Een snelle en accurate point-of-care test voor invasieve pulmonale aspergillose wordt gepresenteerd. Het maakt gebruik van laterale-flow technologie met een specifiek monoklonaal antilichaam dat bindt aan een<em> Aspergillus</em> Antigeen uitgescheiden tijdens longinfecties. De test is compatibel met serum en brochoalveolar lavage en vertegenwoordigt een nieuwe adjunct-test voor de diagnose van de ziekte.
Invasieve aspergillose pulmonale (IPA) is een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit bij hematologische maligniteit patiënten en hematopoietische stamceltransplantatie afnemers 1. Detectie van IPA staat voor een enorme diagnostische uitdaging en, bij gebreke van een 'gouden standaard', is gebaseerd op een combinatie van klinische gegevens en de microbiologie en de histopathologie waar mogelijk. De diagnose van IPA moet voldoen aan de Europese Organisatie voor Onderzoek en behandeling van kanker en het Nationaal Instituut voor Allergie en Infectieziekten Mycologie Study Group (EORTC / MSG) consensus definitie van "bewezen", "waarschijnlijk", en "mogelijk" invasieve schimmelinfecties 2 . Momenteel zijn er geen op nucleïnezuur gebaseerde tests zijn extern gevalideerd voor IPA-detectie en zo polymerase chain reaction (PCR) is niet opgenomen in de huidige EORTC / MSG diagnostische criteria.
Identificatie van Aspergillus in histologische coupes is problematisch omdat van Simimatigheden in hyphal morfologie met andere invasieve pathogene schimmels 3, en bewezen identificatie vereist isolatie van de etiologische agent in zuivere cultuur. Cultuur-gebaseerde benaderingen afhankelijk van de beschikbaarheid van biopsiemonsters, maar deze zijn niet altijd toegankelijk bij zieke patiënten, en niet altijd opleveren levensvatbare propagulen voor cultuur wanneer het verkregen.
Een belangrijk kenmerk in de pathogenese van Aspergillus is angio-invasie, een eigenschap die mogelijkheden om de schimmel immunologisch te volgen met behulp van tests die kenmerkende antigene handtekeningen moleculen te detecteren in het serum en bronchoalveolaire lavage (BAL) vocht levert. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van de Platelia enzymimmunoanalyse (GM-mer) die Aspergillus galactomannan en een pan-schimmel 'assay (Fungitell test) dat het geconserveerde schimmel celwandcomponent detecteert (1 → 3)-β-D-detecteert glucan, maar niet in de mucorales deze component in de celwanden 1,4 ontbreekt. Isklaagt rond de nauwkeurigheid van deze testen 1,4-6 heeft geleid tot de recente ontwikkeling van de volgende generatie monoklonale antilichaam (Mab)-gebaseerde testen die surrogaat-markers van infectie 1,5 op te sporen.
Thornton 5 Onlangs beschreef het genereren van een Aspergillus-specifieke Mab (JF5) met behulp van hybridoma-technologie en het gebruik van een immuno-chromatografische laterale-flow-apparaat (LFD) voor de point-of-care (POC) diagnose van IPA te ontwikkelen. Een groot voordeel van de LFD is de mogelijkheid om te detecteren, omdat MAb JF5 bindt aan een extracellulair glycoproteïne antigeen dat wordt uitgescheiden tijdens actieve groei van de schimmel slechts 5. Dit is een belangrijke overweging bij het gebruik van vloeistoffen, zoals long-BAL voor het diagnosticeren van IPA, omdat Aspergillus sporen zijn een gemeenschappelijke component van de ingeademde lucht. Het nut van het apparaat in het diagnosticeren van IPA is aangetoond met behulp van een diermodel van infectie, waar de LFD weergegeven verbeterde gevoeligheid en specificity opzichte van de Platelia GM en Fungitell (1 → 3)-β-D-glucanen assays 7.
Hier presenteren we een eenvoudige procedure om LFD Aspergillus antigeen te detecteren in menselijk serum en BAL vloeistoffen. De snelheid en nauwkeurigheid biedt een nieuwe adjunct point-of-care test voor de diagnose van het IPA in hematologische maligniteit patiënten.
