对野生鸟类中乌苏图病毒的现场血清学筛查:基于WHO REASSURED框架的侧流微阵列免疫检测方法的实地评估

《Journal of Virological Methods》:On-site serological screening of Usutu virus in wild birds: Field evaluation of a Lateral flow Microarray ImmunoAssay using the WHO REASSURED framework

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月14日 来源:Journal of Virological Methods 1.7

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  Bijan Godarzi|Cora M. Holicki|Felicity D. Chandler|Reina S. Sikkema|Edwin J.A. Veldhuizen|Aart van Amerongen|Tijs J. van den Berg|Andrea Gr?

  
Bijan Godarzi|Cora M. Holicki|Felicity D. Chandler|Reina S. Sikkema|Edwin J.A. Veldhuizen|Aart van Amerongen|Tijs J. van den Berg|Andrea Gr?ne
荷兰乌得勒支大学生物分子健康科学系病理学部门,地址:Yalelaan 1, 3584 CL 乌得勒支

摘要

乌苏图病毒和西尼罗河病毒这类虫媒病毒会在具备传播能力的蚊子载体与作为储存宿主的鸟类之间循环传播。鉴于乌苏图病毒在荷兰已存在,而西尼罗河病毒的发病率也在上升,在捕捉到的野生鸟类中检测抗体对于疫情监测至关重要。目前还不存在可用于现场快速分析的多分析物、不受物种限制的血清学检测方法。本研究采用了最新研发的、不受物种限制的侧流微阵列免疫检测法,该检测法能够识别乌苏图病毒非结构蛋白1抗体以及西尼罗河病毒NS1特异性抗体。研究者在野外共捕捉了82只野生鸟类进行检测,其中8只鸟对乌苏图病毒检测呈阳性,这些鸟被纳入另外18只鸟的样本组,随后使用金标准检测方法——西尼罗河病毒90%焦点减少中和试验进行进一步检测。与金标准检测结果相比,该侧流免疫检测法的灵敏度为100%,特异性为89%。此外,该检测法还检测到一只欧亚乌鸫出现了针对乌苏图病毒的血清转化现象,这一结果也得到了金标准检测的确认。研究还依据世界卫生组织的REASSURED评估标准对检测方法的性能进行了评价,该检测法获得了最高分值的81%。虽然仍需进一步优化并开展更广泛的验证,但这项研究证明了该检测法在野外进行乌苏图病毒血清学筛查的可行性。其快速、多分析物且无需复杂设备的特点,非常适合在荷兰的鸟类监测点以及资源有限的地区用于现场检测和针对性监控。

引言

虫媒病毒是指通过蚊子、蜱虫等节肢动物载体从储存宿主或终末宿主传播到其他宿主的病毒。属于黄病毒科的西尼罗河病毒和乌苏图病毒,会在具备传播能力的蚊子与某些作为储存宿主的鸟类之间形成循环传播链。偶尔也会发生病毒溢出现象,即蚊子将这些虫媒病毒传播给人类、马等终末宿主(Nikolay, 2015)。
荷兰在2020年首次在普通白喉鸟身上检测到西尼罗河病毒,同年也在人类体内发现了该病毒(Sikkema et al., 2020, Vlaskamp et al., 2020)。在此之前,乌苏图病毒于2016年首次在荷兰的乌鸫身上被发现,不久之后也在荷兰的献血者体内被检测到(Rijks et al., 2016, Zaaijer et al., 2019)。此后,研究发现荷兰境内的其他鸟类也可能感染西尼罗河病毒和乌苏图病毒,包括欧亚乌鸫、歌鸫以及欧亚寒鸦等(Agliani et al., 2023, Lim et al., 2014)。
荷兰拥有大量的湿地栖息地,是来自西尼罗河病毒和乌苏图病毒流行地区的候鸟的中途停留地,同时当地也存在着大量具备传播能力的蚊子,比如库蚊(Esser et al., 2020, Krol et al., 2023)。气候变暖和降水模式变化等因素会影响蚊子的分布范围和传播速度,进而可能导致更频繁、更严重的疫情爆发(Erazo et al., 2024)。综合来看,对荷兰境内的西尼罗河病毒和乌苏图病毒进行监测极为重要,因为若未能及时发现其传播,不仅会威胁公共卫生,还会影响当地生态,比如2016年夏季就曾出现大量野生鸟类和圈养鸟类死亡的现象(Esser et al., 2020, Rijks et al., 2016)。
作为荷兰持续监测工作的重要组成部分,全国各地都设有鸟类环志站。在这些站点,人们会捕捉野生鸟类,并收集各种生理数据和生物样本(Sikkema et al., 2020)。根据捕获鸟类的体型大小,会采集全血样本或干血斑,然后送至实验室进行分子检测和血清学分析。目前在野外使用即时检测技术对样本进行检测时,主流方法是通过RT-PCR直接检测病毒,或者检测病毒抗原(Bedin et al., 2017, Ganguli et al., 2017, Sharma et al., 2020, Song et al., 2016)。与分子检测技术相对应,血清学方法则用于判断机体是否因病毒感染而产生了针对该病毒的特异性抗体,这样即便病毒已经消失,也能检测出曾经的感染史。在现有的血清学检测方法中,中和试验是目前公认的金标准,具有很高的特异性,但操作繁琐且检测通量较低。蛋白质微阵列技术虽然能提高检测通量,但特异性有所下降,而且这两种技术都需要专业的实验室设施支持(Cleton et al., 2017)。
目前已有针对登革热病毒和基孔肯雅热病毒的即时检测型血清学检测方法,但这些方法只能检测针对单一病毒的抗体,且受物种限制(Fischer et al., 2021)。由于西尼罗河病毒和乌苏图病毒能够感染多种物种,而且还有共存传播的记录(Nikolay, 2015),理想的即时检测型血清学检测方法应当具备多分析物检测能力且不受物种限制。侧流检测技术是一种成熟且易于使用的检测方法,非常适合在野外进行检测。此前已经有一种侧流微阵列免疫检测法,可用于检测人类、马、欧亚寒鸦和普通乌鸫血清中的西尼罗河病毒和乌苏图病毒抗体。这种检测法不仅具备多分析物检测能力、不受物种限制且操作简单,还被证明在检测乌苏图病毒非结构蛋白1抗体和西尼罗河病毒NS1特异性抗体方面具有较高的灵敏度和特异性(Godarzi et al., 2024)。
在本研究中,研究人员使用新鲜采集的全血,在野外评估了这种侧流微阵列免疫检测法的性能。评估时参考了基于世界卫生组织REASSURED诊断标准的评分体系,该标准涵盖了实时检测能力、样本采集便捷性、成本合理性、灵敏度、特异性、用户友好性、检测速度与稳定性、是否无需复杂设备或设备简单以及环保性、结果能否及时传递给最终使用者等维度(Otoo and Schlappi, 2022)。研究重点关注的是,这种不受物种限制的侧流免疫检测法在真实的野外环境中,是否能够达到足够高的灵敏度、特异性和用户友好性,从而成为一种可靠的现场筛查工具,可与实验室里的蛋白质微阵列检测法和90%焦点减少中和试验相媲美。像本研究中所介绍的这类检测法,有望成为荷兰虫媒病毒监测工作的有力辅助工具,可在实验室进行更耗时、成本更高的血清学检测之前,快速对野外样本进行初步筛查。更重要的是,它还可以作为一种低成本、易操作的即时检测型血清学检测方法,应用于疾病负担较重的偏远或资源匮乏地区。

