吳忠華,秦秀英,羅鵬
浙江國際旅行衛(wèi)生保健中心,浙江 杭州 310003
基孔肯雅熱(Chikungunya fever,CHIK)是由基孔肯雅病毒(Chikungunya virus,CHIKV)引起,以伊蚊等為主要傳播媒介,以發(fā)熱、皮疹及關(guān)節(jié)疼痛為主要臨床特征的急性傳染病[1]。
CHIKV 屬披膜病毒科甲病毒屬,1997 年被正式命名,為單股正鏈RNA 病毒,其基因組RNA 總長11 805 個(gè)核苷酸。該病毒呈嗜熱性,在溫帶地區(qū)不宜生存,且具有3~4 年的間歇性流行特點(diǎn),大多是在雨季過后開始暴發(fā)流行。1952年,CHIK首次在坦桑尼亞南部尼瓦拉州流行;20 世紀(jì)60 年代以后,CHIK流行區(qū)域不斷擴(kuò)大,向東推移至東南亞地區(qū),并一步步逼近我國南方[2-3]。2008 年3 月,廣東檢驗(yàn)檢疫局衛(wèi)生檢疫實(shí)驗(yàn)室從赴斯里蘭卡務(wù)工回國的勞務(wù)人員血清樣本中檢測出CHIKV,是我國首例CHIK 輸入性病例。CHIK 臨床表現(xiàn)和登革熱等極其相似,容易造成誤診。目前CHIK 主要的檢測技術(shù)有病毒分離培養(yǎng)、血清學(xué)檢測和分子生物學(xué)檢測等。我們對(duì)CHIKV的實(shí)驗(yàn)室檢測方法及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
CHIKV 可在C6/36、BHK-21、Vero、HeLa 及原代地鼠腎細(xì)胞和非洲綠猴腎Vero76 細(xì)胞中增殖,也可用乳鼠、蚊蟲等進(jìn)行增殖[4-5]。Lakshmi 等將32例經(jīng)RT-PCR 檢測為CHIKV 陽性的患者血清用C6/36 細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),20例培養(yǎng)陽性[6]。Dash 等[7]對(duì)22例CHIKV 確診病 例血清進(jìn)行培養(yǎng),20例陽性;45例CHIKV 陽性血清用BHK-21 細(xì)胞培養(yǎng),陽性15例,同時(shí)用RT-LAMP 法檢測,陽性38例。病毒分離方法包括乳鼠腦內(nèi)接種、脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、蚊蟲細(xì)胞培養(yǎng)等,最常用的分離方法是細(xì)胞培養(yǎng)法。病毒分離培養(yǎng)是CHIKV 實(shí)驗(yàn)室診斷的金標(biāo)準(zhǔn),特異性高,不僅可用于疾病的診斷,同時(shí)還可對(duì)所分離毒株進(jìn)行來源、特征等方面的鑒定。但該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、條件等要求高,所需時(shí)間長,靈敏度相對(duì)較低,限制了其臨床應(yīng)用推廣。
間接免疫熒光法是將熒光素標(biāo)記在相應(yīng)的抗體上,直接與相應(yīng)的抗原反應(yīng)。其優(yōu)點(diǎn)是方法簡便、特異性高,非特異性熒光染色少;缺點(diǎn)是敏感性偏低,每檢查一種抗原就須制備一種熒光抗體,需要熒光顯微鏡,觀察結(jié)果須特殊培訓(xùn)。Litzba 等[8]報(bào)道,CHIKV IgM和IgG 在病人臨床發(fā)作3~6 d 后即可檢測到,用德國歐蒙公司生產(chǎn)的間接免疫熒光檢測試劑盒評(píng)價(jià)了在印度洋地區(qū)感染的歸國旅行者,結(jié)果顯示CHIKV IgM 抗體的特異性為93.3%、敏感性為96.9%,CHIKV IgG 抗體的特異性為100%、敏感性為95.4%。該方法是診斷CHIKV感染的較好方法。
ELISA 常用于病毒特異性抗原和抗體檢測,具有良好的特異性和靈敏度。任瑞文[9]等建立了檢測CHIKV的ELISA方法,經(jīng)生物信息學(xué)分析,選擇其中25 段抗原性預(yù)測得分值較高的片段,構(gòu)建原核表達(dá)載體,經(jīng)誘導(dǎo),其中11 個(gè)片段獲正確表達(dá),用Western 印跡篩選,結(jié)果顯示CHIKV19 融合表達(dá)片段表現(xiàn)出良好的抗原反應(yīng)性及特異性,篩選的重組抗原具有良好的特異性,與所試參考多抗無交叉反應(yīng);對(duì)鼠抗CHIKV多抗檢出范圍為1∶100~1∶12 800;對(duì)54份CHIKV 患者血清標(biāo)本進(jìn)行檢測,結(jié)果均為陽性,與實(shí)時(shí)熒光PCR 結(jié)果相符,與登革熱患者和健康體檢人群無交叉反應(yīng)。