De definitieve identificatie van IPA kan pas echt worden bereikt door isolatie van de etiologische middel van biopsie monsters, maar het herstel van monsters die is vaak niet mogelijk bij erg zieke patiënten en Aspergillus is zelden vergoeding in aanmerking komen uit het bloed. Terwijl de grote vooruitgang geboekt in het gebruik van de berekende tomografische het scannen van de kist in IPA diagnose, kenmerken die wijzen op pulmonale IPA zoals het "halo" of "air-halve maan" tekenen zijn of van voorbijgaande aard of kunnen worden toegeschreven aan de ademhaling artefacten of schimmelinfecties 11,12. Deze gegevens worden daarom aangevuld met serologische technieken die gericht zijn op handtekening moleculen (GM-en β-glucan) identificeren van schimmels die circuleren in het serum van de patiënt of die aanwezig zijn in BAL vocht, sputum of urinemonsters 13. Hoewel deze tests weer te geven voldoende gevoeligheid, zij niet over voldoende specificiteit of last heeft van interferentie onder bepaalde voorwaarden 1,6 </sup>.
De LFD-test voor detectie IPA hier gepresenteerde kan de 'point-of-care' diagnostiek van IPA en exploits technologie die is gebruikt om in tests op heden voor de detectie van virussen, bacteriën, parasieten en toxines 14-19 en, zoals bekend, voor het huis zwangerschap test voor het eerst geïntroduceerd door Unipath in 1988. In de Aspergillus LFD hier beschreven, wordt de Aspergillus-specifieke MAb JF5 geïmmobiliseerd op een opname zone (de test lijn) op een poreuze nitrocellulose membraan. Anti-muis immunoglobuline geïmmobiliseerd op het membraan in een aparte zone diende als een interne controle (controlelijn). Bij toevoeging van serum of BAS vloeistof de introductie poort MAb JF5-conjugaat in het vrijkomen pad bindt aan het doelantigeen en complexer dan passeert langs het poreuze membraan door capillaire werking. MAb JF5 geïmmobiliseerd in de vangst zone bindt aan de JF5-colloïdaal goud-antigen complex met als gevolg een rode testlijn. Elke niet-gebonden JF5-colloïdaal goudconjugaat bindt aan de interne controle te geven dat de test correct is uitgevoerd. Dit resulteert in een rode stuurleiding.
De test is snel, het nemen van slechts 15 minuten uit te voeren, is goedkoop in vergelijking met serum en BAL tests op basis van GM en de β-glucan detectie, en vereist geen dure apparatuur of uitgebreide laboratoriumfaciliteiten te lopen. Bovendien heeft MAb JF5 geen kruisreactie met de drugs of verontreinigende stoffen waarvan is aangetoond dat tot vals-positieve reactie in de GM-en β-glucan testen 1,4,6 veroorzaken. Een bijkomend groot voordeel ten opzichte van de huidige diagnostische tests is de LFDs mogelijkheid om activiteiten die een indicatie van invasieve groei van Aspergillus soorten op te sporen.
Een kritische stap in de LFD procedure is de noodzaak om te lezen van de resultaten 15 min na het aanbrengen van het serum of BAL monster naar het apparaat. De test moet niet langer dan 15 min voor het opnemen van de resultaten, omdat dit een vertekend beeld van resultaat interpretatiop. Een zwakke reacties niet worden versterkt door verlenging van de incubatietijd. Warmtebehandeling van serum van diermodellen van infectie is gebleken testgevoeligheid verbeteren. Een beperking van de test is dat het kwalitatief is, en is afhankelijk van de operator om een subjectieve beoordeling van positiviteit te maken. De intensiteit van de test lijn afhankelijk van het antigeen inhoud van serum en BAL monsters (figuur 1). Echter, een positieve reactie (bepaald in vergelijking met bekende negatieven) geeft de aanwezigheid van Aspergillus antigeen en derhalve infectie. Om de subjectiviteit van LFD testen te beperken, hand-held apparaten beschikbaar die het mogelijk maken kwantificering van LFD testlijn intensiteiten en kan de vaststelling van drempelwaarden voor antigeendetectie 20.
Toekomstige ontwikkelingen van de LFD zijn onder meer de commercialisering en de ontwikkeling van een multiplex LFD dat simultane detectie van andere invasieve pathogene schimmels kunnenmet zeer specifieke MAbs 3.
The authors have nothing to disclose.
Financiering van Dr Thornton van Pfizer Limited wordt dankbaar erkend.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Aspergillus LFD | University of Exeter | Available from the corresponding author on request | |
RPMI-1640 | Sigma | R0883 | |
L-Glutamine | Sigma | G7513 | |
Fetal calf serum | Biosera | S9100 | Other sources of fetal calf serum can be used in the preparation of TCM |
EDTA | Fisher Scientific | BPE120-1 |