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布鲁氏菌病(Brucellosis)是全球公共卫生威胁,现有检测方法存在不足。研究人员开发基于布鲁氏菌新田鼠种(B. neotomae)脂多糖(LPS)的竞争 ELISA(cELISA)。该方法灵敏、特异、重复性好,与商业试剂盒相比有优势,有助于家畜布鲁氏菌病防控。
布鲁氏菌病,这个隐藏在动物与人类健康背后的 “神秘杀手”,正悄然影响着全球公共卫生安全。它是由布鲁氏菌属(
Brucella)引发的人畜共患病,每年都有大量新增病例,据估算,全球每年至少有 160 - 210 万新的人类感染病例,远远超出以往报道数据。主要的感染风险因素就像一个个 “危险信号”,包括接触感染动物的组织和体液,以及食用未经巴氏消毒的患病家畜奶制品,特别是牛羊等家畜。
目前,在检测家畜布鲁氏菌病时,常用的血清学方法就像一道道 “关卡”,但这些 “关卡” 并不完美。世界动物卫生组织(WOAH)推荐的玫瑰孟加拉试验(RBT)、补体结合试验(CFT)和间接酶联免疫吸附试验(iELISA)等,经常会因为与其他革兰氏阴性菌(如大肠杆菌、沙门氏菌和小肠结肠炎耶尔森菌)发生交叉反应,产生假阳性结果,导致检测结果不准确,就像在迷雾中寻找真相,容易迷失方向。而基于单克隆抗体的竞争酶联免疫吸附试验(cELISA),本应是更精准的 “导航仪”,可现有的商用 cELISA 试剂盒主要使用从流产布鲁氏菌(B. abortus)和马尔他布鲁氏菌(B. melitensis)中提取的光滑脂多糖(S - LPS)作为诊断抗原,这两种菌属于生物安全 3 级病原体,培养它们需要高等级生物安全设施,操作复杂且成本高昂,使得检测工作困难重重。
为了攻克这些难题,研究人员开始了一场 “探索之旅”。虽然文中未提及具体研究机构,但他们积极行动起来,开展了一项关于开发基于布鲁氏菌新田鼠种(B. neotomae)脂多糖(LPS)的 cELISA 检测家畜布鲁氏菌病的研究。布鲁氏菌新田鼠种是生物安全 2 级病原体,操作相对简便,而且它与致病性布鲁氏菌在 S - LPS 表位上高度保守,具备用于血清学诊断的潜力。研究结果令人惊喜,新开发的 cELISA 展现出卓越的性能,检测限更低,在检测针对马尔他布鲁氏菌和流产布鲁氏菌的血清时,比商用试剂盒的分析灵敏度高 2 - 4 倍;与其他细菌感染的血清无交叉反应;诊断敏感性和特异性均达到 100%;变异系数小于 10%。在与商用试剂盒对比中,对 427 份接种家畜血清和 696 份未接种家畜血清检测的一致性分别达到 92.51% 和 96.98%。这一成果意义重大,为家畜布鲁氏菌病的诊断提供了更高效、可靠的工具,就像为防控工作装上了 “精准雷达”,对家畜布鲁氏菌病的防控有着重要推动作用,相关研究发表在《Analytical Biochemistry》杂志上。
研究人员开展这项研究时,用到了几个关键技术方法。首先是采用酚水法提取布鲁氏菌新田鼠种的 LPS,并通过银染色和与阳性血清反应进行鉴定。然后是建立并优化 cELISA,确定最佳反应条件。血清样本来源于接种和未接种家畜,为研究提供了丰富的数据支持。
下面来详细看看研究结果:
- 布鲁氏菌新田鼠种 LPS 的提取与鉴定:通过酚水法成功提取布鲁氏菌新田鼠种的 LPS,银染色呈现梯状条带模式,并且该 LPS 能与针对流产布鲁氏菌和马尔他布鲁氏菌的阳性血清发生免疫反应,这表明成功提取的 LPS 具备与阳性血清结合的能力,为后续检测奠定了基础。
- 竞争 ELISA 的建立与优化:研究人员对 cELISA 的各项条件进行优化,确定了最佳抗原包被浓度、血清稀释度等反应条件,使得该检测方法的性能达到最优,为准确检测提供了保障。
- 方法学评价:新开发的 cELISA 在检测限上表现出色,比商用试剂盒更灵敏;与其他细菌感染血清无交叉反应,保证了检测的特异性;诊断敏感性和特异性均为 100%,变异系数小于 10%,说明该方法准确性高、重复性好,是一种可靠的检测手段。
- 临床样本检测:在对大量接种和未接种家畜血清的检测中,新 cELISA 与商用试剂盒相比,展现出较高的一致性,进一步证明其在实际临床检测中的适用性和可靠性。
研究结论表明,基于布鲁氏菌新田鼠种 LPS 的 cELISA 具有优秀的敏感性、特异性和重复性,在检测家畜布鲁氏菌病方面表现卓越,具有很大的临床应用潜力,有望成为家畜布鲁氏菌病诊断的重要工具。在讨论部分,研究人员指出布鲁氏菌属种类繁多,新物种不断被发现,布鲁氏菌病的防控形势依然严峻。而本研究开发的 cELISA 为家畜布鲁氏菌病的诊断提供了新的思路和方法,在生物安全操作更简便的情况下,能实现高效、准确检测,对于家畜布鲁氏菌病的早期诊断和防控具有重要意义,就像在黑暗中点亮了一盏明灯,为防控工作指引了方向,为保障家畜健康和公共卫生安全提供了有力支持。