SELEX技术筛选弓形虫与巨细胞病毒抗体适配子及其SPR传感器快速检测抗体的方法学研究

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背景:目出生缺陷给家庭、国家和社会带来极大的精神及经济负担。目前,临床对胎儿的先天性缺陷尚无有效的治疗方法。出生缺陷疾病预防的方法中,孕前期的一级预防最为有效。TORCH是一组孕期感染的病原微生物,能通过胎盘或产道引起宫内感染,导致流产、死胎或胎儿生长迟缓、先天畸形、新生儿期感染及婴、幼儿生长发育障碍。我国每年约有26,000个TORCH感染患儿出生,平均每小时就有3个,因此,TORCH筛查是孕前感染性疾病检查的重要内容。但是,据统计资料显示,我国目前诊断临床普遍采用ELISA法、金标法等检测孕龄妇女血清TORCH-IgG和TORCH-IgG的水平,假阳性率较高,不能为临床提供准确的诊断依据。适配子(aptamers)是人工合成的寡核苷酸片段,近年来生物医学领域研究的热点之一。适配子能识别靶物质上的微妙结构,因此具有极高的特异性。与传统检测技术中的抗体相比,寡核苷酸适配子还具与靶分子结合力更强、稳定性好、精确性高、重复性好、可反复使用、可长期保存、可进行精确的位点修饰、筛选期更短等优势,是一种高效、快速的检测手段。同时,近年来表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)技术因其具有实时监测反应动态过程、灵敏度较高、无需标记、无背景干扰、成本低廉等特点,被认为是生物分子检测的理想检测器件,已经成为临床实验诊断领域研究的热点。本研究拟基于课题组原有工作基础上,将适配子同靶分子结合的高特异性和SPR传感器的高灵敏性相结合,构建一种新型TORCH快速检测适配子型SPR传感器微阵列检测系统,努力为基层提供一种提供简单方便快速准确的TORCH实验室检测方法。目的:利用指数富集配体系统进化(SELEX)技术筛选能与弓形虫蛋白抗体,巨细胞病毒蛋白抗体特异结合的寡核苷酸适配子。并初步构建弓形虫与巨细胞病毒(TOX、CMV)IgG抗体的SPR传感器微阵列的快速方法检测,为实时、在线监测病原菌的抗体奠定一定的技术基础。方法:体外合成长度为78个核苷酸的随机ssDNA文库,利用SELEX技术筛选,以弓形虫蛋白抗体,巨细胞病毒抗体为靶物质进行12轮筛选,利用生物素-亲和素显色系统检测寡核苷酸与蛋白的结合性。将筛选到的适配子库进行克隆、测序后,用DNAMAN软件对其结构进行分析,并利用捕获适配子与检测适配子组成的“三明治”夹心法对获得的适配子进行初步验证。采用SELEX技术筛选TOX-IgG与CMV-IgG的适配子,并将其整合于表面等离子共振生物传感器实时在线分析系统,我们通过在传感器表面进行固定探针分子,对溶液中的TOX-IgG与CMV-IgG进行杂交检测,并进一步研究其检测方法的稳定性和线性检范围。结果:SELEX技术筛选弓形虫蛋白抗体适配子,巨细胞病毒蛋白抗体适配子的技术体系:PCR扩增的最佳退火温度为65℃;文库优化时,最佳Mg2+的浓度为1.5mmol/L;不对称PCR法制备ssDNA时,Mg2+的浓度为0.75mmol/L;以酶联板为介质筛选时,在10轮后筛选达到饱和,且随着筛选轮数的增加,PCR扩增产物的电泳条带逐渐单一、致密,亲和性检测显示第10轮获得的适配子库,弓形虫蛋白抗体比初始的文库亲和性吸光度(A)值增加了7.2倍;巨细胞病毒蛋白抗体比初始的文库亲和性吸光度(A)值增加了8倍。将适配子库克隆,随机挑取7个单克隆子,利用混合夹心法检测其与弓形虫蛋白抗体,巨细胞病毒蛋白抗体的亲和性,亲和性范围分布在1.095-2.129之间(弓形虫)与1.008-2.148之间(巨细胞病毒)。二级结构分析显示,适配子与蛋白抗体亲和性的基础主要是大口袋茎环结构,口袋与环之间的茎桥含有不同数量的GC与AT碱基对;“三明治”夹心法对阴性组(非弓形虫与巨细胞病毒阳性血清)和阳性组(弓形虫抗体标准阳性血清、巨细胞病毒抗体标准阳性血清以及60例巨细胞病毒与弓形虫阳性血清标本)共75例血清样本的检测结果显示,在临界(cut-off)值为1.42时,阴性组标本的阴性检出率为84.6%(弓形虫)与92.3%(巨细胞病毒),阳性组标本的阳性检出率为87.1%(弓形虫)与90.3%(巨细胞病毒),表现出一定的检测价值。结论:已初步筛选到与弓形虫蛋白抗体,巨细胞病毒蛋白抗体高亲和性结合的ssDNA适配子,并表现出一定的检测价值和用于临床标本检测的可能。
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