基于特异性多抗的结核分枝杆菌抗原检测方法

xiaoxiao2021-3-2  147

基于特异性多抗的结核分枝杆菌抗原检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属临床免疫检测技术领域,涉及结核分枝杆菌特异性抗原的检测方法。
【背景技术】
[0002] 结核病(TuberculosisiTB)是一种古老的疾病。目前,由于缺乏有效的疫苗,缺乏 高特异性和敏感性诊断试剂及耐药性结核病的不断涌现等原因,该病仍然是全球公共卫生 的重大威胁。2014年世界卫生组织(World化alth化ganization,WH0)发布报告,在2012 年估计有860万新发病例,130万人死于结核病,其中有30万人为HIV阳性。我国TB发病 率为100万,仅次于印度,居世界第2位。所W TB的预防和控制在我国尤为重要。
[0003] 有效控制TB的障碍在于缺乏早期、准确的诊断方法。分枝杆菌培养是诊断的金 标准,但耗时长且相对昂贵;涂片镜检法检出率低;分子生物学检测技术对实验设备和操 作要求较高,易出现假阳性结果;特异性的细胞免疫检测,因在发展中国家人群中结核分枝 杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)的潜伏感染率高,不适合推广使用;临床症状 及胸部X光检查的结果不是特异性的,需要其他辅助诊断。再者,肺外结核、艾滋(Human Immunodeficiency Virus, HIV)合并感染的TB、婴幼儿感染的TB、菌阴TB的诊断对上述的 方法都是巨大的挑战。
[0004] 机体受到MTB感染后,体内首先出现的是MTB特异性抗原,TB抗原检测不受宿主免 疫功能状态的影响,可W作为MTB存在的直接证据,避免了由于结核菌的抗原性较弱、属间 和种间共同抗原决定簇的存在,W及TB患者免疫应答低下等原因导致的体液免疫检测或 细胞免疫检测的假阳性及假阴性问题;TB抗原检测为活动性肺结核的诊断提供了确定的 证据,提示可W立即启动抗结核治疗;TB抗原检测快速、操作方便,如果发展成床旁检测, 抗原检测方法可W将结核病的诊断扩展到远程卫生室甚至患者家庭;TB抗原检测可W 了 解待检样本中MTB抗原浓度与患者治疗前后的疾病状态之间的关系,从而有助于监测治疗 是否成功及治疗是否复发。因此MTB抗原定性定量的检测方法可能具有很高的应用价值。
[0005] 化学发光免疫分析(Qiemiluminescence Immunoassay, CLIA)是近年来继放射免 疫分析和酶免疫分析之后发展起来的一种高灵敏度的微量测定技术,具有高灵敏度、检测 范围广、操作简便快速等优点,作为放射性免疫分析、酶免疫分析的替代者,是当前最理想 的免疫分析方法。
[0006] 目前商业化结核分枝杆菌抗原检测试剂盒都是基于单一抗原的检测,仅检测一种 抗原,检测灵敏度较低,限制了抗原检测方法在临床中的应用,需要开发灵敏度更高的结核 分枝杆菌抗原检测方法。

【发明内容】

[0007] 先前检测抗原的研究都是针对单一抗原进行,本发明则采用融合抗原制备多克隆 抗体进行检测,可W同时检测Η种不同的抗原,较单一抗原相比可W提高敏感性。本发明提 供了双抗体夹必检测结核分枝杆菌特异性抗原的检测方法,包括W下步骤:
[0008] a 制备融合抗原 38邸-ESAT6-CFP10 ;
[000引 b使用a中制备的融合抗原38邸-ESAT6-CFP10巧[J备抗体;
[0010] C将b中制备的抗体包被板;
[0011] d向包被后的板中加入测试样品,使测试样品中的结核分枝杆菌抗原与所包被抗 体结合;
[001引 f丢弃板中液体;
[0013] g向板中加入经过标记的在b中制备的抗体,W检测样品中的结核分枝杆菌抗原。
[0014] 其中所制备的抗体为多克隆抗体,通过非人哺乳动物制备,包括兔、绵羊、山羊、 马、戰或豚鼠等。其中步骤g中的抗体用酶,辣根过氧化物酶或碱性磯酸酶,标记,或者用生 物素进行标记。其中所述样品是细菌培养上清、细菌裂解液、血清、血浆、姨、胸水、腹水或尿 液。
