利用源自非洲和南美洲间日锥虫菌株的嵌合蛋白开发牛锥虫病的侧流免疫检测方法

《Veterinary Parasitology》:Development of a Lateral Flow Immunoassay for Bovine Trypanosomosis Using a Chimeric Protein Derived from African and South American Trypanosoma vivax Strains

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月16日 来源:Veterinary Parasitology 2.7

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  •为诊断间日疟原虫,研究人员开发了一种嵌合型ISG抗原(QIAFAM)。•与ISG抗原混合物相比,QIAFAM-ELISA检测方法的灵敏度更高,达95.3%。•一种基于QIAFAM的新型侧流检测方法在实地试验中的灵敏度达到了98%。•该检测方法结合了非洲和南美的ISG抗原,因此适

  
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    为诊断间日疟原虫,研究人员开发了一种嵌合型ISG抗原(QIAFAM)。
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    与ISG抗原混合物相比,QIAFAM-ELISA检测方法的灵敏度更高,达95.3%。
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    一种基于QIAFAM的新型侧流检测方法在实地试验中的灵敏度达到了98%。
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    该检测方法结合了非洲和南美的ISG抗原,因此适用于更广泛的地理区域。
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    它是一种快速、可在现场使用的工具,可用于牛锥虫病的监测。

引言

动物非洲锥虫病对农业活动频繁地区的畜牧业构成严重威胁,尤其是撒哈拉以南非洲地区,南美洲也有少量病例(Dagnachew等,2015;Desquesnes等,2022a、2022b;Osório等,2008)。当该疾病感染牛只时,也被称作牛锥虫病,其致病菌为锥虫属的多种血寄生虫。在南美洲,间日疟原虫是主要的致病菌(Betancur Hurtado等,2016;Riet-Correa等,2025)。在非洲,该疾病每年导致约300万头牛死亡,还需进行约3500万次驱虫治疗。据估计,该疾病给农业GDP带来的经济损失每年超过47.5亿美元(FAO,2022)。在南美洲,间日疟原虫已成为一个重要的流行病学问题。这种寄生虫通过跨大西洋运输的牛只从非洲传入,已在多个地区成功定植(Desquesnes,2004;Desquesnes和Dia,2003)。与其他锥虫种类不同,间日疟原虫不需要采采蝇作为传播媒介,这一特点促使它能够在非洲以外地区传播(Desquesnes等,2022a)。有研究证实,通过嗜血昆虫如虻类,间日疟原虫也可以通过机械传播方式扩散(Desquesnes和Dia,2003)。有研究估计,南美洲约有3亿头牛面临感染风险(Dávila和Silva,2000)。在南锥体地区,反复发作的牛锥虫病对畜牧业造成了严重影响(Riet-Correa等,2025)。
传统上,动物非洲锥虫病的诊断依赖寄生虫学方法,但在寄生虫数量较少的情况下,这类方法的灵敏度不够理想(Alcindo等,2022;Bastos等,2017;de Melo-Junior等,2024;Desquesnes,2004;Desquesnes等,2022a;Woo,1969)。因此,血清学方法逐渐受到重视。这类方法通过检测寄生虫特异性抗体来实现诊断,检测对象可以是完整的寄生虫(Luckins,1977)、抗原裂解物(Luckins和Mehlitz,1978),或是异源表达的重组蛋白(Bontempi等,2024;Boulangé等,2017;Fleming等,2016;Pinheiro等,2021;Uzcanga等,2016)。在各类相关抗原中,不变表面糖蛋白因其在间日疟原虫细胞表面表达水平较低、无明显抗原变异且其生物学功能尚未完全明确,而被视为诊断和疫苗研发的理想候选分子(Romero-Ramirez等,2022;Ziegelbauer等,1992)。尽管存在这些限制,但由于其在不同地理区域的菌株中结构和抗原性都较为稳定,因此既可用于疫苗研发(Autheman等,2021;Díaz等,2026),也可用于诊断(Bontempi等,2024;Fleming等,2016;Sullivan等,2013)。Fleming等(2016)在非洲菌株中发现了一种具有较高诊断潜力的ISG(TvY486_0045500),并通过感染非洲牛只的血清对其进行了验证。随后,我们从南美洲的间日疟原虫菌株中发现了同源的ISG,并基于多种ISG抗原混合物开发出一种针对间日疟原虫的ELISA诊断试剂(Bontempi等,2024)。有研究表明,在阿根廷,基于多种抗原混合物的ELISA技术能够提高对感染牛只血清中牛锥虫病病原体的检测灵敏度和特异性(Bontempi等,2024)。
快速诊断设备的应用,包括侧流免疫分析法,能够在现场快速识别感染情况(Boehringer和O’Farrell,2021;Mabey等,2004;Posthuma-Trumpie等,2009)。对于牛锥虫病这类疾病而言,快速诊断至关重要,因为这能避免实验室检测方法往往存在的种种延误,比如样本运输和处理所需的时间。在这种背景下,即时检测工具能为兽医提供及时支持,帮助他们迅速采取治疗和控制措施,从而降低畜群中的发病率、死亡率以及寄生虫的传播速度(Boulangé等,2017;Ramsay等,1999)。因此,基于高度保守抗原开发用于动物非洲锥虫病检测的侧流免疫分析试剂,是开展流行病学监测和有效控制疾病的重要策略(Fleming等,2016)。在本研究中,我们通过结合来自非洲和南美洲间日疟原虫分离株的两种已鉴定的不变表面糖蛋白,设计出一种嵌合蛋白。我们通过ELISA方法评估了这种重组抗原的诊断性能,随后又开发出一种新型侧流免疫分析设备,用于快速检测牛只体内的抗间日疟原虫抗体。

