Đánh giá độ nhạy và độ đặc hiệu của que thử sắc ký miễn dịch nano từ tính tự tạo trong phát hiện nhanh kháng nguyên NS1 của virus Dengue

T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHY VÀ ĐỘ ĐẶC HIU CA QUE THSC KÝ  
MIN DCH NANO TTÍNH TTO TRONG PHÁT HIN NHANH  
KHÁNG NGUYÊN NS1 CA VIRUS DENGUE  
Đỗ Như Bình1,2, Lê Văn Nam1  
TÓM TT  
Mc tiêu: Đánh giá độ nhy và độ đặc hiu ca que thsc ký min dch sdng ht nano  
ttính tto phát hin kháng nguyên NS1 ca virus Dengue. Đối tượng và phương pháp: Sử  
dng ht nano ttính gn kháng thể đơn dòng đặc hiu kháng nguyên NS1 kết hp hin màu  
enzyme để chế to que thsc ký mi n dch ttính, áp dng phát hin NS1 trong các mu  
nhim chủ động và huyết thanh ca bnh nhân để xác định ngưỡng phát hin, độ nhy, độ đặc  
hiu. Kết qu: Que thcó khnăng phát hin NS1 tmc 0,025 ng/ml đối vi týp 1 và týp 3;  
0,01 ng/ml đối vi týp 2 và 0,1 ng/ml đối vi týp 4. Độ nhy và độ đặc hiu đều đạt 100%, cao  
hơn so vi que ththương mi Dengue Ag Rapid Test CE (CTK Biotech, M) và không có  
phn ng chéo vi kháng nguyên NS1 ca virus zika cũng như virus Chikungunya, viêm não  
Nht Bn, HBV và HCV. Kết lun: Que thnano ttính có khnăng xác định nhanh NS1  
trong huyết thanh bnh nhân st xut huyết Dengue.  
Tkhóa: St xut huyết Dengue; Ht nano ttính; Que thsc ký min dch ttính.  
Evaluate the Sensitivity and Specificity of Home-Made Magnetic  
Immunochromatographic Test Strip Using Magnetic Nanoparticle for  
Rapid Detection of Dengue NS1 Antigen  
Summary  
Objectives: To evaluate the sensitivity and specificity of immunochromatographic test strips  
using nanoparticles from the detection of NS1 antigen of Dengue virus. Subjects and  
methods: Using magnetic nanoparticles with NS1 antigen-specific monoclonal antibodies  
combined with a reporter enzyme to make magnetic immunochromatographic test strips,  
applying NS1 detection in actively NS1 spiked samples and patient serum to determine  
threshold, sensitivity and specificity. Results: The threshold comes up with a limit of detection of  
spiked NS1 for 4 serotypes are 0.025 ng/mL of DENV-1 and DENV-3; 0.01 ng/mL of DENV-2  
and 0.1 ng/mL DENV-4. The sensitivity and specificity of nanomagnetic ICT were 100%, higher  
than the commercial Dengue Ag Rapid Test CE (CTK Biotech, USA) and there is no cross-  
reactivity with the recombinant NS1 antigen of Zika, Chikungunya, Japanese Encephalitis, HBV  
and HCV. Conclusion: The magnetic nanoparticle strip test holds a great potential to be  
applied to NS1 detection in the sera of Dengue haemorrhagic fever patients.  
* Keywords: Dengue haemorrhagic fever; Magnetic nanoparticle; Immunochromatographic  
strip test.  
1Bmôn - Khoa Truyn nhim, Bnh vin Quân y 103, Hc vin Quân y  
2Ban Khoa hc Quân s, Bnh vin Quân y 103, Hc vin Quân y  
Người phn hi: Đỗ Như Bình (nhubinh.do@vmmu.edu.vn)  
Ngày nhn bài: 05/5/2021  
Ngày bài báo 26/5/2021  
40  
T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
cơ bản của kỹ thut y so v i c kỹ  
thut chn đoán khác như ELISA, RT-  
PCR là có độ nhạy thp [2, 3, 4, 6].  
