新型侧向流动免疫层析试纸的开发与评估:跨物种布鲁氏菌病的快速诊断新工具

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对布鲁氏菌病(Brucellosis)诊断中存在的灵敏度低、设备依赖性强等问题,开发了一种基于重组蛋白A(Recombinant protein A)和纯化平滑脂多糖-O(S-LPS-O)的侧向流动免疫层析检测(LFIA)技术。通过对比RBPT、SAT、CFT等7种传统方法,验证其灵敏度达95.7%、特异性97%,可5分钟内完成跨物种检测,为资源有限地区提供了符合ASSURED标准的诊断方案。

  

布鲁氏菌病作为全球性人畜共患病,每年造成数十亿美元畜牧业损失和数万例人类感染。传统诊断方法如血清凝集试验(SAT)、补体结合试验(CFT)存在操作复杂、耗时长等缺陷,而PCR检测需要昂贵设备。更棘手的是,布鲁氏菌脂多糖(LPS)与其他革兰氏阴性菌的交叉反应常导致假阳性,疫苗株干扰进一步增加诊断难度。

针对这些挑战,埃及农业研究中心动物健康研究所(AHRI)联合开罗大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。他们创新性地将重组蛋白A与纳米金颗粒耦合,开发出能同时检测多种动物血清和乳汁样本的侧向流动免疫层析试纸(LFIA)。该技术通过高纯度提取的B.abortus S-LPS-O抗原和双抗体夹心设计,实现了对布鲁氏菌抗体的高特异性捕获。

关键技术包括:1)热酚法提取S-LPS-O并通过HPLC验证纯度;2)新西兰兔免疫制备多克隆抗体;3)纳米金标记重组蛋白A构建通用检测探针;4)对比评估870份血清和80份乳汁样本的7种诊断方法性能。

研究结果
S-LPS-O纯度验证:HPLC显示提取物为单一峰,显著优于商业LPS的三峰杂质谱,兔热原实验证实其生物活性。
LFIA灵敏度:可检测1.58 S/P比值的低抗体浓度,较RBPT(1.86 S/P)更灵敏,对E.coli O157等病原体无交叉反应。
多方法对比:与"金标准"C-ELISA相比,LFIA灵敏度达95.7%(高于I-ELISA的96.7%),特异性97%,检测时间从小时级缩短至5分钟。
跨物种适用性:成功检测牛、羊、猪的血清及乳汁样本,对疫苗株RB51的区分效果显著。

该研究通过三大创新解决了行业痛点:1)重组蛋白A探针突破物种限制,避免种属特异性二抗需求;2)控制线采用兔抗LPS抗体增强显色信号;3)模块化试纸设计便于现场应用。相比传统方法,LFIA将设备依赖度降至最低,符合WHO倡导的ASSURED诊断标准(价廉、灵敏、特异、快速、设备简化)。

讨论指出,这是首次将重组蛋白A应用于布鲁氏菌病免疫层析检测,其通用性设计为其他 zoonotic diseases 诊断提供了范式。未来通过扩大样本验证和冻干工艺优化,有望成为布鲁氏菌病防控体系的核心工具,特别适用于非洲、亚洲等流行地区的基层筛查。研究同时提示,S-LPS-O的纯化工艺对降低假阳性率具有关键作用,这为改进现有ELISA试剂盒提供了重要参考。

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