在这里, 我们提出了检测人胰岛抗体的方法, 使用电化学发光 (ECL) 测定。该协议, 用于预测1型糖尿病, 可以扩大, 以检测自身抗体的其他自身免疫性疾病。
精确定位与1型糖尿病 (T1D) 相关的胰岛自身抗体, 在一般人群中导致该疾病的投射和阻吓作用。新的微量液相检测是胰岛自身抗体具有较高的灵敏度和特异性比目前的 “金” 标准无线电结合检测 (澳大利亚)。通过对 RBAs 中产生的低风险、低亲和性自身抗体和常规酶联免疫吸附测定 (ELISA 法) 鉴别高风险、高亲和力的自身抗体, presymptomatic T1D 的发生更精确地定义了其发病。).本试验中使用的抗原蛋白分别标记为磺标记和生物素。每个使用特定抗原蛋白的 ECL 自身抗体检测都需要一个优化步骤才能用于实验室应用。这一步骤对于确定磺标记和生物素两种不同抗原的血清酸处理、浓度和比值的要求尤为重要。在磷酸缓冲液 (PBS) 中, 血清样本与磺标记共轭和生物素化捕获抗原蛋白混合, 含有5% 牛血清白蛋白 (BSA)。之后, 样品在4摄氏度一夜之间孵化。同一天, 链亲和素涂层板准备与阻滞剂缓冲和孵化过夜4摄氏度。第二天, 冲洗链亲和素板, 将血清抗原混合物转移到板上。将盘子放在平板振动筛上, 在低速时设置, 并在室温下孵育1小时。随后, 板再次清洗, 并添加读卡器缓冲区。然后将该板材计入板读机上。结果通过一个指数来传达, 这是由内部标准阳性和阴性对照血清样本产生的。
最近建立了一个分期分类系统, 以协助诊断患者 T1D 的初始阶段。准确检测人胰岛自身抗体在识别和分期 presymptomatic 1 型糖尿病中起着重要作用, 因为胰岛自身抗体的存在表明β细胞自身免疫的存在。糖尿病对患者的影响, 从最初发生β细胞自身免疫到症状性疾病, 与胰岛自身抗体的数量和类型有关, 是可变的2,3。
胰岛自身抗体血清、效价和亲和性的年龄会影响症状1型糖尿病的进展率4,5,6,7,8 ,9,10。最近, 已开发的 ECL 检测得到了广泛的验证, 显示了更高的灵敏度, 并有更多的疾病特定的10,11,12,13。这些方法通过早期检测胰岛自身抗体来增强糖尿病风险的预测和分期。它们更准确地标记了胰岛自身免疫的启动, 忽略了与糖尿病无关的低亲和力和低风险信号。
在 ECL 检测中, 血清中的自身抗体, 如果存在, 将磺标记共轭抗原与生物素化捕获抗原结合在液相中。在桥接后, 生物素链接器被捕获在固相中, 并通过 ECL 检测到链亲和素涂层板上的磺标记(图 1)。
本研究主要利用人胰岛抗体的单抗体 ECL 测定。简要地介绍了基于单 ECL 检测的复用抗体检测方法。利用15µL 血清, 多项分析可用于在单井中识别多种、多达10种自身抗体。这种简单的高通量检测方法可用于在一般人群中同时筛选多种相关自身免疫性疾病的多种自身抗体。
胰岛自身抗体是目前1型糖尿病自身免疫的最可靠的生物标志物。它们标志着胰岛特异性自身免疫的发生, 并确定显性疾病风险。对胰岛自身抗体的 ECL 检测在多国和国际1型糖尿病临床试验中得到了广泛的验证。与目前的 “金” 标准 RBAs 相比, 该检测显示出灵敏度和特异性的提高。通过对高亲和性和高危胰岛自身抗体的鉴别, 通过对澳大利亚央行产生的低风险、低亲和力的信号进行判别, 该方法已显示出其优越的优越性。这在只有单胰岛抗体阳性且从未进展为1型糖尿病的学科中尤为引人注目。这些低亲和性自身抗体的大部分被发现在后续的检测过程中丢失了数月到数年, 表现为 “瞬态阳性”。正如先前假设的, 这些低亲和力 ‘ 单 ‘ 抗体可能是由免疫与交叉反应分子。而较高的亲和性, 更高的风险胰岛抗体导致免疫与胰岛抗原本身。此外, ECL 检测已经表明有能力提前的时间, 从目前标准的无线电结合检测 (澳大利亚) 的儿童与糖尿病前, 谁被跟踪到临床糖尿病从出生。一个正在进行的国际临床试验, 糖尿病的环境决定因素, 年轻 (泰迪), 取决于准确的检测, 以确定的时间和外观的第一个胰岛自身抗体 ‘ 血清 ‘, 标志着胰岛的开始自身免疫和识别环境诱因。在 ECL 检测中增加灵敏度的一个可能的原因是, 该检测捕获所有免疫球蛋白类: igg、IgM、IgA 或 IgE, 而不是仅依靠检测 igg 的传统的澳洲联储或 ELISA。
在 ECL 化验中, 对于某些特定的自身抗体, 如 IAA, 抗体对抗原的约束力似乎被某些成分在正常的人血清中抑制。为了去除或释放这种抑制, 血清标本的酸性处理是必要的, 在血清的孵化与抗原。如 [图 5] 所示, ECL-IAA 测定法, 对小鼠胰岛素单克隆抗体和患者血清自身抗体与抗原的结合活性有很大的提高。血清样品的酸化, 用于抗体检测, 通常用于解除先前存在的束缚物的分离。在人体血清样品中如何抑制 IAA 信号并通过血清酸化释放的机理尚不清楚, 但此方法已用于其他基于 ECL 的检测14,15。
在一些情况下, 当标记分子, 无论是生物素或磺标记, 抗原蛋白分子的标记 positionsinside 在, 或非常接近抗体结合的关键表位, 这可能会干扰对抗体的结合活动。这将减少化验灵敏度, 并可以彻底撕掉化验。对于常规的标记程序, 每种抗原蛋白分子都需要最大化或饱和度, 通过最大限度地提高每个可能标记位置的标记能力来生成每个标记分子的最大活动或信号。不饱和标记应通过降低标记分子 (生物素和磺标记) 对抗原蛋白的摩尔比, 如果抗原标记成为可能的原因, 抗体结合活动中断。大多数情况下, 主要表位可以更好地保留, 并且可以使用不饱和标记策略释放抗体结合活动的中断。
