可为和有为,呼吸道症候群病原体检测系列抗原详解——呼吸道合胞病毒抗原

添加时间:2021年6月29日

随着新冠疫苗的广泛接种和疫情防治工作的持续加强,疫情防控工作的常态化,使常见呼吸道症候群的病原体检测(多联检)将会引起医疗卫生机构越来越高度的重视。在后疫情时期,呼吸道病毒症候群检测在呼吸系统疾病防止社区传播和院内感染防控工作中将发挥重要的作用。

WHO数据显示,下呼吸道感染是全球第四大致死原因,是中国5岁以下儿童的第三大死因。<5岁儿童呼吸道感染中,由病毒引起的较细菌更为常见。据统计,每年儿童发生病毒性呼吸道感染的中位次数是5次,更有10%的儿童每年发生多达10次以上的呼吸道病毒感染。儿童呼吸道病毒感染的发生率远高于成人,且年龄越小发生呼吸道感染的比例越高。在儿童急性下呼吸道感染住院病例和社区获得性肺炎病例中,1岁以内儿童呼吸道病毒的检出率为76.1%-83%,2-5岁儿童呼吸道病毒的检出率为63.1%-73.8%。位于儿童CAP之首的应为呼吸道合胞病毒。

呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)是世界范围内婴幼儿下呼吸道感染最重要的病原体之一,近年来研究发现可引起成人、中老年人及免疫抑制患者下呼吸道感染,2015年全球范围内由RSV引起的呼吸道感染人数约3.3亿,其中RSV占全球儿童急性下呼吸道感染的22%,中国的RSV感染率约为31/1000,占儿童下呼吸道感染的18.7%。不仅如此,RSV感染在成年人中的病死率高达4%,目前尚未有疫苗可控,因此早检测、早预防、早治疗至关重要。

(一) RSV的简介

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RSV是1956年从黑猩猩呼吸道标本分离出来的,因其在细胞培养过程中导致相邻细胞融合,细胞病变形成类似合胞体的结构而被称为呼吸道合胞病毒。RVS的基因组结构为非节段性单股负链RNA,基因组全长约为15.2kb,编码11个蛋白质;

非结构蛋白:NS1、NS2;

包膜蛋白:黏附蛋白G、融合蛋白F、基质蛋白M、小疏水蛋白SH;

核糖体蛋白:核蛋白N、磷蛋白P、多聚酶亚单位蛋白L、M2-1、M2-2;

其中,G和F蛋白是RSV膜表面2个重要的糖蛋白,为病毒重要的抗原蛋白,是刺激机体产生中和抗体的主要病毒抗原。

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图1:RSV的基因组及蛋白结构功能示意图

 

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图2:RSV的蛋白及其功能

 

(二) RSV的遗传学特性

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RSV可根据抗原和遗传特性分为A、B两个亚型,其中A型在人群中更为普遍,在1956年,Robert Chanock从一名患有支气管肺炎的儿童中首次分离出RSV Long毒株,为RSV的第一原型株,也是RSV-A型的原型毒株,是目前抗原性研究最常用的毒株。虽然A型、B型之间存在少量抗原差异性,但多数研究发现两种亚型之间无明显差异,且RSV只有1个血清型,由此RSV分型不影响RSV血清学的检测。

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图3:RSV的常见实验室毒株

 

 

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图4:RSV不同亚型之间的蛋白区别

 

(三) RSV的免疫应答

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在维也纳大学病毒研究所的研究中,无论是急性感染期,还是恢复期,参与RSV患者体内的IgA、IgM、IgG免疫反应的抗原位点的蛋白分子量从14kDa-97kDa不等,虽然不同患者的免疫应答存有差异,但在24kDa、35kDa、42kDa、48kDa处的抗原位点在所有年龄段(婴儿、儿童、成人)均有参与所有的年龄段的体液免疫反应。

 

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图5:参与RSV-IgA、IgG、IgM抗体特异性反应的蛋白抗原位点

 

在RSV感染患者的IgA、IgG、IgM抗体免疫反应结果表明,随着年龄的增长,参与的RVS感染的抗体免疫应答抗原位点也随之增多,从27kDa、35kDa、42kDa、48kDa扩展到27kDa、35kDa、42kDa、48kDa、70 kDa、90kDa。

 

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图6:不同年龄段患者参与RSV-IgA、IgG、IgM抗体特异性反应的蛋白抗原位点

 

在佐治亚州亚特兰大的疾病控制中心的研究发现,在近期感染RSV患者的急性期和恢复期的配对血清中,参与集体中免疫应答过程中的抗原位点包括黏附蛋白G、融合蛋白F、核蛋白N、磷蛋白P。

 

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图7:不同患者急性期和恢复期参与RSV抗体特异性反应的蛋白抗原位点

 

小结:

综上所述,参与RSV-IgA、IgG、IgM免疫应答过程的抗原位点为多重位点,天然抗原包含其所有位点和正确的结构表位,是RSV抗体检测的最佳抗原选择。

(四) 总结

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RSV是呼吸道症候群重要的病原体之一,可导致全球范围内儿童、成人、中老年人及免疫低下人群产生下呼吸道感染及较高的死亡率;通过了解RSV病毒结构及其产生的免疫应答过程可知,RSV天然抗原是开发血清学检测试剂的最佳之选,也是实施RSV快速诊断与早期防治的必要手段。

注:关于文章的任何疑问,请咨询作者邮箱:hillson.zhu@virion-serion.net

【参考文献】

1. 宋海波:后疫情时期,呼吸道症候群病原体多重检测的重要意义!

2. The global respiratory syncytial virus burden

3. Priorities for developing respiratory syncytial virus vaccines in different target populations

4. Immunoglobulin-Class-Specific Immune Response to Respiratory Syncytial Virus Structural Proteins in Infants, Children, and Adults

5. Monoclonal Antibody-Based Capture Enzyme Immunoassays for Specific Serum Immunoglobulin G (IgG), IgA, and IgM Antibodies to Respiratory Syncytial Virus

6. Structural Differences between Subtype A and B Strains of Respiratory Syncytial Virus

7. Respiratory Syncytial Virus Genetic and Antigenic Diversity

8. Immunoblot Analysis of the Human Antibody Response to Respiratory Syncytial Virus Infection

作者:Hillson SERION原料事业部 

供稿、编辑:弋水 | 校对:Miley | 责编:木霖森

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