章节节选

伦理声明

本研究严格遵循阿根廷国家动物实验委员会的指导原则,并获得了滨海国立大学生物化学与生物科学学院研究伦理与安全委员会的批准(审批编号:CE2021-02)。牛只的处置和采样工作由受过专业培训的人员负责。研究始终将动物的福利放在首位,所有操作均严格按照相关规范执行

重组QIAFAM蛋白的表达与纯化

基于我们之前发表的研究成果(Bontempi等,2024),我们旨在开发一种源自非洲和美洲间日疟原虫不变糖蛋白的重组嵌合抗原。这种被命名为QIAFAM的重组蛋白是通过将非洲间日疟原虫的全长糖蛋白TvY486_0045500(在TRiTrypDB数据库中有记录:http://tritrypdb.org/tritrypdb/))与美洲间日疟原虫糖蛋白TvISGAM的可溶性结构域融合而构建的。该重组蛋白的设计

讨论

近年来,牛锥虫病再度成为全球范围内威胁畜牧业健康的重要疾病。间日疟原虫已在非洲、拉丁美洲和亚洲的至少40个国家被发现,可感染47种以上的哺乳动物(Asghari和Rassouli,2022;de Melo-Junior等,2024;Fetene等,2021)。在拉丁美洲,间日疟原虫已在12个以上国家形成地方性流行,疫情爆发时的患病率在5%到50%不等(Bontempi等,2024;Dávila

资金支持

本研究得到了阿根廷国家研究、技术开发与创新促进局的资助:科学和技术研究项目(https://www.argentina.gob.ar/ciencia/agencia),项目编号为PICT-2020-SERIEA-02592(IAB);此外还得到了阿根廷国家科学和技术研究委员会的资助(CONICET);NP、DA、GD、IM和IB这几位作者的工资则由CONICET提供。这些资助机构并未参与研究设计的制定或数据收集工作

CRediT作者贡献说明

Pujato Nazarena:撰写——初稿、方法学、研究实施、正式分析、数据整理。Diego Arias:撰写——初稿、方法学、研究实施、正式分析。Larisa Rossini:验证、方法学、数据整理。Genaro Díaz:软件应用、方法学、正式分析、数据整理。Iván Marcipar:撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、研究实施、概念构建。Bontempi Iván:撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、研究监督,

利益冲突声明

本文作者存在以下利益冲突:我们就本文中描述的诊断抗原申请了专利。

利益冲突声明

作者声明存在以下可能被视为利益冲突的财务利益/个人关系:Ivan Bontempi拥有编号为2334836的待审批专利“具有免疫反应性的改性多肽”。其他作者则声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系
Pujato Nazarena|Diego Arias|Larisa Rossini|Genaro Díaz|Iván Marcipar|Bontempi Iván
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