荧光抗体技术助力肺炎链球菌检测与研究：快速诊断与超微结构新发现

研究人员为解决肺炎链球菌传统诊断难题，开展荧光抗体检测及超微结构分析研究，发现 Spn-FLUO 检测快速灵敏，肺炎链球菌在痰液中多聚集成团，对诊断和研究有重要意义。

　　肺炎，这个听起来并不陌生的疾病，每年都在全球范围内 “肆虐”，给人们的健康带来极大威胁。其中，肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae，Spn）引发的肺炎，更是社区获得性肺炎（Community-acquired pneumonia，CAP）的常见类型，每年导致超过百万人死亡。

目前，肺炎链球菌肺炎的诊断面临诸多挑战。传统的诊断方法，如痰液培养，不仅敏感性差，而且往往需要至少 24 小时才能出结果，这对于急需治疗的患者来说，无疑是在与时间赛跑时的巨大阻碍。尿液抗原检测虽然速度较快，但敏感性和特异性都存在局限。而像肺炎多重聚合酶链反应（mPCR）面板这类先进的分子检测方法，虽然在检测呼吸道病原体方面表现出色，具有较高的特异性和较短的周转时间，但它们需要大量的资源、专业的设备以及经过高度培训的人员，这使得在一些资源有限的地区难以广泛应用。

在这样的背景下，为了攻克这些难题，来自美国密西西比大学医学中心（University of Mississippi Medical Center）等多个机构的研究人员，包括 Ana G. Jop Vidal、Meg Francis 等，开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Pneumonia》杂志上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，通过荧光标记针对肺炎链球菌荚膜的抗体（Spn-FLUO），用于后续的检测实验。在样本方面，使用了小鼠模型，包括肺炎链球菌鼻咽定植和疾病模型，以及人类的鼻咽标本、肺炎患者的痰液和支气管肺泡灌洗液等。借助共聚焦显微镜和 Imaris 软件，对肺炎链球菌的超微结构进行分析。同时，利用定量聚合酶链反应（qPCR）对细菌密度进行量化检测 。

下面来看具体的研究结果：

1. 体外评估荧光标记抗体检测肺炎链球菌的能力：研究发现，荧光标记抗体能够特异性地检测肺炎链球菌。比如，抗 S4-A488 或抗 S19-A555 抗体分别能在 5 分钟内特异性地对肺炎链球菌血清型 4 或 19F 进行染色。在体外培养的人咽细胞感染实验中，也能准确检测到相应的肺炎链球菌菌株。
2. 检测小鼠上呼吸道中的肺炎链球菌疫苗株血清型 19F：在小鼠鼻咽定植模型实验中，用抗 S19-A555 抗体和 Spn-FLUO 抗体检测接种了肺炎链球菌 EF3030（血清型 19F）的小鼠鼻咽组织，两种抗体在 72% 的标本中检测到了肺炎链球菌，且细菌密度≤7.1×103 cfu/organ 的鼻咽匀浆中未检测到肺炎链球菌 。
3. 在人类鼻咽标本中对肺炎链球菌进行表型和基因型鉴定：研究人员选取了 50 份儿童鼻咽标本，经检测，Spn-FLUO 检测肺炎链球菌的敏感性为 96%，特异性为 100%，最低检测限为 1.61×10? GenEq/ml。
4. 检测肺炎小鼠肺组织中的肺炎链球菌：在小鼠肺炎模型中，Spn-FLUO 在检测感染 TIGR4 菌株的小鼠肺组织中的肺炎链球菌时，表现出与细菌载量的强相关性，能有效检测出不同水平的肺炎链球菌。
5. 在肺炎患者临床标本中检测肺炎链球菌：对 27 例肺炎链球菌肺炎患者的临床标本检测显示，Spn-FLUO 的阳性符合率为 92.6%，能检测到细菌密度高达 7.29×10? GE/ml 的标本，最低检测限为 3.63×103 GE/ml 。
6. 肺炎链球菌在人类痰液中的超微结构研究：通过高分辨率 3D 共聚焦分析痰液标本，发现肺炎链球菌在痰液中以大聚集体形式存在，其平均面积为 1336 μm2，远大于链状或分散形式的肺炎链球菌。并且，GlcNAc/SA 信号未与肺炎链球菌聚集体共定位，而是包围着有荚膜的肺炎链球菌。

综合研究结果与讨论，这项研究具有重要意义。Spn-FLUO 检测方法从样本采集到最终诊断可在 30 分钟内完成，为肺炎链球菌肺炎的快速诊断提供了一种有价值的替代方法，尤其适用于一些死亡率高且抗生素耐药率低的情况。此外，该研究首次对肺炎患者新鲜咳出痰液中的肺炎链球菌超微结构进行了研究，发现的细菌聚集体可能是肺炎链球菌抵抗免疫反应和抗生素的一种形式，这为后续研究肺炎链球菌的致病机制和治疗策略提供了新的方向。不过，该研究也存在一定的局限性，例如 Spn-FLUO 只能识别有荚膜的肺炎链球菌，可能会影响对非荚膜菌株的检测，且未对 Spn-FLUO 针对肺炎链球菌阴性的人类痰液样本或健康受试者的特异性进行评估 。但总体而言，这项研究为肺炎链球菌肺炎的诊断和研究开辟了新的道路，具有重要的临床和科研价值。