内容片段

野生鸟类的全血采样

本研究选择位于荷兰中部的VogelRingStation de Haar Constant Effort Site作为野外检测地点。该地点是荷兰境内已知在西尼罗河病毒以及尤其是乌苏图病毒在蚊子和野生鸟类体内的分子检测和血清学检测方面表现突出的区域(Münger et al., 2025),因此也是荷兰持续开展病毒监测工作的重点区域。
在鸟类环志站捕捉到的所有鸟类中,都是按照既定流程从它们的肱静脉中采集全血的

使用侧流微阵列免疫检测法检测的鸟类概况

总共有82只鸟类通过该侧流微阵列免疫检测法接受了检测。其中8只鸟的检测结果呈阳性,其中包括1只歌鸫和6只欧亚乌鸫,这两类鸟对西尼罗河病毒和乌苏图病毒检测均呈阳性;另有1只歌鸫仅对乌苏图病毒检测呈阳性(见表1)。在8只检测呈阳性的鸟类中,有7只的乌苏图病毒NS1检测斑点强度高于西尼罗河病毒NS1的检测斑点强度(见补充表1)。与这一趋势一致,对这7份样本进行的对比检测显示,乌苏图病毒NS1的检测斑点强度明显高于西尼罗河病毒NS1的检测斑点强度

讨论

本研究依据世界卫生组织的REASSURED评估标准所制定的评分体系,评估了这种不受物种限制的西尼罗河病毒和乌苏图病毒侧流微阵列免疫检测法在真实野外环境中的性能,判断其是否能够作为可靠的现场血清学筛查工具。在4天的采样期内,共检测了82只鸟类,其性能从可用性和诊断准确性两个维度进行了评估。
检测结果的符合程度会因将侧流微阵列免疫检测法的结果与蛋白质微阵列检测法或90%焦点减少中和试验的结果进行比较而有所不同

作者贡献

BG负责准备了本研究用到的所有侧流微阵列免疫检测试纸,还负责准备所有检测样本并对其进行检测,同时分析了检测数据,并撰写了论文初稿。CH和FC负责测试蛋白质微阵列检测法和90%焦点减少中和试验的样本,分析检测结果,并撰写了相关方法的描述部分。CH和FC还为这两种检测方法提供了技术支持。TvdB负责为所有被捕捉的鸟类采集血液样本。所有作者都参与了论文的审阅和修改工作,所有人都阅读了最终版本的内容,提出了重要意见,并一致通过了该版本

资金支持

本文是“在不断变化的世界中防范虫媒病毒疫情:一体化健康防控策略”项目(项目编号NWA.1160.1S.210)的一部分,该项目得到了荷兰研究委员会的部分资助。

CRediT作者贡献说明

van den Berg Tijs J: 撰写——审阅与编辑,资源提供。 Andrea Gr?ne: 撰写——审阅与编辑,研究指导。 Aart van Amerongen: 撰写——审阅与编辑,研究指导,资源提供。 Bijan Godarzi: 撰写——审阅与编辑,初稿撰写,数据可视化,软件应用,方法设计,实验实施,数据分析,概念构建。 Sikkema Reina S: 撰写——审阅与编辑,资源提供。 Edwin J.A. Veldhuizen: 撰写——审阅与编辑。 Holicki Cora M: 撰写——审阅与编辑,

关于写作过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明

在撰写本论文期间,作者BG使用了Perplexity工具,目的仅为提升文本的语言表达水平、清晰度与可读性。使用该工具后,作者对文本进行了仔细的审阅、修改和调整,确保最终提交的成果体现的是自己独立的分析、解读和原创性贡献。作者对本文的内容承担全部责任。

利益冲突声明

无需要声明的利益冲突。

利益冲突声明

作者声明,自己不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
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