王超男,李偉皓,沈?qū)毱G,李江雪,張 佳,劉曉梅,張菲菲,張智萍,馮曉燕,張賀秋
(1.東方海洋(北京)醫(yī)學(xué)研究院,北京 100071; 2.河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院特檢科,石家莊 050000;3.蒙城縣第一人民醫(yī)院腎病免疫風(fēng)濕科,安徽亳州233500)
膜性腎?。╩embranous nephropathy,MN)是一種器官特異性自身免疫疾病,是導(dǎo)致成人腎病綜合征的常見病因[1-3]。根據(jù)病因?qū)⒛ば阅I病分為兩類,第一類為沒有明確病因的“原發(fā)性膜性腎?。╥diopathic membranous nephropathy,IMN)”,約占總患病人數(shù)的70%。第二類為由乙型肝炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、癌癥和藥物不良反應(yīng)等引起的“繼發(fā)性膜性腎?。╯econdary membranous nephropathy,SMN)”,約占總患病人數(shù)的30%[4]。IMN 和SMN 的臨床表現(xiàn)和組織學(xué)表現(xiàn)相同,但治療方法完全不同[5-6],IMN 的治療更為復(fù)雜,包括多種治療方案,所以針對(duì)IMN 的正確鑒別診斷尤為重要。
目前臨床上IMN 的診斷主要包括兩類方法,一類是侵入性診斷方法,如腎臟穿刺、組織學(xué)檢查或腎組織電鏡檢查等,但侵入性方法為有創(chuàng)性操作,會(huì)對(duì)患者造成一定程度上的傷害,風(fēng)險(xiǎn)高,可能會(huì)引起一系列并發(fā)癥,并且不適于動(dòng)態(tài)觀察患者病情。2009年,BECK 等[7-8]首次發(fā)現(xiàn)了膜性腎病的靶抗原-M 型磷脂酶A2 受體(phospholipase A2 receptor,PLA2R),表明PLA2R 是IMN 的一個(gè)主要自身抗原。隨之出現(xiàn)了另一類非侵入性的PLA2R 自身抗體血清學(xué)診斷方法[9-10],不僅快速、簡(jiǎn)便易行,而且可以動(dòng)態(tài)觀察病情,指導(dǎo)治療[11],主要包括細(xì)胞免疫熒光方法(immunofluorescence assay,IFA)和酶聯(lián)免疫吸附法(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)。但ELISA 方法由于存在與抗人IgG 的非特異反應(yīng),易出現(xiàn)假陽(yáng)性。而IFA 方法不但具有血清學(xué)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì),還能夠直觀觀察熒光的細(xì)胞分布,提高檢測(cè)的特異性和準(zhǔn)確性,被譽(yù)為自身抗體血清學(xué)檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。
但是目前對(duì)于PLA2R 自身抗體的檢測(cè)只有德國(guó)歐蒙公司的進(jìn)口試劑,且價(jià)格昂貴。因此,本研究目的在于構(gòu)建表達(dá)PLA2R 蛋白的穩(wěn)定細(xì)胞株,并對(duì)其在膜性腎病診斷中的應(yīng)用進(jìn)行探索,以期能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)PLA2R 自身抗體檢測(cè)試劑的國(guó)產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)。
1.1 研究對(duì)象 收集河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院和蒙城縣第一人民醫(yī)院2018 ~2019年就診并進(jìn)行抗PLA2R 抗體檢測(cè)的腎病患者血清共97 例,患者年齡16 ~74 歲,平均年齡48.2±15.9 歲,男性61 例,女性36 例。根據(jù)歐蒙抗PLA2R 抗體IgG 檢測(cè)試劑盒(酶聯(lián)免疫吸附法),當(dāng)血清抗PLA2R 抗體<14 RU/ml 時(shí),則認(rèn)為血清呈抗PLA2R 抗體陰性,當(dāng)血清抗PLA2R 抗體≥14 RU/ml 時(shí),則認(rèn)為血清呈抗PLA2R 抗體陽(yáng)性。陰性組55 例,男性32 例,女性23 例,平均年齡48±16.2 歲;陽(yáng)性組42 例,男性27 例,女性15 例,平均年齡48±15.9 歲。