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念珠菌优势抗体检测方法的建立及临床诊断价值评估

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・1138・ 医学研究生学报2013年11月第26卷第11期J Med Postgra,Vol 26 . ! fIl er 论 著 (基础研究) 念珠菌优势抗体检测方法的建立及临床诊断价值 评估 马春芳,陆静芬,孔倩倩,韩丹丹,廖红,李芳秋 【摘要】 目的侵袭性念珠菌病(invasive candidiasis,IC)是免疫功能损伤或低下患者常见的感染和死亡原因,近年来检 测Ic患者血清中特异性抗体的血清学诊断方法成为研究热点。本文旨在建立检测念珠菌烯醇化酶(Enolase,Eno)、果糖二磷 酸醛羧酶(fructose—bisphosphate aldolase,Fba1)特异性抗体的ELISA方法,评估其在Ic早期诊断中的应用价值。 方法利 用基因重组技术获得的Eno、Fbal重组蛋白作为包被抗原,建立测定人血清相应抗体的ELISA,并对方法的敏感性、特异性进 行考查。 结果建立了检测Ic患者血清抗Eno、抗Fbal抗体的ELISA,cut—of值分别为吸光度(A)值0.370和0.610。 ELISA结果显示,Ic患者血清中的抗Eno、抗Fbal抗体水平明显高于健康对照和非Ic患者对照(P<0.001)。抗Eno和抗 Fbal对诊断IC的敏感性和特异性分别为72.3%(73/101)和98%(196/200),87.1%(88/101)和96%(192/200),联合检测可 提高敏感性至91.O%。且与细菌感染及其他真菌感染患者(如曲霉病)无交叉反应。IC患者中40.6%(41/101)可以在 培 养阳性前检测到抗Eno、49.5%(50/101)可以在血培养阳性前检测到抗Fbal。 结论 建立了检测抗Eno、抗Fbal抗体的 ELISA法,检测念珠菌菌丝相分泌蛋白IgG抗体特异性和灵敏度良好,在念珠菌感染诊断中具有潜在临床应用价值。 [关键词】念珠菌;烯醇化酶;果糖二磷酸醛羧酶;抗体;ELISA 【中图分类号】 R392.11 【文献标志码】 A 【文章编号】 1008—8199(2013)11-1138-04 Establishment of a novel serological test for dominant antibodies against Candida and assessment of its clinical diagnostic value MA Chun—fang,LU Jing—fen,KONG Qian—qian,HAN Dan-dan,LIAO Hong,LI Fang—qiu (JP Institute ofClinical Laboratory Medicine,Nanjing General Hospital ofNanifng Military Region,PLA,Nanjing 210002,Jiangsu,China) [Abstract] objective Invasive candidiasis(IC)is the major cause of morbidity and mortality in critically ill and immuno— compromised patients.Recent researches focus on the detection of speciifc antibodies for the serodiagnosis of IC.This study aimed to establish an ELISA—based method to detect IgG antibodies against enolase(Eno)and fructose—bisphosphate aldolase(Fba1),and as— sess its valHe in the early diagnosis of IC. Methods Using recombinant Eno and Fbal as coated antigens.we established an ELISA— based method to detect the levels of anti-Eno and anti-Fbal antibodies in the sera of IC patients.Then we determined the sensitivity and speciifcity of this assay. Results The cut.off values for the serum anti—Eno and anti—Fbal antibodies were set by receiver operat— ing characteristic curves(ROC)with A=0.370 for anti—Eno and A=0.610 for anti.Fbal in the new ELISA.The median absorbance values of the anti—Eno and anti—Fbal antibodies were signiicantlfy higher in the serum of the IC patients than in that of the healthy indi— viduals(P<0.