ĐẶT VN ĐỀ  
St xut huyết Dengue (SXHD) là mt  
bnh truyn nhim lây truyn qua mui  
gây ra bi virus Dengue, bao gm  
4 týp DENV-1, DENV-2, DENV-3 và  
DENV-4; trong đó, DENV-2 là týp thường  
hay gây ra các biến chng nguy him cho  
người bnh [1, 7]. Đây được coi là m t  
trong mười nguyên nhân hàng đầu vtỷ  
lmc bnh, tvong trên toàn thế gii.  
Theo ước tính ca WHO, có khong 3 -  
3,9 tngười đang sng trên 128 quc gia  
có nguy cơ nhim virus Dengue. Bnh  
nh hưởng đến khong 100 triu người  
mi năm, trong snày có khong 500.000  
người phát trin thành thnng và có >  
25.000 người, chyếu là trem tvong  
trên toàn thế gii [8].  
Mt snghiên cu gn đây cho thy  
khi sdng ht nano/bi tscho phép  
định lượng được cường độ tín hiu trong  
toàn blp nitrocellulose ti vtrí vch tín  
hiu [5, 8]. Ngoài ra, sc ký min dch sử  
dng ht nano/bi tcòn có ưu đim nâng  
cao độ nhy phát hin lên hàng chc ln  
nhờ khả năng m giàu mu bng công  
nghphân ch từ tính [5]. Trong nghiên  
cu này, chúng tôi kết hp gia ht nano  
ttính vi kháng thể đơn dòng đặc hiu  
kháng nguyên NS1 kết hp khuếch đại tín  
hiu bng hin màu enzyme để to que  
thnano ttính nhm: Đánh giá độ nhy  
độ đặc hiu ca que thsc ký min  
dch nano ttính tt o trong phát hin  
nhanh kháng nguyên NS1, giúp chn  
đoán nhanh bnh SXHD.  
Ti Vit Nam, SXHD đã trthành dch  
hàng năm và c 4 týp virus Dengue đã  
được xác định đang lưu hành, phân bố  
khp cn ước. Biu hin lâm sàng chủ  
yếu ca bnh là st cp din và xut  
huyết vi nhiu dng khác nhau, đặc bit  
có thd n đến tvong do gim lượng  
máu lưu hành dn đến tình trng sc [1].  
Vic chn đoán xác định nhanh tình trng  
st có phi do virus Dengue hay không  
ngay tnhng ngày đầu là mt nhu cu  
cp thiết, đặc bit vi týp virus nguy him  
như DENV-2.  
VT LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP  
NGHIÊN CU  
1. Vt liu, hóa cht và thi ết bị  
nghiên cu  
* Vt liu:  
- Mu huyết thanh: Các mu bnh  
phm, trong đó có 50 mu ca người  
khe mnh và 70 mu dương tính vi  
Dengue đã kim chng bng RT-qPCR,  
thu thp ti Khoa Truyn nhim, Bnh  
vin Quân y 103.  
Hin nay, chn đoán SXHD bng que  
ths c ký min dch phát hin kháng  
nguyên NS1 được ưu tiên nghiên cu do  
thi gian trk ết qunhanh và dthc  
hin. Đa snghiên cu đều sdng ht  
nano vàng làm cht đánh du to cng  
hp chế to que th. Tuy nhiên, hạn chế  
- Que thsc ký min dch nano ttính:  
Que th(do nhóm nghiên cu tchế to)  
có cu to gm cp kháng thkháng NS1  
có mã hiu ln lượt là HM164 và HM026  
(East Coast Bio, M), trong đó HM164 là  
41  
T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
kháng thb t gig n trên que thử  
(1,5 µg/cm trên màng nitrocellulose  
HF120) vtrí vch thnghim và HM026  
là kháng thphát hin gn ht nano từ  
(kích thước = 100 nm và lượng sdng  
là 0,5 µl/phn ng) và đã được biotin  
a. Vch kim chng là kháng thể đa  
dòng kháng IgG chut. Que thhot  
động theo nguyên lý Sandwich, kết quả  
dương tính scho hai vch màu vàng  
(màu ht nano t), hin màu enzyme sẽ  
cho hai vch màu xanh (phn ng cơ  
cht TMB vi Biotin-Streptavidin gn HRP).  