血清無脂血、溶血等不合格情況,收集于干燥潔凈EP 管,?80℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.2 試劑與儀器 pIRES-PLA2R 質(zhì)粒(北京中美泰和公司);質(zhì)粒抽提純化試劑盒(QIAGEN 公司);Lipofectamine 2000 轉(zhuǎn)染試劑(Thermofisher公司);CHO(中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢腦細(xì)胞,Chinese Hamsters Ovary)細(xì)胞(ATCC);抗生素G-418(Sigma公司);通用總蛋白質(zhì)提取試劑盒(上海生工公司);總RNA 提取試劑盒(上海生工公司);RTPCR 試劑盒SuperScript ? One-Step RT-PCR System(Thermofisher 公司);兔抗PLA2R 多抗(Atlas公司) ;FITC-羊抗兔IgG抗體(北京中杉金橋公司);FITC-羊抗人IgG 抗體(北京中杉金橋公司)。
1.3 方法
1.3.1 PLA2R 真核表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建:綜合生物信息學(xué)分析和文獻(xiàn)報(bào)道,從NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取PLA2R的全長(zhǎng)編碼基因(NM_007366.4)。由于PLA2R全長(zhǎng)編碼基因的長(zhǎng)度較長(zhǎng),為避免在基因調(diào)取和擴(kuò)增過程中產(chǎn)生基因突變,委托北京中美泰和公司進(jìn)行基因合成并將全長(zhǎng)基因連接到真核表達(dá)質(zhì)粒pIRESneo 中,構(gòu)建pIRES-PLA2R 質(zhì)粒。用質(zhì)粒純化試劑盒抽提pIRES-PLA2R 質(zhì)粒并瓊脂糖凝膠電泳鑒定。
1.3.2 PLA2R 穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞株的構(gòu)建:pIRESPLA2R 質(zhì)粒定量后用于真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染。在轉(zhuǎn)染前一天將CHO 細(xì)胞以3×105個(gè)/ 孔的密度接種于6 孔板,37 ℃培養(yǎng)過夜。按照Lipofectamine 2000 轉(zhuǎn)染試劑說明書,分別用PLA2R 真核表達(dá)質(zhì)粒pIRES-PLA2R、空質(zhì)粒pIRESneo 和不含質(zhì)粒的PBS 轉(zhuǎn)染CHO 細(xì)胞。轉(zhuǎn)染48 h 后更換為含1mg/ml G-418 的完全培養(yǎng)液,每隔3 天更換新鮮培養(yǎng)液。
1.3.3 PLA2R 穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞株的鑒定:待CHOPLA2R 組、CHO-Control 組正常生長(zhǎng)且PBS 對(duì)照組細(xì)胞全部死亡時(shí),收取CHO-PLA2R 組和CHOControl 組的部分細(xì)胞進(jìn)行RT-RCR,Western 免疫印跡和IFA 鑒定。
1.3.3.1 RT-RCR 鑒 定:用 總RNA提取試劑盒提取CHO-PLA2R 組 和CHO-Control 組細(xì)胞的總RNA,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄PCR 鑒定。根據(jù)PLA2R 全長(zhǎng)基因,設(shè)計(jì)合成RT-PCR 鑒定引物F1(序列:TCGTTTCCTTACGGTGGCCGCT)和R1(序列:TTCTGCAGAGGTGGGATCAG)。 根 據(jù)RT-PCR試劑盒說明書,取4μl RNA 提取物作為擴(kuò)增模板,F(xiàn)1/R1 作為引物對(duì),按試劑盒要求進(jìn)行一步法RTPCR,50℃ 30 min 逆轉(zhuǎn)錄,95℃ 15 min 預(yù)變性后,進(jìn)行PCR 循環(huán):95℃ 45 s,58℃ 15 s,72℃ 30 s,循環(huán)40 次,72℃延伸5 min。取PCR 產(chǎn)物5 μl 進(jìn)行1g/dl 瓊脂糖凝膠電泳。
1.3.3.2 Western 免疫印跡鑒定:用細(xì)胞總蛋白提取試劑盒提取CHO-PLA2R 組和CHO-Control 組的細(xì)胞總蛋白,進(jìn)行Western 免疫印跡鑒定。取總蛋白80μg 進(jìn)行8g/dl SDS-PAGE,然后電轉(zhuǎn)印于PVDF膜。封閉后加入1:1 000 稀釋的抗PLA2R 抗體,4℃孵育過夜。洗膜后加入1:500 稀釋的FITC-羊抗兔IgG,室溫孵育1 h。洗膜后ECL 顯色。