()o1).The sensitivity and speciifcity of detection were 72.3%and 98%for anti—Eno and 87.1%and 96%for anti— Fbal antibodies.respectively.Combined detection of anti.Eno and anti.Fbal raised the sensitivity to 91%.Little crossreaction was found in patients with bacterial or other fungal infections.Positive antibody tests were shown in 40.6%(anti—Eno)and 49.5%(anti— Fba1)of the patients before positive blood cuhures. Conclusion An ELISA.based method for detecting antibodies against En0 and Fbal was successfully developed,which has a potential clinical application value in the diagnosis of IC. [Key words] Candida labicans;Enolase;Fructose—bisphosphate aldolase;Antibody;ELISA 基金项目:江苏省科技支撑计划一社会发展项目(BE2009673);南京军区 医学科技创新重点课题(10Z027) 作者单位:210002南京,南京军区南京总医院临床检验医学研 0引 言 究所[马春芳(医学硕士研究生)、陆静芬、孔倩倩、韩丹 丹、廖红、李芳秋] 通讯作者:李芳秋,E—mail:njlifq@163.con 广谱抗生素和免疫抑制剂的广泛应用,器官、骨 髓移植和导管留置操作的普遍性,使医院内侵袭性真 菌感染的发病率呈明显增多趋势 卜 ,其中以Ic 医学研究生学报2013年11月第26卷第11期J Med Postz,ra。Vo1.26,No.11。November.2013 ・1139・ 最常见 』,因其缺乏特异性的症状和体征,且传统的 检查方法敏感性低,使Ic早期诊断困难,预后较差。 血培养作为Ic诊断的金标准,假阴性率高达50%,且 需3~5 d才能得到结果 ;新的非培养非侵人性诊断 方法如G试验[检测真菌细胞壁(1-3).B.D.葡聚糖] 使诊断水平得到提高,但仍不够理想_5 J。因此需要发 展新的诊断指标以用于IC的血清学诊断。 念珠菌Eno和Fbal是菌丝相表达的免疫优势抗 原,菌丝体细胞质内含量丰富,只有侵袭性感染时才 会大量释放人血,并刺激机体产生抗体,检测患者血 清中抗Eno及抗Fbal可以区分侵袭性感染和单纯的 定植,为Ic的诊断尤其是早期诊断提供有力的依据。 在用基因工程技术获得重组蛋白的基础上 一 ,我们 建立了ELISA方法,检测Ic患者血清抗Eno、抗Fbal 抗体水平,初步评估其对Ic的早期诊断价值。 1材料与方法 1.1重组抗原Eno和Fba1的制备按照文献[6—7] 的方法制备。用TALON金属亲和层析柱重组蛋白, SDS.PAGE分析纯化效果,Bradford法进行蛋白质定量。 1.2患者及血清样本收集 IC诊断标准依据《重 症患者侵袭性真菌感染诊断与治疗指南》 。收集 2009年8月至2011年12月南京市多家医院,根据 血培养结果临床确诊为Ic的101例患者。每间隔 数日收集血清,选取自血培养阳性前1周至患者出 院为止的血清1015份。对照血清采集自健康体检 者200例,念珠菌定植者(仅痰培养阳性)50例,细 菌血症84例,确诊及临床诊断为烟曲霉感染者40 例。所有血清均保存于一80℃备用。 1.3 ELISA以重组白念珠菌Eno、Fbal为包被抗 原,用间接ELISA法测定IgG类特异抗体。用方阵 滴定法选择最佳反应条件。抗原用pH9.6,0.1 mol/L NaHCO 稀释,以100 irg/孔包被聚苯乙烯反应 板,4 cC过夜。次日PBS-T(含0.05%Tween20的 PBS)洗3次,每孔加封闭液(含5.0 g/L BSA、 0.2 g/L NaN3的包被液)100 l,37 oC 1 h。用PBS—T 洗5次,每次3min;将待测血清用含1%小牛血清的 PBS作1:500稀释,加入微孔反应板100 l/孔,各稀 释度均设复孔,37℃温育45 rain;同上洗涤;加入 HRP标记羊抗人IgC抗体(1:10000稀释),每孔100 ,37℃45 min;同上洗涤;加入底物液TMB—H202 显色,37℃15 rain,加终止液,于酶联仪(Bio—Rad Model 680型)上测450 nm波长吸光度(A)。 1.4统计学分析采用SPSS 18.0统计软件处理, 计数资料以例数和百分率表示,组间率的比较采用 )( 检验,P≤0.05为差异有统计学意义。绘制ROC 曲线,用曲线下面积(AUC)评估抗Eno、抗Fbal作 为诊断标志的效能。 2结 果 2.1 ELISA方法的建立 2.1.1 ELISA临界值确定 测定101例IC患者血 清和374例对照组血清(1:500稀释),用所得数据制 作ROC曲线。当A=0.370时,抗Eno特异性为 98%,敏感性最高为72.3%;A=0.610时,抗Fbal特 异性为96%,敏感性最高为87.1%,因此,分别选择 0.370和0.610作为抗Eno、抗Fbal的cut.off值。 SA检出 的强阳性IC患者血清进行阻断实验。稀释后的待 测血清中加入终浓度为2.5 I.Lg/ml的重组抗原, 37 qC温育1 h,再进行ELISA测定,抗Eno的4值从 1.410降低到0.099,降低93.O%,抗Fbal的A值可 降低85.3%,提示检测结果对抗原具有特异性。 