每种化验都应包括一个内部标准的高正和负控制的指数计算未知样本。在检测的正常控制上限附近的低阳性控制是重要的, 包括监测检测灵敏度。实验室应保持足够整除数的标准阳性和阴性对照, 长期使用, 所有整除数应储存在-20 摄氏度。对于化验质量保证, 化验必须以重复的每一个样本, 每一个阳性结果应确认通过重复样品在一个单独的化验。第三种检测是必要的, 当第二验证性化验不同意第一次化验和两个化验结果, 其中同意 (e. g, +, + 或-,-), 将最终确定一个积极或消极的结果。
通过对单 ECL 检测平台的设置, 可对其进行复用分析。它可以同时确定多达10种不同的自身抗体在一个单井和少量血清。目前, 四个胰岛抗体, 包括 IAA、GADA、IA-2A 和 ZnT8A, 对于 T1D 患者和一般人群的亲属 T1D 进展的风险预测是同等重要的。使用目前单一的自身抗体测量来筛选这4种抗体的方法是费力和低效的, 尤其是大规模的人群筛查。重要的是, 多达40% 的 T1D 患者有额外的自身免疫状况16,17,18。不幸的是, 没有简单和廉价的工具来筛选这些条件。多路 ECL 试验不仅能够将4种目前主要的胰岛抗体检测结合在一起, 而且能够进一步结合其他相关自身免疫性疾病的自身抗体测定。这使得在大规模人群中同时有效地进行多种自身免疫性疾病的高通量筛选成为可能。在多路 ECL 检测中, 如 [图 6] 所示, 在液相形成的每个抗体-抗原复合体将被限制在同一井中的特定链接器源点。车牌读取器上的信号接收器能够识别来自10种不同源点的信号。然而, 具有极高信号的斑点可以产生高的分析背景, 并通过交叉谈话对相邻点造成干扰。因此, 每个抗体检测的上限信号应限制在少于2万的计数。在我们的经验中, 较低背景的自身抗体应放置在相对较远的地方, 在设计现场地图时有较高的计数。对于长期的研究使用多用途的 ECL 检测, 建议使用相同的抗体测定, 以保持该检测一致。
The authors have nothing to disclose.
这项工作得到了 NIH 赠款 DK32083, JDRF 赠款 2-2015-51 Q R 的支持。
Human recombinant proinsulin protein(PINS) | AmideBio | Human Proinsulin, Rec | |
Human recombinant GAD65 protein | Diamyd | rhGAD65 | |
Human recombinant IA-2 protein | Creative BioMart | IA2 | |
1x Phosphate Buffered Saline (PBS), pH 7.4 | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 | |
10x PBS, pH 7.4 | Thermo Fisher Scientific | 70011-044 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | SIGMA-ALORICH | A7906-500G | |
96-well PCR plate | Fisher | 14230232 | |
Streptavidin coated plate | MSD | L15SA | |
Zeba sizing spin column | Thermo Fisher Scientific | 89890 | |
Twen-20 | Fisher | BP337-500 | |
HCl | Fisher | A144-500 | |
NaOH | Fisher | SS255-1 | |
Trizma Base | Fisher | BP152-5 | |
EZ-Link Biotin | Thermo Fisher Scientific | PI21329 | |
Sulfo-tag | MSD | R91AO-1 | |
Blocker A | MSD | R93AA-1 | |
4x Read Buffer T with Surfactant | MSD | R92TC-1 | |
EZ-Link NHS-PEG4-Biotin | ThermoScience | 21329 | |
Sulfo-TAG | MSD | R91AO-1 | |
96-well polymerase chain reaction (PCR) plate | Fisher brand | 14230232 | |
96-Well Streptavidin plate | MSD GOLD | L 15SA-1 | |
Zeba Spin Desalting Column | ThermoScience | PL208984 | |
96-well Plate Shaker | Perkin Elmer | 1296-003 | |
Plate Reader | MSD | QuickPlex SQ120 | |
Benchtop centrifuge with bucket rotary | Beckman | Allegra X-15R |