迎风而起——水痘-带状疱疹病毒检测的抗原选择策略

添加时间:2021年6月9日

回望过去,2020年一场突如其来的新冠影响和改变了世界。在危与机并存的时代,新冠检测三剑客(核酸、抗体和抗原检测)凭借各自的优势和特点,在疫情防控战中立下了汗马功劳。新冠检测风口为部分IVD企业带来了爆发式增长,多家企业业绩达到巅峰,在某种意义上来说改变了IVD的行业格局。随着全球疫苗的普遍接种和众多IVD企业回归常态,人们发现“三剑客”检测并重成为普遍共识,依赖单一检测手段的时代渐行渐远,立体式检测的新常态已然确立。新冠病毒攻击的不仅仅是呼吸系统,其对人体健康系统提出的是全面考验,后新冠疫情时期对人体免疫力的研究凸显出更为重要的意义。对IVD企业而言,后新冠疫情阶段,与免疫力相关的哪些传染病将会是下一个风口?这个问题值得进一步思考。结合近期的最新国际前沿研究,我们认为水痘带状疱疹病毒(VZV)的检测及防控值得提前布局。

疱疹病毒的增幅效应

       巴西的一项流行病学将新冠大流行前和大流行期间的带状疱疹发病率进行比较;结果表明,巴西所有地区的带状疱疹的发病率均有增幅,其中增幅最多的高达77.2%。数据如下:

图1:2017至2020年巴西所有地区的带状疱疹发病率

土耳其多个医学中心评估了新冠大流行对皮肤科门诊患者的影响进行调查,新冠疫情后,生殖器疱疹、带状疱疹等疾病的发生率明显增加。在皮肤门诊中,带状疱疹的发病率比去年同期增长1倍。

图2:在COVID-19高风险区域和低风险区域的常见疾病的发病变化

从国际研究成果来看,各国在新冠流行后水痘-带状疱疹病毒的感染大幅度增加,提示各国的公共卫生机构应加强水痘-带状疱疹病毒感染的重视;此外对于IVD行业而言,在新冠疫情后众多传染病下降的同时,水痘-带状疱疹病毒的感染上升使其市场隐藏巨大潜力。

国家药监局新政策

       2021年1月19日,国家药监局公布了新的《关于发布免于进行临床试验医疗器械目录》。目录新增了水痘-带状疱疹病毒IgG抗体检测试剂。本次开放Ⅲ类的水痘-带状疱疹病毒IgG抗体检测试剂为免临床,可以缩短研发注册周期,对广大IVD厂家而言是一个重大利好。

图3:关于发布免于进行临床试验医疗器械目录

国内关于VZV的重要研究

1、水痘的发病率及负担

根据中国疾病预防控制信息系统收集中国2016-2019年水痘病例和突发公共卫生事件,进行描述性流行病学分析如下;

  1. 水痘报告发病率呈逐年增高趋势,其中5岁儿童发病率高达427/10万。

  2. 经济负担重:水痘已成为疫苗可预防疾病中发病率最高的病种之一,据调查分析,估算2016-2019年水痘的疾病负担约为72.1亿元。

图4:中国2016-2019年水痘发病率

2、带状疱疹的发病率及负担

带状疱疹在世界范围内广泛流行,据流行病学调查结果如下;

      1、发病率高:国内地区平均发病率为4.2/1000人,均高于全球其他国家及地区;

      2、新增数量大:国内每年新增患者数量高达277万人/年,相比美国每年新增患者数量为100万人/年高达近2.8倍。

     3、经济负担重:据统计,2010中国50岁以上人群带状疱疹患者约900万,经济负担高达77亿元,由此推算,预估目前50岁以上人群带状疱疹患者约为2500万,患带状疱疹的潜在人群约为3670万,其社会经济负担将高达593亿。

