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编号:10265224
一种用基因工程抗体快速检测HBsAg的方法
http://www.100md.com 《山西医科大学学报》 2000年第1期
     作者:陈宇萍 王琰 黄建萍 叶晓玲 化冰 刘群英 朱迎春

    单位:陈宇萍(海军总医院中心实验科 北京 100037);王琰(海军总医院中心实验科 北京 100037);黄建萍(海军总医院中心实验科 北京 100037);叶晓玲(解放军302医院检验科);化冰(海军总医院中心实验科 北京 100037);刘群英(海军总医院中心实验科 北京 100037);朱迎春(海军总医院中心实验科 北京 100037)

    关键词:抗体,双特异性;肝炎表面抗原,乙型;红细胞;凝集试验

    山西医科大学学报000105 摘要: 目的 用抗乙肝表面抗原(HBsAg)和抗红细胞(RBC)双特异Diabody,建立一种简便、快速、用全血检测血中 HBsAg 的方法。方法 用病人指血,耳血,抗凝全血,或残留未凝血细胞的非抗凝全血 20 μl 与 50 μl 双特异 Diabody 上清混合,分别在玻片和 96 孔 U 型板观察血细胞凝集。结果 实验的简便性和敏感性以玻片法为优。用凝集法与 ELISA 法平行检测病人 512 例,以 ELISA 法结果为标准,凝集法假阳性率 0%(n=347),假阴性率 2.4%(4/165)。自身红细胞凝集法检测 HBsAg 与 ELISA 方法符合率 97.6%。结论 本方法的优点是快速、简便。
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    中图分类号: R392.2 文献标识码: A

    文章编号: 1007-6611(2000)01-0011-03

    A rapid immunoassay for the detection of HBsAg with bispecific diabody

    Chen Yuping, Wang Yan, Huang Jianping, et al

    (Dept. of Central Laboratory, Navy General Hospital, Beijing 100037)

    Abstract: To develop a simple and rapid whole-blood immunoassay for detecting serum HBsAg,using an anti-HBsAg and anti-RBC bispecific diabody. 20 μl of finger prick, ear prick or heparinized blood was mixed with 50 μl bispecific diabody, and the autologous red blood cell(RBC) agglutination was monitored on slide or 96 well U shaped plate. Comparison of the two RBC agglutination methods showed that the slide assay was better than 96 well plate assay in simplicity and sensitivity, thus the former was used in the following experiments. The assay had a detection limit of at least 20 μg/L. Blood samples from 512 patients were tested using both auto-RBC agglutination assay and routine ELISA. No false positive results were found in 347 samples that were negative by ELISA. Among 165 ELISA positive samples, there were 4 false-negative(2.4%). The auto-RBC agglutination assay for HBsAg has an accordant rate of 97.6% with ELISA. Its advantages are speed and simplicity.
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    Key words: diabody bispicific; hepatitis B surface antigens; erythrocytes; agglutination tests

    双特异抗体可以特异地结合两种抗原,把不同的抗原或细胞桥连在一起,有着广泛的临床治疗或诊断应用前景。双特异抗体可用化学交连或杂交瘤方法获得,但方法较复杂,效果差。由于抗体制备困难,阻碍了临床应用。随着基因工程抗体研究的进展,1993年 Holliger 等通过缩短单链抗体(ScFv)Linker 的方法构建了 Diabody,并进一步构建了双特异 Diabody[1],此方法在细菌培养上清中即能获得双特异抗体,具有生产简便、稳定、高效、分子量小等优点。利用同样原理我们构建了抗 HBsAg 和抗 RBC 双特异性 Diabody,具有结合 HBsAg 和 RBC 的双重功能。免疫学方法检测血液中存在的抗原或抗体,历史上曾用过血凝方法,其方法是首先用抗原或抗体包被动物红细胞,然后检测血清中存在的相应抗体或抗原,由于步骤较复杂,血球不易保存,而且常有非特异血凝现象,因此目前很少用。本文介绍一种新的、利用抗 HBsAg 和 RBC 双特异 Diabody、通过病人自身红细胞的凝集来检测病人血中 HBsAg 的方法。
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    1 材料与方法

    1.1 材料 双特异 Diabody 表达载体为本室构建[2],所表达的双特异 Diabody 为异源双链分子,靠 VH 和 VL 之间的非共价键结合在一起,形成与 HBsAg 和人 RBC 结合的两个结合部位。HBsAg 为北医人民医院惠赠的血源纯化 HBsAg。抗 Myc 十肽单抗 9 E10 为本室保存。ELISA 检测 HBsAg 试剂盒购自华美生物工程公司,外周血标本来自本院门诊,解放军 302 医院检验科,山西省儿童医院,山西省肝胆病检查防治所。