Sau khi que thhút hết dch, cng hp  
gn HRP được pha loãng 200 ln (tương  
ng vi nng độ cng hp 0,25 µg/ml) và  
tiếp tc nhvào que th. Sau khi đã hút  
hết dch trong ng, bsung thêm 50 µl  
đệm chy để đẩy hết lượng cng hp còn  
dư trên que th. Sau khi hút hết đệm, que  
thử được hin màu trong 200 µl cơ cht  
TMB. Tiếp tc đọc kết qutrong 10 phút.  
Để thnghim phn ng chéo ca  
que thsc ký min dch kp đôi phát  
hin nhanh NS1, chúng tôi tiến hành phân  
tích vi protein NS1 tái thp ca virus  
Zika, Chikungunya, Viêm não Nht Bn  
vi nng độ 100 ng/ml/que th. Các mu  
HBV và HCV được nhim chủ động 106  
phiên bn thgen/que th.  
* Hóa cht: Kháng nguyên Dengue  
virus NS1 tái thp serotype 1-4. Cth:  
DENV1-NS1 chng Nauru/Western  
Pacific/1974;  
DENV2-NS1  
chng  
Thailand/16681/84; DENV3-NS1 chng  
Sri Lanka D3/H/IMTSSA-SRI/2000/1266;  
DENV4-NS1 chng Dominica/814669/1981.  
Cng hp Streptavidin-PolyHRP 80  
65R-S118 (Fitzgerald, M). NHS-Biotin  
(Sigma-Aldrich). Đệm PBS pH 7,4 có b ổ  
sung thêm 0,5% BSA và 0,01% Tween 20.  
* Xác định độ nhy và độ đặc hiu ca  
que thsc ký min dch ttính phát hin  
nhanh NS1 ca virus Dengue trong các  
mu bnh phm:  
Để xác định độ nhy và độ đặc hiu  
ca que th, 70 mu huyết thanh dương  
tính và 50 mu huyết thanh âm tính vi  
virus Dengue (đã được kim tra bng RT-  
qPCR) được pha loãng 10 ln trong đệm  
chy, sau đó tiến hành phân tích theo quy  
trình mc 2.1. Đồng thi, so sánh kết quả  
vi que ththương mi Dengue Ag  
Rapid Test CE (CTK Biotech, M).  
* Thiết b: Máy vortex (Labnet); Giá từ  
(Invitrogen); Pipet đơn kênh; Mt sthiết  
bthông thường khác được trang b ị ở  
phòng thí nghim.  
2. Phương pháp nghiên cu  
* Xác định ngưỡng phát hin, phn  
ng chéo ca que thsc ký min dch từ  
tính phát hin nhanh NS1:  
* Thi gian và địa đim nghiên cu:  
- Thi gian: T8/2020 - 3/2021.  
Để đánh giá ngưỡng phát hin ca  
que th, 4 týp kháng nguyên NS1 tái tổ  
hp được nhim chủ động vào đệm chy  
vi các nng độ biến đổi t1 - 0,05  
ng/ml/týp, tiến hành cô đặc và nhúng que  
th. Đánh giá kết quả ở nhit độ phòng  
sau 10 phút.  
- Địa đim nghiên cu: Vin Nghiên  
cu Y D ược hc Quân s, Hc vin  
Quân y; Khoa Truyn nhim, Bnh vin  
Quân y 103.  
* Xlý s liu: Sd ng phn mm  
STATA 14.0.  
