为了提高基于POC的检测的灵敏度,正在研究一些新的疾病生物标志物、试剂(抗体)、功能化策略(标签等)、平台和传感器。本节概述了所采取的新方法,以及与此类研究从原始实验室的范围转移到传染病监测的「现实世界」有关的挑战。
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目前对新平台开发的研究
表1强调了一些基于抗体的新型传染病检测方法,这些方法在多个平台上以多种检测形式部署。尽管展示了新型转导平台的价值,但一些已发表的文献存在着次优的检测设计或次优的真实样品分析。基于生物传感器的平台需要与样品环境兼容,在这种环境下,它们需要具有高灵敏度、稳健性和较低的检测限。
此外,这种方法必须适用于资源缺乏地区的疾病监测。尽管这些技术解决了目前在传染病和寄生虫病诊断领域的技术挑战,但在开发高特异性抗体以纳入免疫学测试时,必须面对一些挑战。
表1 | 正在研究中的用于检测传染病的检测方法
[a] ND,未确定;CV,循环伏安法;DLS,动态光散射法;EID50,50%鸡蛋感染剂量;EIS,电化学阻抗光谱法;EMPAS,电磁压电声学传感器;FO,光纤;LFIA,侧向流动免疫测定法;MAPIA,多抗原打印免疫测定法。MEMS,微机电系统;NALIFA,核酸LIFA;PEMC,压电激发的 mM级悬臂;QCM,石英晶体微天平;RIfS,反射干扰光谱;SPEC,丝网印刷碳电极;TCID50,组织培养感染剂量中值。2
目前针对传染病病原体的抗体
抗体是理想的生物识别元素,因为它们对其认知的抗原具有精确的特异性和强大的亲和力。在传染病和寄生虫病的连续过程中,免疫学测试依赖于特异性抗体的发展,能够在多种基质中检测出待测物。由于这类感染的致病因素性质各异,针对病毒、细菌和真菌的抗体产生是一个重大挑战。
然而,由于致病因子及其传播途径的多样性,没有一种通用的方法可以应用于特定的抗体生成,而是将诊断标志物的发现和合理的抗体生成相结合的定制方法。使用知识驱动和集中的方法来提高针对关键标志物或表位的抗体,可以最大限度地提高开发高度特异性生物识别元素的几率,以纳入免疫测定。
在快速诊断测试(RDT)中识别甲型流感亚型是目前批准的测试的一个限制,也是提高目前系统的诊断灵敏度的一个考虑因素。因此,人们对实现亚型分类的方法产生了极大的兴趣。在这种情况下,改进的抗体试剂有可能改善超类型识别。
Linke和他的同事开发了一组单克隆抗体,这些抗体对各种甲型流感亚型具有特异性,提示了保守的表位和H5亚型。作者正确地指出,没有任何一种mAb单独足以检测H5N1病毒的几种分离物,但单克隆抗体组合的检测被应用于甲型流感的特定支系。这种方法适用于通过检测病毒上不同的表位与保守区域相结合的亚 ng级检测限(每0.1 ng/mLHA)来改进目前的检测方法[1]。
同样,Miyagawa和他的同事将他们开发的mAb配对与一个商业的A型流感特异性LFIA结合起来进行了三次测试。这提高了测试识别甲型流感和进一步区分H5亚型的能力[2]。
Masalova和合作者展示了对大流行性H1N1、禽流感分型和高致病性H5N1亚型鉴定具有广泛特异性的mAbs[3]。
Mizuike和同事研究了针对大流行性H1N1(H1N1 pdm)提出的抗体,这些抗体与流感病毒的季节性变体没有反应。使用这种方法与确认性RT-PCR相结合,灵敏度达到了85.5%,特异性高达100%[4]。
这种方法表明,在评估适用于提高致病性和季节性流感的RDT的特异性和灵敏度的各种形式的mAbs的多株和亚支系反应性方面作出了巨大努力。这种方法确定了新的宗族特异性表位、保守的病毒表位,并允许监测抗原变异,以便可能有效地预防大规模爆发。
对于疟疾检测,区分疟原虫种类、活体与死体感染以及寄生虫血症的性阶段的RDT[5]将有利于诊断,关键是指导采取的干预措施。主要的挑战似乎是在低水平的寄生虫血症领域。对感染的生命周期阶段的检查确定了许多关键目标,包括HRP2蛋白(恶性疟原虫)、寄生虫乳酸脱氢酶(pLDH,泛疟原虫属)和疟原虫醛缩酶(泛疟原虫属)。
因此,区分恶性疟原虫和其他物种并不是一项简单的工作。Piper和同事在一项有趣的详细研究中提出了一种彻底和严格的经验方法,以确定现有的pLDH抗体的组合在恶性疟原虫、泛特异性和疟疾寄生虫的鉴别诊断中如何表现。晶体结构研究表明,反应性的差异可能与pLDH表面的微小差异有关,其中细微的氨基酸变化是导致物种特异性的原因[6]。
此外,作者研究了与金胶体共轭的效果,但没有评估抗体亲和力,也许可以归因于共轭后的灵敏度差异或归因于扩散速率变化。对RDT格式的「最佳检测配对」的综合评估,结合开发特定的配对来识别(i)泛特异性疟疾感染,(ii)特异性恶性疟原虫和(iii)所有四种人类疟疾寄生虫(间日疟原虫、疟疾原虫和卵形疟原虫)的区分,使用建议的pLDH的诊断方法(算法)成功地应用于改善疟疾诊断[6]。
来源: 诊断科学
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