[0015] 本发明还提供了另一种检测结核分枝杆菌特异性抗原检测方法,包括W下步骤:
[0016] a 制备融合抗原 38邸-ESAT6-CFP10 ;
[0017] b使用a制备的融合抗原38邸-ESAT6-CFP10制备抗体;
[001引 C将b中制备的抗体包被板;
[0019] d向包被后的板中加入测试样品,使测试样品中的结核分枝杆菌抗原与包被抗体 结合;
[0020] f丢弃板中液体;
[0021] g向板中加入在b中制备的抗体,使其与板中的结核分枝杆菌抗原结合;
[0022] h再次弃去板中液体;
[0023] I加入经过标记的抗b中制备抗体来源物种的次级抗体,W检测样品中的结核分 枝杆菌抗原。
[0024] 其中所制备的抗体为多克隆抗体,通过非人哺乳动物制备,包括兔、绵羊、山羊、 马、戰或豚鼠等。其中步骤I中标记的次级抗体用酶,辣根过氧化物酶或碱性磯酸酶,标记, 或者用生物素进行标记。其中所述样品是细菌培养上清、细菌裂解液、血清、血浆、姨、胸水、 腹水或尿液。
【附图说明】
[0025] 图1显示结核分枝杆菌特异性抗原检测的标准曲线
[0026] 图2显示1、2、3、4、10号结核患者在不同治疗时间段血清中抗原浓度变化
[0027] 图3显示5、6号结核患者在不同治疗时间段血清中抗原浓度变化
[0028] 图4显示7、8、11号结核患者在不同治疗时间段血清中抗原浓度变化
[0029] 图5显示培养上清中的结核特异性抗原浓度分布 具体实施方案
[0030] 实施例1结核分枝杆菌特异性多克隆抗体的制备
[0031] 1. W结核分枝杆菌册7RV基因组序列为模板,通过基因工程手段,克隆融合蛋白 38邸-ESAT6-CFP10 基因,序列为沈Q ID NO 1。
[003引 2.将克隆基因转入表达载体,表达融合蛋白38邸-ESAT6-CFP10,序列为SEQ ID NO 2,通过凝胶电泳及测序进行分析。
[0033] 3.采用离子交换层析纯化技术,纯化表达融合蛋白。
[0034] 4.将纯化的融合蛋白采用标准的免疫程序免疫家兔,获得相应的多克隆抗体,并 通过辛酸-硫酸倭沉淀法纯化得到IgG。
[0035] 5.采用改良过贿酸钢法,用辣根过氧化物酶标记纯化的融合蛋白IgG。
[0036] 实施例2双抗体夹必结核分枝杆菌抗原化学发光定性定量检测方法的建立
[0037] 经方阵滴定,确定包被抗体浓度、酶标抗体浓度,并配备其他相关试剂,建立双抗 体夹必结核分枝杆菌抗原化学发光定性定量检测方法,具体步骤如下:
[0038] 1.包被;取多抗38邸-ESAT6-CFP10 W 2. 5 μ g/ml的浓度溶解于碳酸盐缓冲液中, W ?οομ 1/孔加入化学发光板中,4°C赔育16h W上;
[003引 2.洗板;用1 X PBS、PH7. 2~7. 4的缓冲液洗板2次;
[0040] 3.封闭;用封闭液W 100μ 1/孔加入化学发光板中,4°C赔育16h ;
[0041] 4.干燥;在温度18~26°C、湿度< 20%条件下干燥过夜。
[0042] 5.封袋;用铅巧袋抽真空封装包被板2~8Γ保存。
[0043] 6.加样;在96孔化学发光酶标板的包被孔中,每孔加入50μ 1样品处理液,然后 分别加入50 μ 1待测样品,37°C赔育60min〇
[0044] 7.洗板;用洗板机W洗涂液洗板5次,在吸水纸上拍干。
[004引 8.加酶:每孔中加入100 μ 1抗38邸-ESAT6-CFP10多克隆抗体酶结合物,37°C赔 育45分钟。
[004引 9.洗板;同步骤似。
[0047] 10.加底物海孔中先后加入化学发光底物液A、化学发光底物液B各50 μ 1,避光 显色< 5分钟。
[0048] 11.测定;显色反应后,使用化学发光检测仪检测发光信号值并记录。
[ 0049] 12. W阴性对照发光度(RLU)的平均值巧500为临界值(CUT OFF);待检样品的 化11值>临界值(CUT OF巧为阳性,待检样品化11值<临界值(CUT OF巧为阴性。