42  
T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
KT QUNGHIÊN CU  
1. Xác định ngưỡng phát hin, phn ng chéo ca que thsc ký min dch  
ttính phát hin nhanh NS1  
* Ngưỡng phát hin ca que th:  
- Trước khi nhcơ cht TMB:  
Hình 1: Ngưỡng phát hin ca que thsc ký min dch ttính phát hin nhanh NS1  
khi không hin màu cng hp Streptavidin-PolyHRP80.  
Schtrên que thlà các nng độ kháng nguyên NS1 tái thp nhim chủ động đối  
vi tng týp; CL: Vch kim chng; TL: Vch thnghim.  
Kết quhình 1 cho thy que thcó thphát hin được kháng nguyên NS1 tmc  
nhim chủ động là 0,25 ng/ml đối vi týp 1 và týp 3; 0,1 ng/ml đố i vi týp 2 và 1 ng/ml  
đối vi týp 4.  
- Sau khi nhcơ cht TMB:  
Hình 2: Ngưỡng phát hin ca que thsc ký min dch ttính phát hin nhanh NS1  
bng phn ng hin màu cng hp Streptavidin-PolyHRP80.  
Schtrên que thlà các nng độ kháng nguyên NS1 tái thp nhim chủ động  
đối vi tng týp; CL: vch kim chng; TL: vch thnghim  
Khi tiến hành hin màu cng hp enzyme bng cơ cht TMB, que thcó thphát  
hin NS1 tmc nhim chủ động là 0,025 ng/ml đối vi týp 1 và týp 3; 0,01 ng/ml đối  
vi týp 2 và 0,1 ng/ml đối vi týp 4.  
Như vy, độ nhy ca que thử đều tăng hơn 10 ln so vi phương pháp chy que  
ththông thường.  
43  
T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
* Phn ng chéo ca que th:  
A. Chưa hin màu enzyme  
B. Đã hin màu enzyme  
Hình 3: Thnghim đánh giá phản ng chéo của que thsc min dịch từ tính vi  
NS1 ca các virus khác.  
(1) NS1 của virus Zika tái thp (100 ng/ml); (2): Virus Chikungunya; (3): Virus Viêm  
não Nht Bn; (4): HBV; (5): HCV; (6): Mu dương nh NS1 (1 ng/ml); TL: Vạch thử  
nghim; CL: Vạch kim chng.  
Kết quả cho th y que th không có phản ng chéo vi kháng nguyên NS1 tái tổ  
hp ca chng virus Zika, cũng như kháng nguyên NS1 ca các Flaviviridae virus khác  
được thnghim mc nng độ cao h ơn nhiu ln so v i thường gp trên thc tế.  
Bên cnh đó, không có phn ng chéo vi các tác nhân HBV và HCV, là hai virus hay  
gp vi tlngười nhim cao Vit Nam.  
2. Xác định độ nhy và độ đặc hiu ca que thsc ký min dch ttính phát  
hin nhanh NS1 ca virus Dengue trong các mu bnh phm  
Bng 1: Kết quthnghim trên mu bnh phm ca hai loi  
que thphát hin nhanh NS1.  
Kết qudương tính  
Kết quâm tính  
khi phân tích bng que thử  
khi phân tích bng que thử  
66  
4
Dương tính vi  
RT-qPCR  
Que thDengue  
Ag Rapid Test  
CE (CTK Biotech,  
M)  
(PA)  
(ND)  
Âm tính  
0
50  
vi RT-qPCR  
(PD)  
(NA)  
70  
0
Dương tính vi  
RT-qPCR  
Que thphát  
trin trong nghiên  
cu  
(PA)  
(ND)  
Âm tính  
0
50  
vi RT-qPCR  
(PD)  
(NA)  
44  
T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
Kết qucho thy, khi phân tích trên khác như Chikungunya, viêm não Nht  
que ththương mi, trong s 70 mu Bn, West Nile. Do vy, chúng tôi đã tiến  
bnh phm dương tính chcó 66 mu hành sdng que thttính phát hin  
dương tính thc svà 4 m u âm tính. NS1 tái thp ca các Flaviviridae virus  
Trái li, vi que thnano ttính đã phát trên, kết qucho thy que thử đã phát  
hin được toàn b70 mu bnh phm trin trong nghiên cu này có tính đặc  
dương tính, trong đó 4 m u được phát hiu rt cao, cho phép chn đoán phân  
hin bng phn ng hin màu enzyme bit được NS1 đi tcác loài Flaviviridae  
vi cơ cht TMB và đượ c kim tra bng virus khác.  
nested RT-PCR.  