1.3.3.3 細(xì)胞免疫熒光鑒定:在IFA 方法鑒定前一天將經(jīng)G-418 篩選的CHO-PLA2R 細(xì)胞和CHOControl 細(xì)胞以1×105個(gè)/孔的密度接種于96 孔板中,37℃培養(yǎng)過夜,PBS 洗1 次,每次5 min。用4ml/dl 多聚甲醛固定,PBS 洗3 次。PBS 洗后加入1∶100 稀釋的FITC-兔抗PLA2R 抗體,濕盒室溫孵育2h,PBS 洗3 次。加入1∶400 稀釋的FITC-羊抗兔IgG,濕盒室溫孵育30min,PBS 洗3 次。防熒光淬滅劑封片,置熒光顯微鏡下觀察,同時(shí)設(shè)未轉(zhuǎn)染的細(xì)胞作為對(duì)照。
1.3.4 PLA2R 穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞株的細(xì)胞免疫熒光方法的初步評(píng)價(jià):用CHO-PLA2R 細(xì)胞作為基質(zhì)對(duì)97例腎病患者血清樣本進(jìn)行檢測(cè)。在IFA 方法檢測(cè)前一天將CHO-PLA2R 細(xì)胞以1×105個(gè)/孔的密度接種于96 孔板中,37℃培養(yǎng)過夜,PBS 洗1 次,每次5min。4ml/dl 多聚甲醛固定15 min。PBS 洗后加入1∶50 稀釋的血清樣本,濕盒室溫孵育2 h。PBS洗后加入1∶300 稀釋的FITC-羊抗人IgG,濕盒室溫孵育30 min。PBS 洗后加入防熒光淬滅劑封片,置熒光顯微鏡下觀察。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用Kappa 檢驗(yàn)對(duì)兩種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對(duì)P 值和Kappa 值進(jìn)行分析。如果P<0.05,則具有一定的一致性。Kappa值<0.2 則說明一致性程度較差;0.2~0.4 則說明一致性程度一般;0.4~0.6 則說明一致性程度中等;0.6~0.8 則說明一致性程度較強(qiáng);0.8~1.0 則說明一致性程度很強(qiáng)。
2.1 PLA2R 真核表達(dá)質(zhì)粒的鑒定 北京中美泰和公司完成基因合成和pIRES-PLA2R 質(zhì)粒構(gòu)建,并提供測(cè)序報(bào)告證明PLA2R 基因序列完全正確。
抽提pIRES-PLA2R 質(zhì)粒。根據(jù)pIRESneo 質(zhì)粒說明書,pIRESneo 質(zhì)粒分子量大小應(yīng)為5.3kb,合成的全長(zhǎng)編碼基因大小為4 389bp,因此pIRESPLA2R 質(zhì)粒的分子量大小約為9.8kb。瓊脂糖凝膠電泳顯示pIRES-PLA2R 質(zhì)粒分子量大小與預(yù)期分子量大小一致,見圖1。成功抽提供細(xì)胞轉(zhuǎn)染的PLA2R 真核表達(dá)質(zhì)粒pIRES-PLA2R,質(zhì)粒濃度為0.48 μg/μl。
2.2 PLA2R 穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞株CHO-PLA2R 的鑒定分別以PLA2R 真核表達(dá)質(zhì)粒pIRES-PLA2R 和空質(zhì)粒pIRESneo 轉(zhuǎn)染CHO 細(xì)胞,經(jīng)G-418 篩選后獲得表達(dá)PLA2R 的穩(wěn)定細(xì)胞株CHO-PLA2R 和對(duì)照細(xì)胞株CHO-Control,鑒定結(jié)果見圖1。
2.2.1 RT-PCR鑒定提取CHO-PLA2R 組 和CHOControl 組細(xì)胞的總RNA:以鑒定引物F1/R1 進(jìn)行一步法RT-PCR。結(jié)果顯示CHO-PLA2R 組在350bp處出現(xiàn)一條唯一條帶,而CHO-Control 組細(xì)胞未見擴(kuò)增條帶,見圖2。與預(yù)期結(jié)果相符,表明穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株CHO-PLA2R 能夠正常轉(zhuǎn)錄PLA2R 基因。
圖2 細(xì)胞總RNA RT-PCR 鑒定
2.2.2 Western 免疫印跡鑒定提取CHO-PLA2R 組和CHO-Control 組細(xì)胞的總蛋白:以PLA2R 兔多抗為一抗進(jìn)行Western 免疫印跡實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示CHO-PLA2R 組在約180kD 處有明顯條帶,與PLA2R 蛋白的預(yù)期分子量相符,而CHO-Control組未見相應(yīng)條帶,見圖3。表明穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株CHO-PLA2R 可以穩(wěn)定表達(dá)PLA2R 蛋白。