免疫層析法是將已知抗原或抗體先包被于硝酸纖維素膜的某一區(qū)帶,加入樣本后,在毛細(xì)管作用下,樣品沿著該膜向前移動(dòng),樣品中相應(yīng)的抗體或抗體即與包被抗原或抗體發(fā)生特異性結(jié)合,再通過膠體金實(shí)現(xiàn)特異性的免疫診斷。目前已有相應(yīng)的CHIKV 膠體金免疫層析法商品化試劑盒,該方法操作簡單、快速,適用于快速篩查。如Onsite Chik IgM Rapid Test 試劑盒,即利用免疫層析法從患者血清中快速檢測病毒抗體IgM[10]。Chob 等報(bào)道,用C6/36 細(xì)胞培養(yǎng)CHIKV 后提取RNA,用PCR 擴(kuò)增衣殼蛋白基因,然后亞克隆到桿狀病毒載體pFastBac HT 上,構(gòu)建重組病毒,以Sf900ⅡSFM 細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)生衣殼蛋白,純化后用作抗原,以膠體金標(biāo)記抗人IgM,建立膠體金免疫層析法,該膠體金免疫試紙條檢測抗CHIKV-IgM 的靈敏度為87.5%(35/40),與健康人血清、抗登革病毒陽性血清不發(fā)生交叉反應(yīng),特異性為100%[11]。
免疫印跡法(immunobiotting test,IBT)是凝膠電泳與抗原抗體反應(yīng)相結(jié)合的一項(xiàng)檢測技術(shù),具有分析容量大、分辨率高、特異性強(qiáng)等特點(diǎn)。IBT 包括三個(gè)步驟,首先為凝膠電泳,接著進(jìn)行電轉(zhuǎn)移,最后為免疫顯色。Kowalzik等[12]用該方法對(duì)30例CHIKV陽性患者進(jìn)行檢測,22例陽性。目前該方法的臨床應(yīng)用較少。
某些病毒或其血凝素能使某種動(dòng)物紅細(xì)胞發(fā)生凝集,當(dāng)加入足夠的特異性抗體后,抗原抗體的結(jié)合就阻止了紅細(xì)胞與該病毒或血凝素的接觸,從而抑制了紅細(xì)胞的凝集。在適宜條件下,CHIKV 能使鴿子紅細(xì)胞發(fā)生凝集[13]。Padbidri等[14]報(bào)道血凝抑制試驗(yàn)具有操作簡單快速、敏感性強(qiáng)、無需特殊儀器等優(yōu)點(diǎn),但因與其他病毒(如登革病毒、西尼羅病毒等)存在交叉反應(yīng),有假陽性,致使較難分析結(jié)果。
中和試驗(yàn)是用抗體使相應(yīng)抗原(毒素或病毒)的毒性或傳染性消失的試驗(yàn)。該方法特異性高,敏感性強(qiáng),可作為CHIK 的確診試驗(yàn),但需CHIKV 活病毒,實(shí)驗(yàn)操作具有一定的危險(xiǎn)性,且目前我國規(guī)定CHIKV 的培養(yǎng)須在BSL-3 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,因此限制了該方法的推廣及應(yīng)用[15]。
與傳統(tǒng)的病毒分離法相比,分子生物學(xué)檢測方法的敏感性更高,更快速。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,RT-PCR 技術(shù)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR 技術(shù)和LAMP 技術(shù)等都可用于病毒的檢測,目前應(yīng)用較多的有以下幾種。
RT-PCR是以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄生成cDNA,再以此為模板進(jìn)行擴(kuò)增。蔡緒禹等[16]篩選了JEV、TBEV、EEEV、WEEV、CHIKV 等5 種病毒的基因保守區(qū)域作為引物,建立了多重RT-PCR,具有良好的特異性和敏感性,且可同時(shí)檢測5 種病毒,相對(duì)簡單快速。該試驗(yàn)還可通過增加擴(kuò)增效率低的片段引物濃度,減少擴(kuò)增效率高的片段引物濃度等方法,有效解決了多重PCR擴(kuò)增片段大小不一導(dǎo)致的擴(kuò)增效率不平衡問題。
實(shí)時(shí)熒光PCR具有快速、直觀、靈敏度和準(zhǔn)確度高、特異性好等特點(diǎn),感染初期即可檢測出,適用于早期診斷。實(shí)時(shí)熒光PCR 與普通PCR 相比,具有所需時(shí)間更短、靈敏度更高、定量、直觀等優(yōu)點(diǎn)。余蓓蓓等[17]建立的同時(shí)檢測西尼羅病毒和基孔肯雅病毒的雙重?zé)晒舛縋CR,靈敏度達(dá)10 拷貝/μL,標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)分別達(dá)0.999、0.998,具有較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。燕清麗等[18]建立了CHIKV的納米金實(shí)時(shí)熒光PCR 方法,較普通的實(shí)時(shí)熒光PCR 具有更高的擴(kuò)增效率,且在相同條件下,該方法的所有病毒滴度稀釋梯度的靈敏度都比普通方法提高1~3 倍,因而對(duì)低病毒載量的病原體具有更好的檢出率。Chen等[19]建立了用2,7-二氨基-1,8-二氮萘衍生物(DNAP)的發(fā)夾引物擴(kuò)增CHIKV 的NSP2 基因,該方法具有較高的敏感性,很強(qiáng)的特異性,與登革病毒和西尼羅病毒等無交叉反應(yīng),用臨床診斷為CHIKV 感染的病人標(biāo)本進(jìn)行驗(yàn)證,所有感染者檢測結(jié)果皆為陽性,特異性和敏感性都為100%。此法可用于CHIKV感染急性期的診斷。
