A Novel Sandwich ELISA supports the Histoplasma capsulatum M antigen as a urinary biomarker for Histoplasmosis in immunocompromised patients
本研究开发并验证了一种针对重组组织胞靠梦孢菌(*Histoplasma capsulatum*)M抗原的新型夹心ELISA方法,该方法利用单克隆和多克隆抗体,在免疫功能低下患者组织胞靠梦孢菌非侵入性诊断中表现出高灵敏度、高特异性,并与商业检测方法具有96%的一致性。
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在传染病的世界里,有些真菌在变得无法挽回之前是隐形的。其中一种真菌就是组织胞果菌(Histoplasma capsulatum),这是一种存在于土壤中的微观生物,当其孢子被吸入肺部时,会引起一种被称为组织胞果菌病的严重疾病。对于大多数健康人来说,这种感染是轻微的或不被察觉的,但对于免疫系统较弱的人群——例如接受器官移植的患者或患有艾滋病(HIV)的人群——这种真菌会在体内扩散并变得致命。长期以来,医生面临的挑战是如何及早发现这种感染。传统方法依赖于在实验室中培养真菌,这个过程可能需要数周时间,或者寻找抗体(即身体的免疫防御机制)。然而,在免疫系统受抑制的患者中,身体往往无法产生足以被检测到的抗体,导致医生在疾病变得严重之前缺乏可靠的诊断手段。
为了解决这个问题,研究人员将注意力从身体的反应转向了真菌本身。具体而言,他们正在寻找真菌释放到尿液中的碎片,这些碎片被称为抗原。其中一种特定的真菌碎片,被称为 M 抗原,已显示出作为标记物的潜力,因为它无论在真菌生长的哪个阶段都存在。虽然目前已有用于检测这些标记物的商业化测试,但它们有时会漏诊,特别是在感染水平较低的患者身上。一支来自阿根廷的科学家团队致力于构建一种更灵敏的新型工具来寻找这种 M 抗原,希望创造出一种能更好地服务于最脆弱患者的测试方法。
研究人员首先创建了一种新型测试,称为夹心酶联免疫吸附测定法(sandwich ELISA)。想象一个三明治,其中的馅料是目标抗原,而两片面包则是旨在抓住它的特定抗体。为了构建这个测试,团队首先必须在实验室中制造 M 抗原。他们利用细菌生产了两个版本的蛋白质:一个全长版本和一个较小的片段。当他们尝试针对全长蛋白质在小鼠体内产生抗体时,动物产生的抗体非常少。然而,当他们使用较小的片段时,小鼠产生了强烈的反应,生成了能够特异性靶向该真菌的高水平抗体。随后,团队将这些小鼠的脾细胞与癌细胞融合,创建了被称为杂交瘤细胞的混合细胞,从而可以稳定供应这些特异性抗体。通过这一过程,他们分离出了五种能高效识别 M 抗原的不同抗体。
接下来,团队测试了这些抗体的不同组合,以观察哪一对最适合作为三明治测试中的“面包”。他们发现,使用一种抗体来捕捉抗原,并使用另一种抗体来进行检测,效果很好,但他们发现了一种更优的方法。通过将他们的一种新型单克隆抗体(一种精确的单一类型)与多克隆抗体(一种能识别抗原多个部分的混合物)进行配对,他们创造了一个极其擅长抓取目标的系统。这种组合使他们能够在极低水平下检测到 M 抗原,远低于他们之前的尝试或现有的某些商业化测试所能达到的水平。他们还证实了这些新抗体不会与其他类似的真菌发生反应,确保了测试不会因其他感染而产生误报。
为了验证这项新测试在真实人类身上的效果,研究人员将其应用于 157 名接受肾移植患者的尿液样本中。这些患者面临着真菌感染的高风险,但体内的真菌水平通常较低,因此难以诊断。这项新测试将 8 名患者鉴定为 M 抗原阳性。与一种广泛使用的商业化测试相比,新方法在 96% 的情况下与商业测试结果一致。然而,新测试发现的阳性病例比商业试剂盒更多。在几种商业测试显示为阴性的情况下,新测试显示为阳性,随后的进一步调查证实,这些患者确实感染了该疾病。这表明,新测试具有更高的灵敏度,即使在尿液中真菌含量极少的情况下也能发现疾病。
研究结论认为,这种新型夹心 ELISA 是一种稳健且具有前景的组织胞果菌病诊断工具。尽管研究人员指出,仍需通过更大规模的患者群体进行进一步测试以充分确认其准确性,但目前的实验结果令人鼓舞。通过成功地以高灵敏度识别 M 抗原且不与其它真菌混淆,该团队为一种非侵入性的诊断方法提供了强有力的概念验证。这一进展意味着,在未来,医生可能能够更早地检测到危险的真菌感染,从而为那些无法依靠自身免疫系统对抗疾病的患者提供更早期的治疗和更好的预后。
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