圖3 細(xì)胞總蛋白Western 免疫印跡鑒定
2.2.3 細(xì)胞免疫熒光鑒定:以抗PLA2R 抗體為一抗進(jìn)行IFA 實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,CHO-PLA2R 細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)部分呈現(xiàn)較強(qiáng)的綠色熒光,而CHO-Control細(xì)胞則幾乎無熒光(見圖4)。表明成功構(gòu)建穩(wěn)定細(xì)胞株CHO-PLA2R,可以高水平表達(dá)PLA2R 蛋白。
圖4 CHO-PLA2R 細(xì)胞IFA 方法鑒定
2.3 PLA2R 穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞株CHO-PLA2R 的初步應(yīng)用 用篩選出的CHO-PLA2R 細(xì)胞對(duì)97 例臨床腎病患者樣本進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見表1。PLA2R自身抗體的ELISA 檢測(cè)結(jié)果為陰性55 例,陽(yáng)性42例。55 例ELISA 檢測(cè)陰性(<14 RU/ml)樣本中,CHO-PLA2R 細(xì)胞IFA 方法檢測(cè)結(jié)果均為陰性見圖5,特異性符合率100%(55/55)。ELISA 檢測(cè)陽(yáng)性(≥14 RU/ml)樣本共42 例,其中陽(yáng)性高值(≥100 RU/ml))樣本26 例,陽(yáng)性低值(14 ~99 RU/ml)樣本16 例。ELISA 檢測(cè)陽(yáng)性樣本中,IFA方法檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性32 例(見圖5),陰性10 例,符合率76.2%(32/42)。其中,ELISA 檢測(cè)陽(yáng)性高值26 例樣本中,IFA 方法檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性24 例,陰性2 例,符合率92.3%(24/26);ELISA 檢測(cè)陽(yáng)性低值16 例樣本中,IFA 方法檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性8 例,陰性8 例,符合率50%(8/16)。97 例腎病患者血清樣本兩種檢測(cè)方法的總符合率為89.7%(87/97)。
表1 97 例腎病患者血清樣本抗PLA2R 抗體ELISA 方法與IFA 方法結(jié)果對(duì)比
圖5 血清樣本IFA 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
使用Kappa 檢驗(yàn)對(duì)兩種方法評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,ELISA 結(jié)果陽(yáng)性樣本和ELISA 結(jié)果陰性樣本均具有一定的一致性(均P<0.05),其中ELISA 結(jié)果陽(yáng)性樣本一致性程度中等(Kappa=0.456),ELISA 結(jié)果陰性樣本一致性很強(qiáng)(Kappa=1.0)。
慢性腎病被稱為“沉默的殺手”,很多患者早期沒有癥狀,其中約30%~50%的患者將發(fā)展為終末期腎病,對(duì)患者的身心健康造成極大影響[1-2]。我國(guó)的MN 發(fā)病幾率逐年上升,從2005年到2017年,MN 在我國(guó)的腎活檢病人中發(fā)病率由9.1%增長(zhǎng)到26.5%[9]。MN 可根據(jù)病因分為原發(fā)性膜性腎病和繼發(fā)性膜性腎病,其中IMN 的發(fā)病率在我國(guó)已達(dá)到70%~80%[4]。IMN 和SMN 的臨床表現(xiàn)十分相近,但治療方法卻完全不同,因此正確鑒別IMN在臨床診斷和治療工作中具有十分重要的意義。目前,MN 診斷的金標(biāo)準(zhǔn)是腎穿刺活檢術(shù),但其為有創(chuàng)性操作,不便于病情的動(dòng)態(tài)觀察,也不能鑒別IMN 與SMN。