半巢式RT-PCR 是在普通PCR 的前提下,用3條引物先后擴(kuò)增靶片段的一種技術(shù),內(nèi)外套引物共用一條上游或下游引物,在保持較好特異性和敏感性的前提下,降低了引物設(shè)計(jì)的難度和成本,繼續(xù)擴(kuò)增比普通PCR小的片段。Rianthavorn等用該方法對(duì)179例經(jīng)ELISA 法檢測IgM 抗體確診為CHIK 患者的血清進(jìn)行檢測,其中139例檢測為陽性,陽性率為77.7%。病毒血癥初期(發(fā)熱開始2~4 d)的血液樣本用半巢式RT-PCR 法檢測,結(jié)果陽性率為100%,適合CHIKV感染的早期診斷[20]。
環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是新開發(fā)的一種恒溫核酸擴(kuò)增技術(shù),該方法針對(duì)靶基因的6個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)4種特異性引物,在63℃左右恒溫條件下,利用鏈置換DNA 聚合酶即可完成基因擴(kuò)增。由于不須改變溫度,擴(kuò)增時(shí)間短,操作簡單,不需大型儀器,適合基層醫(yī)療單位。李小波等[21]建立的基孔肯雅病毒LAMP 檢測方法,對(duì)CHIKV 的最低檢出限達(dá)到27 拷貝/反應(yīng),其靈敏度介于普通PCR和實(shí)時(shí)熒光PCR 之間,對(duì)6 份入境患者及5 份CKIKV 樣本的檢測結(jié)果均為陽性,而對(duì)乙腦病毒、登革病毒等的檢測結(jié)果均為陰性,說明該方法具有良好的特異性及靈敏度。
核酸快速等溫放大檢測(rapid isothermal detection and amplification,RIDA)技術(shù)是由李翔等[22]發(fā)明的一種新的核酸等溫檢測技術(shù),具有以下優(yōu)點(diǎn):①在同一個(gè)溫度條件下完成反應(yīng),避免了使用價(jià)格昂貴的PCR溫度循環(huán)儀,沒有條件限制,可以普遍使用;②通過設(shè)計(jì)合成特殊結(jié)構(gòu)的檢測探針,以便分離檢測,消除背景干擾,具有很好的特異性;③不需要DNA 聚合酶等復(fù)雜酶及反應(yīng)體系,反應(yīng)體系簡單;④快速,5~10 min 完成反應(yīng),20~30 min 完成檢測并得到結(jié)果;⑤可同時(shí)檢測多種不同目標(biāo)序列,可用于病毒的分型;⑥可同時(shí)檢測DNA 及RNA;⑦原理簡單,易于推廣應(yīng)用。但據(jù)研究顯示,該方法的靈敏度相對(duì)較低。
依賴核酸序列的擴(kuò)增(nucleic acid sequencebased amplification,NASBA)技術(shù)是一項(xiàng)以RNA為模板進(jìn)行等溫核酸擴(kuò)增的檢測方法,該方法由一對(duì)引物介導(dǎo),進(jìn)行連續(xù)均一的核酸擴(kuò)增。相對(duì)于逆轉(zhuǎn)錄PCR,NASBA可以在相對(duì)恒溫的條件下進(jìn)行,更為穩(wěn)定、準(zhǔn)確。Telles 等以CHIKV E1 基因設(shè)計(jì)的RTNASBA,對(duì)250例陰性標(biāo)本和252例陽性標(biāo)本的檢測結(jié)果與RT-PCR一致[23]。
基孔肯雅熱目前雖仍主要在非洲、東南亞和印度洋等地區(qū)流行,但隨著全球化的進(jìn)展,我國又具備CHIKV 的傳播條件,CHIKV 一旦被攜帶傳入,就很有可能在我國引起流行。由于我國目前很少有人感染CHIKV,人群對(duì)其的免疫力普遍低,增加了基孔肯雅熱流行的風(fēng)險(xiǎn),疫情一旦暴發(fā),必將給我國帶來嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生問題及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,必須提前做好防控措施,而研發(fā)早期有效的檢測診斷技術(shù)顯得極其重要。目前適于早期診斷CHIKV 的檢測方法主要為分子生物學(xué)法,該方法快速、準(zhǔn)確,靈敏度高。
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