    1.2 双特异 Diabody 的分泌型表达及获取:挑取含有双特异 Diabody 表达载体的 XL1-Blue 菌落,接种于含氨苄青霉素的 LB (1%蛋白胨,0.5%酵母提取物,1%氯化钠,pH 7.0)中,37 ℃振荡培养过夜,以含同样量抗菌素的 SB (3%蛋白胨,2%酵母提取物,1% MOPS,pH 7.0) 40 倍稀释后生长至 A600=0.2~0.4,加入 IPTG 至 1 mmol/L 诱导,30 ℃ 培养过夜离心收集上清,即含双特异 Diabody。
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    1.3 双特异 Diabody 的活性检测 ①抗 HBsAg 的活性:用 HBsAg 包被 ELISA 板,以 1% BSA 封闭非特异结合部位,37 ℃ 1 h,加待测上清 50 μl/孔,37 ℃ 1 h;以抗 Myc 十肽的 9E10 抗体作为二抗(原理见参考文献[1]),以 HRP-羊抗鼠 IgG 进行结合反应,以底物邻苯二胺显色。② 抗 RBC 活性:新鲜抗凝人红细胞,96 孔血凝板中每孔加待测上清 40 μl,人红细胞约 2×106,第二抗体 9E10 适量,混合后室温静置 1 h,观察 RBC 凝集结果。

    1.4 红细胞凝集实验

    1.4.1 96孔血凝板法 新鲜抗凝人红细胞,生理盐水1/60 稀释,96孔血凝板中每孔加双特异Diabody 培养上清 40 μl,稀释红细胞 40 μl,混均后室温静置 1 h,观察 RBC 凝集情况。

    1.4.2 玻片法 指血,耳血、新鲜抗凝人全血或残留血 20 μl 滴于玻片上,加双特异 Diabody 培养上清 50 μl,迅速混匀,1~2 min观察 RBC 凝集。
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    2 结果

    2.1 双特异 Diabody 检测 HBsAg 方法的建立 双特异 Diabody 可以同时结合 HBsAg 和RBC, 由于病人外周血中的 HBsAg 是多分子的聚合物,因此双特异 Diabody 可通过桥联作用使 HBsAg 和 RBC 形成凝集(见图1)。

    图1 红细胞凝集原理示意

    我们使用 96 孔板法和玻片法,在 HBsAg 和 HBsAb 均阴性的抗凝血中,加入含双特异性抗体的细菌培养上清,红细胞不发生凝集,若再加入一定量的 HBsAg,则发生明显的红细胞凝集。

    2.2 双特异 Diabody 的活性检测

    2.2.1 抗 HBsAg 活性 以抗 HBsAg 单链抗体培养上清作为阳性对照,ELISA 方法检测双特异 Diabody 的抗 HBsAg 活性,结果显示 pRB-HB 表达的 Diabody 具有与HBsAg结合的活性。
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    2.2.2 抗 RBC 活性 双特异性 Diabody 与红细胞结合为单价,借助抗 Myc 十肽的 9E10 单抗,显示 pRB-HB 分泌上清具有凝血作用,说明其具有抗 RBC 的功能。

    2.3 方法敏感性 将血源性 HBsAg,以一定比例稀释后,加入红细胞悬液中,人为制成含不同浓度 HBsAg 的阳性血,检验方法的敏感性。实验用两种方法,96 孔血凝板法和玻片法,并与酶联免疫方法平行进行。玻片法的敏感性低于酶联免疫方法,最低检测 HBsAg浓度约 20 μg/L,96 孔血凝板最低检测浓度为 60 μg/L,ELISA 最低检测浓度 2 μg/L。本实验中所用最高抗原浓度为 0.75 g/L,未见到前带现象。

    2.4 双特异 Diabody 的稳定性 实验用 ELISA 方法检测其抗 HBsAg 活性,分别放置抗体于 -20 ℃、4 ℃、室温、37 ℃。-20 ℃保存抗体反复冻融 10 次不影响活性;4 ℃ 很稳定,1 年抗体活性为 100%;室温加 NaN3 保存 1 月活性 94%;37 ℃ 7 d活性 99%。
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    2.5 临床病人的检测 实验共收集病人标本 512 份,分别用 ELISA (华美生物工程公司)、96 孔血凝板法及玻片凝血 3 种方法进行 HBsAg 检测,检测情况见表1。

