間為加樣后15 min。
2.2 檢測(cè)結(jié)果判讀加樣后,由于液體向前移動(dòng),先后與包被在T線和C線上的抗體形成復(fù)合物,這時(shí)試紙條經(jīng)熒光檢測(cè)設(shè)備掃描顯示出2條熒光帶。C線熒光掃描值基本一致,T線值隨加樣中抗原濃度的增加而升高。相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果以濃度為橫坐標(biāo),熒光值信號(hào)為縱坐標(biāo),經(jīng)對(duì)數(shù)函數(shù)數(shù)據(jù)處理程序擬合得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。當(dāng)樣本為陰性時(shí),AIV濃度很低或無(wú),T線熒光值很低或完全檢測(cè)不到;當(dāng)樣本為陽(yáng)性時(shí),AIV抗原濃度越高,T線熒光值也越高。無(wú)論是陽(yáng)性還是陰性結(jié)果,C線總能顯示熒光,如果C線沒(méi)有熒光顯現(xiàn),無(wú)論T線有無(wú),這時(shí)的結(jié)果均判為無(wú)效。
2.3 AI-LFICA試劑盒的方法學(xué)評(píng)估
2.3.1 特異性試驗(yàn)用AI-LFICA試劑盒分別檢測(cè)H9、H7、H5、H3亞型禽流感抗原,雞新城疫(ND)和雞傳染性支氣管炎(IB)陽(yáng)性抗原,結(jié)果(表1)表明,AI(通用)-LFICA與所有亞型禽流感抗原均有反應(yīng),AI(H7)-LFICA只與H7亞型有反應(yīng);禽流感通用型和H7亞型LFICA與ND、IB陽(yáng)性抗原均不發(fā)生交叉反應(yīng),顯示出很好的特異性。
表1 特異性試驗(yàn)結(jié)果
2.3.2 敏感性試驗(yàn)當(dāng)H7亞型抗原樣本稀釋至1 280倍時(shí),用AI(H7)-LFICA檢測(cè)仍為陽(yáng)性(見(jiàn) 表2)。用AI(通用)-LFICA檢測(cè)不同亞型陽(yáng)性抗原樣本時(shí),不同亞型的稀釋度不一樣,最高是H5可達(dá)到5120倍,最低是H3為640倍(見(jiàn)表3)。證明該方法敏感性很好。
表2 禽流感H7亞型敏感性試驗(yàn)結(jié)果
表3 禽流感通用型敏感性試驗(yàn)結(jié)果
2.3.3 重復(fù)性試驗(yàn)選擇不同濃度的8個(gè)H7陽(yáng)性樣本,用AI(H7)-LFICA檢測(cè)10次,得出批內(nèi)重復(fù)性試驗(yàn)的變異系數(shù)均小于10%;選取不同濃度的H9、H7、H5、H3陽(yáng)性樣本,用AI(通用)-LFICA分別檢測(cè)10次,得出批內(nèi)重復(fù)性試驗(yàn)的變異系數(shù)均小于10%。以上結(jié)果表明禽流感通用型和H7亞型LFICA試劑盒具有良好的重復(fù)性。
2.3.4 與HA、Bionote試紙條和熒光RT-PCR的比較試驗(yàn)同一份H9、H7、H5陽(yáng)性樣品,同時(shí)用AI-LFICA、HA、Bionote試紙條和熒光RT-PCR進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,用熒光RT-PCR檢測(cè)3種禽流感亞型的滴度達(dá)到或高于1∶40 960;AI-LFICA檢測(cè)滴度優(yōu)于HA,且檢測(cè)H7的滴度明顯優(yōu)于Bionote試紙條(表4)。
表4 比較試驗(yàn)結(jié)果
2.3.5 試劑盒保存期試驗(yàn)用一批試劑盒于37℃放置一周,每天檢測(cè),經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得出,用AI-LFICA試劑盒檢測(cè)陽(yáng)性樣品、陰性樣品、P/N值的變異系數(shù)均小于10%,表明該產(chǎn)品很穩(wěn)定。將該試劑盒放置于4℃,每月檢測(cè)一次,目前已放置180 d,檢測(cè)效果基本一致,說(shuō)明該診斷試劑盒穩(wěn)定有效,進(jìn)一步的穩(wěn)定性試驗(yàn)還在進(jìn)行中。
2.3.6 試劑盒應(yīng)用試驗(yàn)取100份雞咽喉拭子樣品,分別用通用型試劑盒和RT-PCR方法進(jìn)行檢測(cè),得出共同陽(yáng)性樣品數(shù)為2份,共同陰性樣品數(shù)為94份,由此得出兩種方法的符合率為96%。
3.1 禽流感抗原檢測(cè)方法中,中和試驗(yàn)是經(jīng)典方法,但由于涉及細(xì)胞繁殖、病毒培養(yǎng)、染色標(biāo)記等復(fù)雜操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和操作人員要求較高,加上檢測(cè)周期長(zhǎng),故很難在普通實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。ELISA和RT-PCR是禽流感病毒抗原檢測(cè)的主要方法,具有敏感性好和特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),但需要比較完備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,操作人員也得具有一定的專業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn),檢測(cè)一批樣品的整個(gè)流程至少需要2~4 h,對(duì)于基層獸醫(yī)站和一般實(shí)驗(yàn)室不適用。本試驗(yàn)建立的高敏熒光免疫分析方法(LFICA)是在時(shí)間分辨熒光免疫分析(TRFIA)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的一種超微量快速免疫檢測(cè)技術(shù),它集合了酶標(biāo)記技術(shù)、放射標(biāo)記技術(shù)和同位素標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性好,無(wú)污染,測(cè)定范圍寬,試劑盒壽命長(zhǎng),操作簡(jiǎn)單和非放射性等優(yōu)點(diǎn),已受到各領(lǐng)域科研工作者的關(guān)注。在人醫(yī)學(xué)界已有文獻(xiàn)報(bào)道,在獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域才起步,需要研究的內(nèi)容和范圍還很多【1-3]。
3.2 本研究所用的單克隆抗體是整個(gè)試驗(yàn)的關(guān)鍵,單克隆抗體的質(zhì)量、純度、表位情況等對(duì)抗原的檢測(cè)非常重要。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明,用熒光RT-PCR檢測(cè)3種亞型禽流感抗原的效果最好;AI-LFICA檢測(cè)滴度優(yōu)于HA,且檢測(cè)H7的滴度優(yōu)于Bionote試紙條,基本能滿足初篩需要。應(yīng)用單抗建立的LFICA試劑盒對(duì)不同亞型抗原的檢測(cè)滴度不同,這可能是由單抗的表位因素決定的,如果有多株單抗同時(shí)應(yīng)用,效果會(huì)更加理想。本研究建立的AI-LFICA與鄭騰等[4]和張險(xiǎn)朋等[5的研究結(jié)果一致。
3.3 本研究建立的AI-LFICA,既具有膠體金免疫層析法(GICA)簡(jiǎn)單、方便、適于基層的優(yōu)點(diǎn),又具有ELISA和RT-PCR方法敏感、特異、微量的優(yōu)點(diǎn),檢測(cè)時(shí)間從2~4 h縮短到十多分鐘,檢測(cè)不需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員,檢測(cè)設(shè)備小巧便于攜帶,尤其適用于基層獸醫(yī)部門(mén)、養(yǎng)殖場(chǎng)和技術(shù)服務(wù)人員使用。