CN113049825A - 用于区分生理性和病理性反流的半定量胃蛋白酶检测产品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于区分生理性和病理性反流的半定量胃蛋白酶检测产品,包括检测胃蛋白酶的装置和胃蛋白酶标准品浓度对照,所述胃蛋白酶标准品浓度对照至少包含小于50ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照和不小于50ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。本发明所提供产品在检测胃蛋白酶的同时,半定量的测定胃蛋白酶的浓度,用以区分生理性和病理性反流。该半定量胃蛋白酶检测产品的检出率和灵敏度高,操作简单,且已经过临床实践验证,适合临床进一步推广。
Description
技术领域
本发明属于医疗卫生技术领域,特别是LPR的体外检测,尤其适用于进入喉咽(即喉咙)的生理性和病理性胃返流的体外区分和检测。
背景技术
LPR(反流性咽喉炎)指因胃内容物反流至咽喉部而导致的一类疾病,据文献报道咽喉反流与众多上呼吸道疾病相关如喉炎、哮喘、慢性咳嗽,且与分泌性中耳炎和发音障碍有关。GERD(胃食管反流病)是指胃、十二指肠的内容物反流至食管,食管腔黏膜因受到胃液刺激而引起的胃食管反流和食管黏膜损伤疾病的总称。
LPR与GERD具有相关性,LPR多是GERD的食管外表现。一直以来将LPR归于慢性咽炎范畴,但在病因、症状及治疗上LPR又有其独有的特点2002年美国耳鼻咽喉头颈外科学会正式采用LPR这一命名。LPR在临床工作中极为常见,患者往往因咽喉部不适首先就诊于耳鼻咽喉科,但临床医师往往将更多注意力放在患者的喉部体征检查而忽略了其可能与GERD有关。一般按普通慢性咽喉炎的方案给予治疗,而未针对病因进行治疗,故症状虽较普遍,但患者经长时间的治疗后却往往症状无明显缓解。对LPR的有效治疗取决于正确的认识和准确诊断。LPR一直缺少客观简便的诊断方法。文献报道可应用24H食管pH监测作为LPR的诊断标准,却因其花费高,耗时长,具有侵入性而未被患者广泛接受。
口腔唾液中的成分复杂,利用口腔唾液内某种成分的变化来预测或是诊断某些疾病的存在不失为一种好方法。胃蛋白酶只有在胃内才能产生,在咽喉部检测到胃蛋白酶的存在提示反流现象的存在。公布号WO/1998/012349的PCT国际专利申请关键性的披露了咽喉部检测胃蛋白酶对于胃反流疾病体外快速诊断的积极意义。相比于问卷调查和24H胃酸检测,该体外检测方法具有非介入性、简便快速、受人为主观因素影响小等临床优势。
在WO/1998/012349所披露的现有技术信息基础上,本发明发现在无临床症状的人群唾液中亦可检测出胃蛋白酶,造成诊断假阳性。现有技术中虽然披露了可通过唾液等样品中进行胃蛋白酶的检测来诊断反流,但是由于生理性反流的存在也会导致喉咽、口腔等部位留有胃蛋白酶,该现有技术无法将该生理性反流和病理性反流很好的区分。
因此,如何解决准确区分生理性反流和病理性反流的问题,并开发出临床可实践应用的LPR的早期诊断识别产品是亟待解决的行业问题。根据NMPA官方网站披露,目前仍未有此类临床可用的医疗器械产品获得上市批准。
发明内容
为了提高胃内容反流的早期诊断准确率和效率,本发明提供一种新型半定量胃蛋白酶检测产品,同时检测胃蛋白酶的同时,半定量的测定胃蛋白酶的浓度,用以区分生理性和病理性反流。该半定量胃蛋白酶检测产品的检出率和灵敏度高,而且操作简单,且已经过临床实践验证,适合临床进一步推广。
本发明所提供的半定量胃蛋白酶检测产品,包括检测胃蛋白酶的装置和胃蛋白酶标准品浓度对照,所述胃蛋白酶标准品浓度对照至少包含小于50ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照和不小于50ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。