模拟EB病毒感染机制的电化学生物传感器开发及其在多发性硬化症早期诊断中的应用

本研究针对Epstein-Barr病毒(EBV)感染与多发性硬化症(MS)的强关联性，开发了一种基于CD21-gp350相互作用机制的阻抗型生物传感器。土耳其穆拉 Sitki Kocman大学团队通过模拟EBV天然感染途径，将B细胞表面受体CD21固定于碳丝网印刷电极(cSPE)，利用电化学阻抗谱(EIS)检测gp350结合信号，实现5-100 ng/mL线性检测范围及0.0074 ng/mL超高灵敏度。该技术突破传统ELISA/PCR方法局限，为无症状EBV感染筛查及MS早期诊断提供新工具。

　　

在病毒学与神经免疫学的交叉领域，Epstein-Barr病毒(EBV)被世界卫生组织列为I类致癌物，近年更被证实与多发性硬化症(MS)存在惊人关联——感染EBV的个体罹患MS风险增加32倍。然而传统诊断技术面临严峻挑战：ELISA存在抗原-抗体交叉反应风险，PCR操作复杂易污染，而唾液抗体检测又耗时过长。这些技术瓶颈使得90%人群携带的EBV成为潜伏的健康威胁，尤其对儿童群体，初期感染症状隐匿难辨。

土耳其穆拉 Sitki Kocman大学化学系的Ulkü Anik团队另辟蹊径，从病毒入侵机制入手展开攻关。他们注意到EBV通过表面糖蛋白gp350与B细胞受体CD21的特异性结合实现感染，这种如同"锁钥配对"的分子机制为生物传感器设计提供了理想靶点。相关成果发表于《Scientific Reports》，展示了一种革命性的检测策略。

研究团队采用三步核心技术：1）碳丝网印刷电极(cSPE)表面通过EDC/NHS化学交联固定CD21受体；2）原子力显微镜(AFM)与扫描电镜(SEM)联用实现纳米级界面表征；3）电化学阻抗谱(EIS)监测gp350结合导致的电荷转移电阻(R_CT)变化。实验选用健康志愿者1:100稀释唾液作为真实样本矩阵。

表征与优化

通过SEM观察到CD21修饰后电极表面出现明亮斑点（图2B），AFM三维图像显示gp350结合形成特征性陨石坑状结构（图2H）。FTIR光谱证实CD21-BSA-gp350三元复合物中酰胺I带(1650 cm^-1)的位移，揭示蛋白质构象变化。温度优化实验表明37℃时静电相互作用最强（图4），30分钟即达结合饱和（图5）。

性能验证

传感器展现0.007-0.022 ng/mL的超低检测限（图6），较同类技术提升1个数量级（表1）。在含流感病毒H3N2等干扰物的唾液中仍保持95.38%回收率（图8）。稳定性测试显示一个月后信号保留103%，cSPE的双层电容(C_dl)从3.93μF逐层递减至0.074μF，印证界面修饰成功（图3）。

这项研究开创性地将病毒入侵机制转化为诊断工具，其意义远超技术本身：

1. 诊断革新：突破抗体检测的"时间窗口期"限制，直接捕捉病毒-宿主相互作用

2. 临床价值：为MS等EBV相关疾病提供预警系统，尤其适用于症状前儿童筛查

3. 技术拓展：建立的"受体-配体"传感范式可迁移至HIV、SARS-CoV-2等包膜病毒检测

正如作者强调，当前1:100的唾液稀释比虽非最优，但已证实基质兼容性。未来扩大样本量后，这种模拟自然感染路径的检测策略或将成为病毒诊断的新黄金标准。