Độ nhy và độ đặc hiu phthuc rt  
Như v y, trên tp hp mu đã được nhiu vào kháng ths d ng. Các  
phương pháp min dch phát hin kháng  
nguyên NS1 đều da trên cu hình kp  
đôi vn yêu cu mt cp kháng thcó ái  
lc cao và có khnăng nhn biết hai yếu  
tquyết định kháng nguyên khác nhau  
trên NS1. Do virus Dengue có 4 kiu  
huyết thanh vi trình tacid amin ca  
NS1 có độ t ương đồng không cao nên  
vic la chn được mt thp kháng thể  
cho phép phát hin NS1 đi ttt ccác  
kiu huyết thanh có ý nghĩa rt quan  
trng, quyết định tính chính xác ca  
phương pháp phân tích [6]. Cp kháng  
thể đơn dòng kháng NS1 sdng trong  
que ths c ký min dch ttính ca  
chúng tôi hoàn toàn đáp ng yêu cu.  
thnghim, độ nhy ca que thsc ký  
min dch ttính phát hin nhanh NS1  
đạt 100% và độ đặc hiu đạt 100%, cao  
hơn so vi que ththương mi hin đang  
được sd ng phbiến ti Vit Nam là  
Dengue Ag Rapid Test CE (CTK Biotech,  
M) vi độ nhy đạt 94,3% và độ đặc  
hiu đạt 100%.  
BÀN LUN  
Theo công bca mt snhà sn xut  
que ththương mi hin đang lưu hành  
ti thtrường Vit Nam như que thử  
Dengue Ag Rapid Test CE (CTK Biotech,  
M), que thPanbio® Dengue Early  
Rapid (Hàn Quc) có ng ưỡng phát hin  
vi kháng nguyên NS1 tái thp ca các  
týp như sau: 0,75 ng/ml đối vi týp 1;  
0,25 ng/ml đối vi týp 2; 3,5 ng/ml đối vi  
týp 3 và 2,4 ng/ml đối vi týp 4 [2, 4]. Như  
vy, vi ngưỡng phát hin NS1 như đã  
trình bày trên, độ nhy ca que thử  
phát trin trong nghiên cu này cao hơn  
rt nhiu, đặc bit vi týp DENV-2, độ  
nhy phát hin cao gp 25 ln so vi các  
que ththương mi.  
Thêm vào đó, các ht nano ttính vi  
kích thước nhcó r t nhiu ưu thế như  
din tích bmt ln, sự ổn định lâu dài và  
khn ăng di chuyn lên màng ddàng  
hơn ht nano vàng và tránh khnăng bị  
tụ ở dưới màng như ht nano carbon.  
So vi c ch phát hin da trên n  
hiu quang học (màu, huỳnh quang)  
chỉ cho phép quan t được n hiu trên  
bmt của ng nitrocellulose, sử dụng  
hạt nano từ sẽ cho phép định lượng được  
cường độ tín hiu trong toàn bl p  
nitrocellulose tại vị trí vạch n hiu. Do  
vy, ngoài khả n ăng định lượng, sc ký  
Vphn ng chéo của que th, do độ  
tương đồng vtrình tprotein NS1 gia  
chng virus Dengue và chng virus Zika  
đạt ti 44%, ngoài ra còn mt svirus  
45  
T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 5-2021  
Quyết định s458/QĐ-BYT ngày 16 tháng 02  
năm 2011 ca Btrưởng BY tế 2011.  