    表1 临床标本采用不同方法检测 HBsAg 的结果 (例)

    96孔板凝集法

    玻片凝集法

    ELISA

    阳性

    146

    161

    165

    阴性
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    366

    351

    347

    96孔板凝集法敏感性较差,与 ELISA 检测符合率 88%;玻片血细胞凝集法检出 HBsAg 阳性病人 161 例,与 ELISA 检测符合率 97.6%,有 4 例 ELISA 检测弱阳性者 RBC 凝集呈阴性。ELISA 检测阴性者在 RBC 凝集实验中全部阴性,假阳性率 0%。不同来源的血标本,如指血、耳血、抗凝全血、或残留未凝血细胞的非抗凝全血,检测的敏感性及反应模式没有差异。

    3 讨论

    乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)引起的一种世界性疾病,据统计全球 HBV 携带者的总数超过 2.8 亿。我国是乙型肝炎的高发流行区,有 50%~70%的人群受过 HBV 感染,8%~10% 的人群为 HBsAg 阳性. HBsAg 在乙肝的早期诊断、指示预后与转归情况,帮助决定治疗方案,评价药物疗效等方面都有重要意义。开展普查,预防乙肝的传播,HBsAg 的快速,简便的检测是非常重要的。
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    自1959年开展放射免疫学检测技术以来,免疫诊断方法在不断革新,后来出现了酶联免疫技术,虽经改进,这些方法步骤仍较多,而且要多步洗涤,需要有贵重仪器。由于这些原因,以后以出现了颗粒凝集实验,将抗原或抗体吸附于乳胶颗粒或其它类似颗粒上,检测血中抗体或抗原,但此方法需先离心去除血中细胞成分,因此限于实验室应用。凝血实验曾一度被血清学和免疫学检测应用,其方法是先用抗原或抗体包被动物红细胞,然后,检测相应的抗体或抗原,步骤复杂,而且常用非特异凝血发生,因此目前很少用。

    1988年Kemp等将人工合成的 HIV-1 短肽抗原与抗 RBC 抗体连接建立了简便快速检测 HIV 抗体阳性的血凝试验[3],其后他们又用 DNA 重组技术构建了抗体-短肽融合蛋白,用于 HIV 抗体的快速血凝检测[4],开创了用双特异抗体桥联的方法快速检测血中抗体的方法。我们尝试用类似原理构建双特异性 Diabody 检测抗原,在本文中将抗 RBC 和抗 HBsAg 构建成双特异 Diabody, 证实可通过血凝试验检测 HBsAg,其优点是仅采取病人 1 滴血,通过自身 RBC 凝集,检测血中 HBsAg 抗原,方法快速,只需 1~2 min;简便易读,不需用任何仪器,对于没有条件地区或野外操作均适用;本方法不需抽静脉血,对于儿童的检测更为便利;抗体从细菌培养上清中获得,制备简单,成本低。此方法的成功,为建立新型快速简便的方法检测血中抗原提供了线索。如传染性疾病、免疫性疾病、代谢性疾病等。只要血中有特异抗原存在,均可制备对此抗原和红细胞的双特异抗体,利用红细胞凝集实验检测血中抗原。
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    本实验比较了两种血凝方法,其中玻片法在敏感性,简便性,及快速性等方面均优于 96 孔微量板法。血凝方法的敏感性低于 ELISA 方法。在 HBsAg 浓度 20 μg/L 时可观察到明显的红细胞凝集,若有经验则实验的敏感性可提高到约 10 μg/L 水平。目前正在进行提高本方法敏感性的研究。

    作者简介: 陈宇萍,女,1962年8月生,博士,副研究员

    参考文献:

    [1] Holliger P,Prospero T, Winter G. "Diabody":small bivalent and bispecific antibody fragments[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1993, 90: 6444~6448.

    [2] 陈宇萍,王琰,化冰,等.抗 HBsAg 和抗红细胞双特异 Diabody 的构建及表达[J].中华微生物学和免疫学杂志,1998,18 (6):482~485.
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    [3] Kemp BE, Rylatt DB, Peter G, et al. Autologous red cell agglutination assay for HIV-1 antibody:simplified test with whole blood[J]. Science ,1998, 241, 1352~1354.

    [4] Lilley GG, Olan D, Hillyard CJ, et al. Recombinant single-chain antibody peptide conjugates expressed in Escherichia coli for the rapid diagnosis of HIV[J]. J Immunol methods. 1994,171: 211~226.

    [收稿日期: 1999-06-07], 百拇医药