编辑推荐:
这篇文章聚焦戊型肝炎 D(HDV)诊断难题。研究基于 HDV 八基因型共通序列开发重组抗原(DTH10.1),以此构建酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫层析试验(ICT)及多重 ICT。这些检测方法对 HDV 各基因型检测灵敏度和特异性高,为 HDV 诊断提供了新方向。
戊型肝炎 D 病毒(HDV)概述
戊型肝炎 D 是由 HDV 引起的传染病,HDV 是一种卫星 RNA 病毒,依赖乙肝病毒(HBV)才能形成病毒包膜并进入肝细胞。全球约 1200 万人受 HDV 影响,不同地区患病率差异大,在部分 HBV 阳性患者中患病率可高达 50% 。HDV 分为 8 个基因型(HDV-1 至 HDV-8),感染可分为 HDV 超感染(慢性乙肝患者感染 HDV)和同时共感染。HDV/HBV 感染导致肝炎进展更快,患肝癌和肝硬化的风险更高,部分患者在感染后几年内就会出现肝硬化。
慢性乙肝感染以血浆中持续检测到 HBV 表面抗原(HBsAg)为特征,HBsAg 检测是乙肝筛查的重要手段,但检测灵敏度受病毒基因型、亚型及基因组重组影响,低水平 HBsAg 可能检测不到。对于 HBsAg 阳性患者,HDV 诊断依赖血清学和分子检测,但 HDV 感染常被漏诊。世界卫生组织(WHO)新指南建议对慢性乙肝患者进行普遍的 HDV 抗体检测,并采用两步双反射检测方案。
目前 HDV 诊断常用的酶联免疫吸附试验(ELISA)或化学发光免疫分析(CLIA)需要复杂实验室设施和专业人员操作,在中低收入国家难以普及。免疫层析试验(ICT)更适合现场检测,具有易运输、操作简便、结果快速等优点,但需要对所有 HDV 基因型都有高灵敏度。
材料与方法
- 人血清样本:样本分为三个面板。面板 1 用于测试原型开发,包含健康受试者、HBsAg 阳性者、HDV 阳性者等样本,部分样本用于交叉反应测试。面板 2 用于验证测试原型,随机选取,包含不同类型肝炎样本和健康供体样本。面板 3 来自法国国家戊型肝炎三角洲参考中心,包含多种肝炎样本,HDV 阳性样本进行了基因分型。
- 重组蛋白 DTH10.1 的表达与纯化:通过对 GenBank 数据库中覆盖 8 个 HDV 基因型的 47 个 HDAg 序列进行全长比对,生成共通序列,编码重组蛋白 DTH10.1。将其序列插入载体,转化大肠杆菌 BL21 (DE3) 细胞表达,用亲和层析纯化,并用多种方法进行分析鉴定。
- DTH10.1 ELISA:用 DTH10.1 抗原包被聚苯乙烯板,加入血清样本反应,通过一系列检测步骤,以吸光度判断结果。设置临界值,计算反应指数(RI)确定样本是否阳性。通过加速稳定性试验预测试剂盒保质期。
- ICT:将相关成分固定在膜上制备免疫层析试验条。用 DTH10.1-SUMO 开发检测抗 HDV IgG 的 ICT,优化蛋白与金纳米颗粒(AuNP)的结合。设计多重 ICT,同时检测抗 HDV IgG 和 HBsAg,评估其分析灵敏度。
- 统计分析:使用 GraphPad Prism 8.0 进行统计分析,计算灵敏度、特异性、准确性、受试者工作特征曲线(ROC)等指标,通过多种检验比较数据,用 kappa 指数评估测试间的一致性。
结果
- 工程化 DTH10.1 蛋白:比对得到的 DTH10.1 蛋白分子量约 19.9kDa,与 SUMO 标签融合后得到 DTH10.1-SUMO,分子量约 33kDa。两种蛋白均为可溶性表达,纯化后经 SDS-PAGE 和 Western blot 分析确认,LC-MS/MS 分析显示蛋白覆盖度良好。
- DTH10.1 ELISA:确定最佳包被蛋白量为 100ng / 孔,该 ELISA 对 189 个样本检测,灵敏度为 90.6%(95% CI:84.2% - 94.5%),特异性为 100.0%(95% CI:94.2% - 100.0%),准确性为 93.65%(95% CI:89.2% - 96.3%)。与商业试剂盒对比,部分样本结果存在差异。该 ELISA 对其他肝炎样本无交叉反应,加速稳定性试验表明试剂盒在冷藏条件下至少稳定 18 个月。
- 抗 HDV IgG 单免疫层析试验:用 DTH10.1-SUMO - AuNP 开发的 ICT,最初用 10μL 血清样本检测,灵敏度为 82.5%(95% CI:71.4% - 89.96%),特异性为 92.9%(95% CI:88.0% - 95.9%),准确性为 90.1%(95% CI:85.6% - 93.3%)。优化后的 ICT 用面板 2 样本检测,灵敏度提高到 91.3%(95% CI:85.0% - 95.1%),特异性为 99.3%(95% CI:95.2% - 99.96%),准确性为 95.4%(95% CI:92.1% - 97.4%)。
- 多重 ICT:抗 HDV IgG 和 HBsAg:多重 ICT 检测原理明确,不同感染情况样本在检测条上反应不同。最初用 10μL 样本检测,抗 HDV IgG 和 HBsAg 检测灵敏度分别为 84.1%(95% CI:73.2% - 91.1%)和 84.1%(95% CI:78.1% - 88.7%)。增加样本量到 50μL 后,抗 HDV IgG 灵敏度提高到 95.2%(95% CI:90.0% - 97.8%),HBsAg 检测灵敏度为 87.1%(95% CI:81.3% - 91.4%),特异性均较高。多重 ICT 对 HBsAg 分析灵敏度为 5IU/mL。
- ICT 对 8 种 HDV 基因型样本的评估:用面板 3 样本评估,ELISA、抗 HDV IgG ICT 和多重 ICT 对不同 HDV 基因型样本检测灵敏度均较高。ELISA 灵敏度为 98.7%(95% CI:93.0% - 99.9%),抗 HDV IgG ICT 灵敏度为 92.4%(95% CI:84.4% - 96.5%),多重 ICT(抗 HDV IgG 检测)灵敏度为 96.2%(95% CI:89.3% - 99.0%)。三种测试对 HDV RNA 阳性样本灵敏度均为 100%。同时,三种测试对其他病毒性和非病毒性肝炎样本存在一定交叉反应。
讨论
HDV 诊断存在不足,市场上缺乏批准的商业检测试剂盒。本研究开发的重组蛋白 DTH10.1 包含潜在 B 细胞表位和保守抗原决定簇,基于此构建的检测方法有重要意义。
DTH10.1 在 ELISA 中表现良好,但部分样本检测结果与商业试剂盒有差异,可能是检测时间不同导致抗体滴度变化或初始诊断错误。抗 HDV IgG ICT 最初灵敏度较低,且缺乏同类对比测试。多重 ICT 增加样本量后性能提升,分析灵敏度符合 WHO 标准,在偏远流行地区有应用潜力。
开发的 ELISA 与市场上其他血清学检测方法相当,可适应不同实验室条件,且成本较低。虽然检测存在一些交叉反应,但 ICT 可调整优化,且常用于初步筛查,后续可用其他方法确认。总体而言,基于 DTH10.1 的检测方法对 HDV 各基因型检测准确性高,为 HDV 诊断提供了新选择,虽有待优化,但在 HDV 血清学诊断和大规模流行病学调查方面有重要价值。