PLA2R 是I 型跨膜蛋白,屬于C 型外源性凝集素家族[12-13]。2009年,BECK 研究團(tuán)隊(duì)在70%的IMN 患者體內(nèi)檢出PLA2R,提示PLA2R 可能參與了IMN 發(fā)病過程。隨后,HOXHA 等[14]人發(fā)現(xiàn)IMN 患者體內(nèi)抗PLA2R 抗體的陽(yáng)性率高達(dá)81%。日本一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,IMN 患者體內(nèi)抗PLA2R抗體的陽(yáng)性率為53%[15]。近期國(guó)內(nèi)的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,IMN 患者體內(nèi)抗PLA2R 抗體的陽(yáng)性率為57%[16],另一項(xiàng)研究中陽(yáng)性率高達(dá)85.4%[17]。以上研究提示抗PLA2R 自身抗體可能是導(dǎo)致IMN 的致病抗體。多個(gè)研究表明,抗PLA2R 抗體診斷IMN 的靈敏度可達(dá)70%~85%,特異度更是高達(dá)99%[18-20]。因此,抗PLA2R 抗體作為一種病原標(biāo)志物極具診斷意義。此外,針對(duì)PLA2R 自身抗體開發(fā)的血清學(xué)檢測(cè)不僅快速、簡(jiǎn)便易行,還可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病情活動(dòng),為IMN 的治療和預(yù)后提供參考。因此,本文構(gòu)建了表達(dá)PLA2R 的穩(wěn)定細(xì)胞株,以期提供一種高效的IMN 體外診斷工具。
本文首先構(gòu)建了真核表達(dá)質(zhì)粒pIRES-PLA2R。用pIRES-PLA2R 質(zhì)粒對(duì)CHO 細(xì)胞進(jìn)行穩(wěn)定轉(zhuǎn)染,RT-PCR 實(shí)驗(yàn)、Western 免疫印跡實(shí)驗(yàn)和IFA 實(shí)驗(yàn)分別從分子、蛋白和細(xì)胞水平證明成功構(gòu)建表達(dá)PLA2R 蛋白的穩(wěn)定細(xì)胞株CHO-PLA2R。
將所構(gòu)建的細(xì)胞株應(yīng)用于抗PLA2R 抗體的IFA 方法體外診斷,與ELISA 方法相比,陰性樣本的符合率為100%(55/55);陽(yáng)性樣本的總符合率為76.2%(32/42),其中陽(yáng)性高值樣本的符合率為92.3%(24/26),陽(yáng)性低值樣本的符合率為50%(8/16);樣本的總體符合率為89.7%(87/97)。使用Kappa 檢驗(yàn)分析兩種方法的一致性,ELISA 陽(yáng)性樣本和ELISA 陰性樣本均具有一定的一致性,其中ELISA 陽(yáng)性樣本的一致性程度中等,也就是對(duì)陽(yáng)性樣本檢測(cè)的符合率較低;ELISA 陰性樣本結(jié)果一致性強(qiáng),也就是對(duì)陰性樣本檢測(cè)的符合率高。ELISA 陽(yáng)性樣本結(jié)果一致性不強(qiáng)主要是由于弱陽(yáng)性樣本的符合率不高(50%,8/16)。
部分ELISA 檢測(cè)陽(yáng)性樣本在本實(shí)驗(yàn)中使用IFA方法未能成功檢出,分析原因可能是作為對(duì)照的ELISA 方法由于酶聯(lián)板的非特異吸附、二抗的非特異性結(jié)合、血清中的其他自身抗體引起的非特異反應(yīng)大大增加了假陽(yáng)性率,使得ELISA 方法弱陽(yáng)性結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。而IFA 方法是檢測(cè)自身抗體的經(jīng)典方法。理論上,只要胞膜或胞漿中存在相應(yīng)的抗原,就可特異性檢測(cè)對(duì)應(yīng)抗體,因此,根據(jù)是否存在熒光可以檢測(cè)是否存在相應(yīng)的自身抗體(圖5A,5B)。另一方面,根據(jù)熒光的分布特點(diǎn)及其與對(duì)照細(xì)胞的熒光比較可以排除非特異熒光結(jié)果,從而能夠減少假陽(yáng)性,提高準(zhǔn)確性,減少誤診。例如在本文的方法中,有些樣本檢測(cè)時(shí)整個(gè)細(xì)胞均呈現(xiàn)熒光,或者在細(xì)胞核而非細(xì)胞質(zhì)呈現(xiàn)強(qiáng)熒光,還有些樣本的熒光分布與CHO-Control 對(duì)照細(xì)胞完全相同,即可判定為非特異性反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,基于CHO-PLA2R 細(xì)胞株建立的IFA 檢測(cè)方法具有很高的特異性,為IMN 的深入研究及體外診斷提供了有力的生物學(xué)工具。但是,該方法對(duì)ELISA檢測(cè)灰區(qū)附近的弱陽(yáng)性樣本無法明確判斷,導(dǎo)致出現(xiàn)假陰性結(jié)果。我們將對(duì)IFA 方法進(jìn)一步改進(jìn),以提高靈敏度。另外,與ELISA 方法相比,IFA 方法無法進(jìn)行精確定量檢測(cè),不能用于IMN 患者的療效評(píng)估,在臨床上需要與ELISA 方法聯(lián)合使用。
現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志2020年4期