[0050] 实施例3标准曲线的建立
[0051] 1.将抗原标准品稀释为 0ng/ml、2. 5ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、40ng/ml、 80ng/ml,按实施例2的方法进行检测。
[0052] 2. W标准品浓度值的对数值为横坐标狂轴),W标准品发光强度值的对数值为纵 坐标灯轴),建立标准曲线,进行计算。
[0053] 3.检测结果表1所示:
[0054] 表1抗原标准品的检测
[00 巧]

[0056] 标准曲线为y = 0. 7917X+4. 607 (R2 = 0. 9998)(图1),同时得到抗原浓度的计算 方程式为y = 15583x+89992(R2 = 0. 9962)。可W看出,建立的结核分枝杆菌抗原化学发光 定性定量检测方法的检测范围大,精密度及准确性都比较高。
[0057] 实施例4接受治疗的结核患者血清中的抗原浓度测定
[0058] 按实施例2方法定量检测接受治疗的12例结核患者血清中的结核分枝杆菌特异 性抗原,结果如表2所示,数值为血清中结核分枝杆菌特异性抗原的浓度。
[0059] 表2接受治疗的结核患者在不同时间段血清中抗原浓度的变化
[0060]
[0061] 注表示检测得到的化学发光值低于cut-off值
[0062] 如上表,1、2、3、4、10号结核患者在接受治疗后15天开始,血清中的抗原浓度有大 幅的下降,随着治疗的进行,抗原浓度越来越低;5、6号结核患者在开始接受治疗时,血清 中的抗原浓度有较大幅度的下降,但到150天时,抗原浓度大幅升高,继续接受治疗到180 天时血清中的抗原浓度又开始下降;7、8、11号结核患者在接受治疗后,血清中的抗原浓度 出现一定程度的下降,同时伴随着治疗时间的延长,浓度在持续的下降;9、12号结核患者 在接受治疗15天一直到180天时,在血清中已经检测不到结核特异性抗原的存在。
[0063] 实施例5分枝杆菌培养上清中的抗原浓度检测
[0064] 按实施例2方法定性、定量检测结核分枝杆菌培养上清中的特异性抗原:在50份 培养阳性的上清中结核分枝杆菌特异性抗原的检出率为92% (46/50),对46例抗原检测呈 阳性的上清中抗原浓度进行计算,得到的特异性抗原的浓度范围为0. 79ng/ml~39. 9ng/ ml ;在59份分枝杆菌培养阴性的上清中,结核分枝杆菌特异性抗原的检出率为27. 11% (16/59),对16份抗原检测呈阳性的上清中的抗原浓度进行计算,得到特异性抗原的浓度 为 0. 75ng/ml ~23. 78ng/ml。
[0065] 实施例6与抗体联合检测的应用
[0066] 1.按实施例2方法定性检测151例结核病患者血清,与市售的商业抗体检测试剂 盒A进行联合检测,结果如表3所示:
[0067] 表3与商业化试剂盒A的检测结果
[0068]
[0069] 如上表,结核分枝杆菌抗原检测联合试剂盒A抗体检测,可将检出率从只使用试 剂盒A检测的48. 34 %提高到60. 93%。
[0070] 2.按实施例2方法定性检测151例结核病患者血清,与市售的商业抗体检测试剂 盒B进行联合检测,结果如表3所示:
[0071] 表3与商业化试剂盒B的检测结果
[0072]
[0073] 如上表,结核分枝杆菌抗原检测联合试剂盒B抗体检测,可将检出率从只使用试 剂盒B检测的59. 6 %提高到66. 89%。
[0074] 3.按实施例2方法定性检测151例结核病患者血清,与市售的商业抗体检测试剂 盒A和B进行联合检测,结果如表4所示:
[0075] 表4与商业化试剂盒A和B的检测结果
[0076]
[0077] 如上表,结核分枝杆菌抗原检测联合试剂盒A和B抗体检测,可将检出率从使用试 剂盒A和B (至少有一个为阳性)检测的68. 87%提高到76. 16%。