抗Eno、抗Fbal测定结果101例IC患者的 中,73例(72.3%)检出抗Eno抗体,其A值的中位 数为0.682(25%~75%范围为0.522~0.849);而 健康对照和非Ic患者血清的 值的中位数分别为 Fbal抗体,其A值的中位数为1.156(25%~75% 范围为0.930~1.322);而健康对照和非Ic患者血 清的 值的中位数分别为0.316(0.235~0.410, P<0.001)和0.317(0.189~0.488,P<0.001),见 图l。各类念珠菌感染者抗体测定阳性率见表1。 定植者阳性率与IC患者比较,P<0.O1。白念珠菌 与非白念珠菌感染的IC患者抗Eno抗体阳性率分 别为84.0%(21/25)和68.4%(52/76)(x =2.28, P>0.05),白念珠菌与非白念珠菌感染的IC患者 抗Fbal抗体阳性率分别为92.0%(23/25)、85.5% (65/76)(x =1.28,P>0.05)。此外,比起单一检 测抗Eno、抗Fbal抗体,联合检测这2种抗体可将 敏感性提高至91.0%,特异性为90.6%,阳性预测 值为72.2%,阴性预测值为97.1%,与单项检测指 标相比,敏感性和阴性预测值更高。见表2。 2.3患者免疫状态对抗Eno、抗Fbal抗体测定的 影响测定不同免疫状态IC患者血清中的抗Eno、 抗Fbal抗体水平,结果显示,免疫功能正常(非粒 细胞缺乏)的IC患者抗Eno阳性率是76.7%,抗 Fbal阳性率为92.2%,而粒细胞减少的IC患者抗 Eno阳性率为36.4%,抗Fbal阳性率为45.5%,差 异有统计学意义(76.7% 36.4%,P=0.005; 92.2% 45.5%,P<0.001)。证明粒细胞减少严重 影响抗体检出率,见表3。 2.1.2 ELISA方法特异性考核 选择ELI2.20.188(0.156~0.277,P<0.001)和0.282(0.175— 0.368,P<0.001);88例Ic患者(87.1%)检出抗 医 究生学报2013年11月第26卷第11期J Med Postgra,Vo1.26,No.11,November。2013 ・l141・ 3讨 论 Eno和Fbal在白念珠菌菌丝体胞浆内含量丰 富,只有侵袭性感染时才大量释放入血并刺激机体 产生抗体。这2种蛋白已被鉴定为IC患者和动物 模型中的白念珠菌主要免疫优势抗原 J。为进一 步研究Eno、Fbal对Ic的诊断价值,在前期的实验 中,我们克隆表达了这2种重组蛋白。纯化的重组 Eno、Fbal蛋白可与Ic患者血清特异性结合,而与 健康对照血清无反应,说明这2种重组蛋白与Ic患 者血清有较好的免疫反应性 J。 在此基础之上,我们建立了间接ELISA法,来 检测血清中的抗Eno、抗Fbal水平。对方法学考查 及试用于临床患者检测结果证明,该方法的敏感性 及特异性均可满足临床实验室要求。以念珠菌血培 养作为金标准,各类念珠菌Ic患者抗Eno抗体检测 的总阳性率为72.3%(73/101),抗Fbal抗体检测 的总阳性率为87.1%(88/101),联合检测可将敏感 性提高至91.O%。虽然样本量尚不够大,但得到的 数据足以提示用ELISA测定抗Eno、抗Fbal IgG抗 体是Ic早期、快速病原学诊断的有效方法。 本次实验共收集101例IC患者,其中白念珠菌 感染仅25例,而非白念珠菌引起的感染76例。这 可能是由于近年来临床抗真菌治疗中氟康唑的普遍 使用使得白念珠菌比例下降,非白念珠菌感染率增 高¨ 。本研究结果表明,非白念珠菌引起的IC患 者中68.4%抗Eno抗体阳性,85.5%抗Fbal抗体 阳性,与白念珠菌感染的Ic患者的抗Eno抗体、抗 Fbal抗体阳性率比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。这表明利用重组蛋白Eno、Fbal建立的 ELISA法,也可用于非白念珠菌感染引起的Ic的辅 助诊断,扩大了本法的应用范围。但还有待于进一 步探索和制备型特异性抗原,建立相应的血清学分 型方法,用于念珠菌分型的诊断。 研究证明,对IC患者进行早期诊断能大大改善 其预后情况。Morrell等 1 发现,自首次阳性血培养 的血标本采集后开始计时,12 h内即给予抗真菌治 疗,患者的死亡率仅为11.1%;12 h后才开始抗真 菌治疗,患者的平均死亡率高达33.1%。本实验发 现,在101例Ic患者中有40.6%(41/101)的抗Eno 抗体、49.5%(50/101)的抗Fbal抗体阳性早于血 培养1~7 d(因为是回顾性研究,可收集到血培养阳 性前l一7d的血清),这就有利于IC患者的早期治 疗,降低Ic患者的病死率。 此外,我们还分析了患者免疫状态对抗Eno、 抗Fbal抗体测定的影响,研究表明粒细胞减少的Ic 患者,其抗Eno、抗Fbal抗体的阳性检出率明显低 于免疫功能正常的IC患者(P<0.05),这可能是因 为这类患者免疫功能严重受损,影响了有效地抗体 应答。粒细胞减少的IC患者中虽然仅有36.4% (4/11)检测出抗Eno抗体、45.5%(5/11)检测出抗 Fbal抗体,但这提示免疫抑制的Ic患者同样也可 以产生抗Eno、抗Fbal抗体,与Clancy等 和Lain 等 l 的研究相一致,进一步证明检测抗Eno、抗 Fbal抗体对Ic具有潜在的临床诊断价值。 总之,我们建立了检测抗Eno、抗Fbal抗体的 ELISA法,评估了该法的敏感性和特异性。结果显 示ELISA检测念珠菌菌丝相分泌蛋白IgG抗体特异 性和灵敏度良好,在念珠菌感染诊断中具有潜在临 床应用价值。 【参考文献】  il Gudlaugsson O,Gillespie S,Lee K,et a1.Attirbutable mortality of nosocomila candidemia,revisited[J].Clin Infect Dis,2003, 37(9):1172—1177. 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