基孔肯雅熱（CHIKF）是一種由基孔肯雅病毒（CHIKV）感染所引起的以發熱、皮疹、肌肉痛和關節痛等為主要症狀的蚊媒傳染病，于1952年在坦尚尼亞南部首次被發現。CHIKV是一種RNA病毒，屬于披膜病毒科甲病毒屬，通常在非人類靈長類動物、哺乳動物宿主和蚊蟲之間以曲線式循環傳播。考慮到全球流行和非流行地區的蚊子頻繁流動，中國本土蚊蟲可能也已經具備傳播病毒的能力。是以，亟待提高大陸對該種疾病的認知水準和監測能力。
圖1 基孔肯雅病毒的生命周期：森林循環與城市循環之間互相關聯
CHIKV具有高度傳染性，被認為是繼瘧疾和登革熱之後傳播最快的蚊媒傳染病之一。目前尚沒有針對該病毒的疫苗或特效藥物。由于其臨床症狀和體征與登革熱、寨卡相似，在這些疾病常見地區極易被誤診，一旦出現聚集性疫情，将會産生嚴重外溢效應。是以，對于該種疾病的鑒别診斷至關重要。用來診斷CHIKV感染的方法包括病毒分離、病毒基因組檢測法或酶聯免疫分析（ELISA）。與細胞培養相比，熒光定量PCR（qRT-PCR）分析是一種可行的病毒核酸檢測替代方法。但是，該種技術實驗條件要求高、耗時長且漏檢率極高。基于抗體ELISA血清學檢測是一種簡單、有效識别和定量病毒抗原的方法。據調研，商業化ELISA以進口為主，價格昂貴，僅用于檢測CHIKV患者的IgM和IgG抗體。全球持續性貿易和國際旅行增長可能增加蚊媒病毒出現的機率，有必要在機場或出入境口岸等使用快速診斷試劑對發熱的入境人員進行CHIKV感染篩查，以減少向境内輸入和傳播的風險。
近日，中山大學公共衛生學院陸家海教授團隊在Journal of Nanobiotechnology發表了題為Highly potent multivalent VHH antibodies against Chikungunya isolated from an alpaca naïve phage display library 的研究論文。針對目前暫未有成熟的檢測CHIKV E2抗原ELISA成品，利用羊駝源天然噬菌體文庫，以CHIKV E2抗原為靶點，通過生物學淘選法篩選納米抗體，以此抗體為基礎來建立一種友善、快捷的ELISA血清學檢測方法。
圖2 實驗方案
與傳統抗體相比，納米抗體具有結構穩定、親和力高、不易聚集、可識别潛在抗原表位、易于人源化等優點，常被用作結構生物學、細胞生物學和發育生物學等研究工具。通過三輪生物學淘選，成功篩選出20株特異性納米抗體。其中，對納米抗體Nb-2E8和Nb-3C5進行串聯改造，發現其在納摩爾範圍内與E2蛋白特異性高親和力結合。結果表明，與單價抗體相比，多價納米抗體Nb-2E8和Nb-3C5顯示出高親和力。與單價形式相比，親和力提高100倍以上，表明可以應用于檢測血清中的CHIKV病毒顆粒，并為疾病診斷、藥物治療和疫苗研發等提供幫助。
圖3 CHIKV E2蛋白與納米抗體之間互相作用動力學分析
使用BiNb-2E8作為捕獲抗體和HRP結合的BiNb-3C5作為檢測抗體，建立基于納米抗體夾心法ELISA。在5-1000 ng/mL範圍内，OD450值和E2蛋白濃度之間獲得了良好的線性關系（r=0.9864，P<0.0001），表明其具有定量檢測E2蛋白的潛力。
圖4 一種基于多價納米抗體基孔肯雅熱病毒夾心ELISA檢測方法
以上結果表明本研究篩選的納米抗體可應用于制備快速、便捷的CHIKV檢測試劑，為實作CHIKV快速精準診斷，提供有力技術保障和原料支撐。本研究是基于蚊媒傳染病實際需求與重大科學問題為導向的多學科交叉融合，助力蚊媒傳染病系統診斷水準提升，實作協同創新。同一健康（One Health）的核心是從人-動物-環境交界面出發，通過跨學科、跨部門、跨地區的合作，解決新發傳染病的監測、預警及應對難題，改善人和動物生存、生活品質。未來将借鑒同一健康理念，進一步在蚊媒傳染病疫苗領域深化合作和探索。并期待以多學科、跨部門交叉融合的手段來關注人類和動物健康，應對諸多挑戰。
中山大學公共衛生學院博士生李芊璘為論文第一作者，陸家海教授為論文通訊作者，中山大學公共衛生學院為該工作的第一完成機關。
本文轉載自中山大學新聞網
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https://doi.org/10.1186/s12951-022-01417-6
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