min dịch sử dụng hạt nano từ còn có ưu  
đim nâng cao độ nhạy phát hin lên  
ng chục ln [5]. Mt ưu đim khác của  
vic sử dụng hạt nano từ làm cng hp  
phát hin trong kỹ thut sc min dịch  
là khả n ăng m giàu mu bng công  
nghphân ch từ tính nên thể dùng  
cng hp phát hin vi hạt nano từ để cô  
đặc mu trước khi phân ch bng que  
thsc min dịch [8], cùng vi đó vic  
sdng cng hp phát hin khuếch đại  
tín hiu bng phc hp streptavidine gn  
enzyme HRP tương tnhư ELISA đã  
giúp cho que thnano ttính có độ nhy,  
độ đặc hiu và độ chính xác đạt 100%,  
cao hơn các que thsd ng ht nano  
vàng và tương đương vi phương pháp  
định lượng RT-PCR.  
2. Hang VT, Nguyet NM, Trung DT, Tricou V,  
Yoksan S, et al. Diagnostic accuracy of NS1  
ELISA and lateral flow rapid tests for Dengue  
sensitivity, specificity and relationship to  
viraemia and antibody responses. PLoS Negl  
Trop Dis 2009 Jan; 3(1):e360.  
3. Cucunawangsih, Nata Pratama Hardjo  
Lugito. Trends of Dengue disease epidemiology.  
Virology: Research and treatment. SAGL  
Journals 2017; (8):1-6.  
4. Dussart P, Petit L, Labeau B, Bremand  
L, Leduc A, et al. Evaluation of two new  
commercial tests for the diagnosis of acute  
dengue virus infection using ns1 antigen  
detection in human serum. PLoS Negl Trop  
Dis 2008; 2(8): e280.  
5. Mingyuan Gao et al. Lateral Flow  
Immunochromatographic Assay for sensitive  
pesticide detection by using Fe3O4 nanoparticle  
aggregates as color reagents. Anal. Chem  
2011; 83(17), 6778-6784.  
KT LUN  
Que thnano ttính phát hin nhanh  
kháng nguyên NS1 theo nguyên lý  
Sandwich, có ngưỡng phát hin NS1 ở  
nng độ thp (0,1 - 0,01 ng/ml). Không có  
phn ng chéo vi các Flaviviridae virus  
khác như Zika, Chikungunya hay virus  
viêm não Nht Bn. Que thcó khnăng  
chn đoán đúng nhng trường hp  
không có bnh và nhng trường hp mc  
SXHD thc slà 100%, cao hơn so vi  
que ththương mi Dengue Ag Rapid  
Test CE (CTK Biotech, M).  
6. Jihoo Lee et al. Development and  
clinical evaluation of  
a
highly accurate  
Dengue NS1 rapid test: From the preparation  
of a soluble NS1 antigen to the construction of  
an RDT. Diagnostic Microbiology and Infectious  
Disease 2015; 82:128-134.  
7. World Health Organization. Global  
Strategy for Dengue Prevention and Control  
2012 - 2020. Geneva, Switzerland: WHO  
2012:1-43.  
8. Xiaolin Huang, Zoraida P Aguilar,  
et al. Membrane-based lateral flow  
immunochromatographic strip with nanoparticles  
as reporters for detection: A review. Biosensors  
and Bioelectronics 2016;75(15): 166-180.  
TÀI LIU THAM KHO  
1. BY tế. Hướng dn chn đoán, điu trị  
st xut huyết Dengue. Ban hành kèm theo  
46  
pdf 7 trang yennguyen 14/04/2022 2280
Bạn đang xem tài liệu "Đánh giá độ nhạy và độ đặc hiệu của que thử sắc ký miễn dịch nano từ tính tự tạo trong phát hiện nhanh kháng nguyên NS1 của virus Dengue", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdanh_gia_do_nhay_va_do_dac_hieu_cua_que_thu_sac_ky_mien_dich.pdf