[0078] 通过W上实例,可W明确显示出本发明具有特异性强、灵敏度高,能定量检测待测 样本中的结核分枝杆菌特异性抗原,与抗体联合检测能提高检出率,而且没有产生任何污 染,对结核病的诊断及治疗疗效的监测具有一定的辅助作用。
【主权项】
1. 一种检测结核分枝杆菌抗原的方法,其特征在于包括下列步骤: a制备融合抗原38KD-ESAT6-CFP10 ; b使用a中制备的融合抗原38KD-ESAT6-CFP10制备抗体;c将b中制备的抗体包被板; d向包被后的板中加入测试样品,使测试样品中的结核分枝杆菌抗原与所包被抗体结 合; f丢弃板中液体; g向板中加入经过标记的在b中制备的抗体,以检测样品中的结核分枝杆菌抗原。2. 权利要求1的方法,其特征在于,所述抗体是多克隆抗体。3. 权利要求2的方法,其特征在于,所述多克隆抗体通过非人哺乳动物制备。4. 权利要求3的方法,其特征在于,所述非人哺乳动物是兔、绵羊、山羊、马、骡或豚鼠 等。5. 权利要求1或2的方法,其特征在于,所述g中的抗体用酶标记。6. 权利要求5的方法,其特征在于,所述酶是辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶。7. 权利要求6的方法,其特征在于,所述样品是细菌培养上清、细菌裂解液、血清、血 浆、痰、胸水、腹水或尿液。8. 权利要求1或2的方法,其特征在于,所述g中的抗体用生物素标记。9. 权利要求8的方法,其特征在于,所述样品是细菌培养上清、细菌裂解液、血清、血 浆、痰、胸水、腹水或尿液。10. -种检测结核分枝杆菌抗原的方法,其特征在于包括下列步骤: a制备融合抗原38KD-ESAT6-CFP10 ; b使用a制备的融合抗原38KD-ESAT6-CFP10制备抗体;c将b中制备的抗体包被板; d向包被后的板中加入测试样品,使测试样品中的结核分枝杆菌抗原与包被抗体结 合; f丢弃板中液体; g向板中加入在b中制备的抗体,使其与板中的结核分枝杆菌抗原结合;h再次弃去板中液体; I加入经过标记的抗b中制备抗体来源物种的次级抗体,以检测样品中的结核分枝杆 菌抗原。11. 权利要求10的方法,其特征在于,所述抗体是多克隆抗体。12. 权利要求11的方法,其特征在于,所述抗体通过非人哺乳动物制备。13. 权利要求12的方法,其特征在于,所述非人哺乳动物是兔、绵羊、山羊、马、骡或豚 鼠等。14. 权利要求10或11的方法,其特征在于,所述I中标记的次级抗体是用酶标记。15. 权利要求14的方法,其特征在于,所述酶是辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶。16. 权利要求15的方法,其特征在于,所述样品是细菌培养上清、细菌裂解液、血清、血 浆、痰、胸水、腹水或尿液。17. 权利要求10或11的方法,其特征在于,所述I中标记的次级抗体是用生物素标记。18.权利要求17的方法,其特征在于,所述样品是细菌培养上清、细菌裂解液、血清、血 浆、痰、胸水、腹水或尿液。
【专利摘要】本发明属临床免疫检测技术领域,涉及结核分枝杆菌抗原的检测方法。采用基因工程手段获得结核分枝杆菌特异性抗原38KD,ESAT6,CFP10融合表达所产生的融合蛋白38KD-ESAT6-CFP10。以上述抗原免疫动物所产生的免疫血清经纯化得到抗38KD-ESAT6-CFP10多克隆抗体,用于包被及检测。建立双抗体夹心结核分枝杆菌抗原检测方法。该方法优势在于灵敏度高、特异性强,能定量检测待测样本中的结核分枝杆菌特异性抗原,同时与抗体联合检测能提高阳性检出率。
【IPC分类】G01N33/569
【公开号】CN105486860
【申请号】CN201410524707
【发明人】冯晓燕, 张贺秋, 戴振华, 修冰水, 杨锡琴
【申请人】中国人民解放军军事医学科学院基础医学研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年10月9日

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