图5:带状疱疹的发病率

3、小结

       随着老龄化社会的来临,VZV感染有可能会进一步持续增长,预计感染发病率增幅在35%-100%不等,后疫情时代VZV检测试剂的市场增长空间可观。

VZV抗体检测试剂的抗原选择策略

       血清学检测对于水痘及带状疱疹的感染诊断、免疫状态检测、易感人群的确定及评价免疫效果均具有重要意义;研究表明,对于不同类型抗体的检测其抗原选择是不同的,VZV引起水痘或带状疱疹患者的IgM和IgG抗体特异性反应的蛋白共有32条,分子量主要在28-255kDa之间,其中参与每个患者的条带数量在10-28之间不等。

图8:水痘带状疱疹病毒参与特异性抗体反应的蛋白反应谱

VZV-IgG的抗原选择

水痘患者在起疹9天后首次检测到VZV-IgG抗体,其抗体谱反应区蛋白主要为78kDa-114kDa(糖蛋白区域),可在65.6天后达到高峰。
带状疱疹患者在起疹的9.8天后可检测到VZV-IgG抗体,其最主要的抗体谱反应区蛋白为78kDa-108kDa(糖蛋白区域);与引起水痘患者VZV-IgG的抗体谱相比,引起带状疱疹的VZV-IgG抗体谱的反应性更强。
 

图9:水痘患者和带状疱疹患者分别参与VZV-IgG的抗体谱反应区

在Charles Grose等的研究中,儿童在感染水痘的一周后血清中出现VZV-gpⅡ抗体;2周后体内产生了VZV-gpⅠ和VZV-gpⅢ抗体,在4-8周VZV糖蛋白抗体达到峰值,然后在几年内逐渐下降,由此可见,参与VZV-IgG抗体谱反应区蛋白的主要为水痘-带状疱疹病毒的糖蛋白。

图10:水痘患者VZV-IgG的抗体反应

VZV-IgM的抗原选择

水痘患者参与VZV-IgM的蛋白反应区域为32-255kDa,在32kDa-35kDa(非糖蛋白结构区)反应性最强,78-108kDa蛋白区域反应性相对较弱。
带状疱疹患者参与VZV-IgM的蛋白反应区域为31-170kDa,与水痘患者相似,在32kDa-35kDa(非糖蛋白结构区)反应性最强,部分患者在32kDa-35kDa区域蛋白的峰值稍晚于78kDa-108kDa区域蛋白。
由此可见,参与VZV-IgM的蛋白反应区域主要为32kDa-35kDa和78kDa-108kDa,也就是说检测VZV-IgM抗体的最佳抗原至少需包含两大蛋白反应区域,目前全细胞抗原为最佳抗原选择。

图11:水痘患者和带状疱疹患者分别参与VZV-IgM的抗体谱反应区

小结

综上所述,水痘患者和带状疱疹患者参与VZV-IgG蛋白反应区域主要为糖蛋白;因此,应用于VZV-IgG抗体检测试剂的最佳抗原为水痘-带状疱疹病毒糖蛋白;

参与VZV-IgM蛋白反应区域主要为多组蛋白,且水痘患者和带状疱疹患者的血清反应性是一致的,因此,符合多组区域蛋白的抗原最适用于VZV-IgM抗体检测,而VZV全细胞抗原则为最佳选择。

图12:水痘患者和带状疱疹患者分别与VZV-IgM、VZV-IgG的反应

总结

        进入后新冠疫情时代,与免疫力密切相关的各类传染病的检测和防控应得到更高的重视,尤其是潜伏期长、易复发的水痘-带状疱疹病毒更是不容忽视。科学合理地采用抗原选择策略,对IVD生产企业布局水痘带状疱疹病毒检测项目至关重要。

参考文献:

【1】Herpes zostercases increased during COVID-19 outbreak. Is it possible a relation?

【2】Increased numberof Herpes Zoster cases in Brazil related to the COVID-19 pandemic

【3】Multicenter studyevaluating the impact of COVID‐19 outbreak on dermatology outpatients in Turkey

【4】SerologicalResponses in Varicella and Zoster Assayed by lmmunoblotting

【5】Immunology of the Varicella-Zoster Virus Glycoproteins

【6】Western Blot Analysisof Antibody to Varicella-Zoster

产品咨询

SERION原料事业部:                                        

      18818686988 

      0755-89381139

助力我们的客户更加强大

永葆我们的价值无可替代