经本发明意外发现以及经过临床实践验证,取自口腔/喉咽的唾液、痰液、粘液等样本组织中:生理性反流由于通常反流次数少、时间短等原因,其胃蛋白酶浓度通常小于50ng/ml,比较常见的是约0、5、10、20ng/ml左右;而病理性反流由于频次高、留存时间长、浓度高等原因,其蛋白酶浓度通常能够达到50ng/ml,甚至视反流严重程度超过50ng/ml达到100ng/ml甚至更高,比较常见的是约50、100、200ng/ml或更高。基于此原理,本发明所提供的半定量胃蛋白酶检测产品中包含胃蛋白酶标准品浓度对照,该胃蛋白酶标准品浓度对照至少设立经本发明临床实践验证可行的50ng/ml的关键分界点对比,以进行所测样品的胃蛋白酶浓度的半定量测定,辅助进行LPR早期的高准确性、高效率快速诊断。胃蛋白酶的分析检测是较为成熟的现有技术,其相应的检测胃蛋白酶的装置均可以应用于本发明,例如可以是胶体金法、电泳法、免疫荧光法、直接竞争法、间接竞争法、ELISA法、RIA法、流式细胞仪法或免疫层析法等等,本发明所实践验证使用的是胶体金法,可优先采用。检测胃蛋白酶的装置的检测样品可选为唾液、痰液、口腔或喉咽粘液、血液或尿液,优选唾液、痰液、口腔或喉咽粘液。检测胃蛋白酶的装置从食管外区域取样对胃蛋白酶进行检测,食管外区域包括喉咽、口腔、鼻窦腔、气道、气管支气管、肺、血管和泌尿道,优选喉咽、口腔、鼻窦腔或气道。配套相应检测技术可匹配相适应的胃蛋白酶浓度标准品对照,这也是从现有技术中可以获得的,可以根据实际情况具体分别选择,本发明不在一一罗列赘述。
根据本发明所实践验证的,所述胃蛋白酶标准品浓度对照包含0ng/ml、25ng/ml、50ng/ml和100ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。最好可再额外包含5ng/ml、10ng/ml和200ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。
根据本发明实施例所具体实践,所述检测胃蛋白酶的装置为胶体金胃蛋白酶检测试纸条,所述胃蛋白酶标准品浓度对照为0ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、25ng/ml、50ng/ml、100ng/ml和200ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度半定量标准色带。所述胶体金胃蛋白酶检测试纸条包括依次连接的样品垫、结合垫、检测垫和吸水垫,检测垫上设置有检测线和质控线,检测线上包被有胃蛋白酶单克隆抗体,质控线上包被有DNP-BSA。
在以上所提供的半定量胃蛋白酶检测产品的基础上,本发明还提供所述产品在制备诊断区分生理性和病理性反流的医疗器械中的用途,所述医疗器械从食管外区域对胃蛋白酶进行检测,测得的胃蛋白酶浓度与胃蛋白酶标准品浓度对照比较,测得的胃蛋白酶浓度小于50ng/ml的判定为生理性反流,测得的胃蛋白酶浓度不小于50ng/ml的判定为病理性反流。
本发明所提供的胶体金胃蛋白酶检测试纸条可采用现有技术方法制作,也可直接从普通市售获得,所使用的胃蛋白酶单克隆抗体、试纸条的各组件及连接方式可采用现有技术方法制作,也可直接从普通市售获得。
在本发明实施例具体实践中,胶体金胃蛋白酶检测试纸条所使用的单克隆抗体也可通过以下方法制备:(1)构建胃蛋白酶真核表达载体;(2)真核表达胃蛋白酶;(3)胃蛋白酶作为抗原免疫反应,培养处理制备得到胃蛋白酶单克隆抗体。
在本发明实施例具体实践中,本发明进一步发现胶体金胃蛋白酶检测试纸条的胶体金的生产工艺对产品的质量有着关键性的影响,本发明通过对胶体金生产工艺的反应条件以及配料比例大量优化实验,获得了稳定、均一、批间差小的胶体金颗粒,保证了产品质量和诊断效果。本发明所提供的胶体金胃蛋白酶检测试纸条的胶体金的生产工艺步骤包括水加热搅拌至沸腾,加入抗坏血酸钠和枸橼酸三钠继续加热至沸腾,再加入四氯金酸,继续加热反应后处理得到胶体金颗粒。其中,所述抗坏血酸钠的添加量为0.1mol/L,所述枸橼酸三钠的添加量可选为0.5wt%,所述四氯金酸的添加量可选为1wt%;加入四氯金酸后,继续加热的时间优选为15分钟。
附图说明
图1~3是本发明实施例1所制备获得的三个批次的胶体金溶液的光谱扫描图。
具体实施方式
实施例1:
一种半定量胃蛋白酶检测产品,包括检测胃蛋白酶的装置——胶体金胃蛋白酶检测试纸条和胃蛋白酶标准品浓度对照为0ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、25ng/ml、50ng/ml、100ng/ml和200ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度半定量标准色带。
制备方法如下:
一.胃蛋白酶真核表达pPICZαA载体构建
以胃蛋白酶所对应的核苷酸序列为模板,设计引物。经过PCR扩增、双酶切PCR产物及载体,将胃蛋白酶对应的核苷酸序列克隆至pPICZαA载体中,将所得载体转化毕赤酵母,再进行诱导培养。
二.真核表达胃蛋白酶
重组工程酵母菌构建(胃蛋白酶)表达及筛选,
胃蛋白酶发酵工艺
取-80℃保存工作种子库中甘油菌保,1:100接种于YPD培养基中,200rpm,30℃摇床培养约16hr,OD600生长至2-3,转接至种子液。
种子液培养
上述活化培养液,1:100转接于YPD培养基中,200rpm,30℃摇床培养约18hr,OD600生长至2-3,转接上罐。
接种与培养
罐上BSM培养基,灭菌后pH为6.8左右,上述种子液1:10(v/v)上罐,通气量为0.5VVM;溶氧转速联动,pH检测不控,控制溶氧不低于20%。
上罐后约12hr,溶氧上升,流加15%YT补料,初始流加速度选择为1rpm/10L罐体积即可,调节转速维持溶氧20%-30%之间,逐步提高YT补料流加速率。上罐15hr左右。
诱导
上罐培养约18hr,测定OD600生长至15左右,补加终浓度0.5-0.8%甲醇诱导72小时;诱导期间,每12hr取样上清用HPLC检测蛋白表达量。
下罐离心
诱导结束后,发酵液内依体积补入1M(NH4)2SO4,离心上清4℃放置,移入纯化工艺。
纯化工艺流程
纯化水冲洗管路至气泡排尽,连接层析柱;
柱清洗:色谱柱依次用纯化水冲洗2CV,0.5mol/L氢氧化钠溶液冲洗2CV、纯化水冲洗3CV、1mol/L氯化钠溶液冲洗2CV、纯化水冲洗3CV;
柱平衡:色谱柱用平衡缓冲冲洗2CV至电导、紫外吸收稳定,紫外检测归零;
上样平衡:按目的蛋白载量20±5mg/ml上样;色谱柱用平衡液冲冲洗2CV至UV280nm基线稳定
洗脱1:洗脱液Ⅰ冲洗层析柱3-5CV;平衡缓冲冲洗层析柱2-4CV至UV280nm基线稳定;
洗脱2:洗脱液Ⅱ冲洗层析柱,当UV280nm吸收高于100mV后开始收集流出液,UV280nm吸收低于100mV时,停止收集;
柱清洗与保存
洗脱2样品-20度保存,备用。
三.胃蛋白酶单克隆抗体的制备
抗原预处理,取适量抗原与等体积弗式完全佐剂混合,用注射器抽吸乳化成油包水状态即可免疫小鼠。
免疫,首免之后一周进行二免,用不完全佐剂代替完全佐剂,其余同上;第三次免疫:二免之后两周进行三免,用不完全佐剂代替完全佐剂,其余同上;加强免疫。
小鼠血清效价检测,小鼠三免后一周,小鼠经断尾采血分离血清,采用间接ELISA法测定血清效价,选择血清效价大于10000的小鼠用于细胞融合。
细胞融合,骨髓瘤细胞制备。从液氮罐中取出SP2/0细胞冻存管,迅速解冻。1200r,2min离心,弃上清。用完全培养液10ml重悬SP2/0细胞,并加入细胞培养皿中,置于37℃,5%的CO2培养箱中培养。
免疫脾细胞制备,融合当天,取加强免疫小鼠摘除眼球取血,离心,取上清做阳性对照;颈椎脱臼法处死后浸泡于75%的酒精中5min;转至超净工作台,无菌取出脾脏,置于200目铜网上研磨,制备脾细胞悬液并收集于50ml离心管内;1200rpm,离心5min,弃上清,重悬于DMEM中,放于37℃培养箱备用。
细胞融合,将脾细胞与骨髓瘤细胞按比例混合于50ml离心管中,将细胞悬浮液加于铺有饲养层细胞的96孔细胞培养板,每孔100ul,置37℃,5%CO2培养箱内培养。
阳性杂交瘤细胞克隆化,因在筛选中得到的阳性孔可能含有多个杂交瘤克隆,因此孔中含有的不是单克隆抗体。为了得到由同一杂交瘤细胞分泌的单克隆抗体,必须对杂交瘤细胞进行亚克隆。
腹水制备,腹水采集。对腹部明显膨大,以手触摸时皮肤有紧张感的小鼠,即可用12号针头采集腹水,针头刺入腹腔后,一般即有腹水喷出,若没有腹水流出,可轻旋针头,操作时要有耐心。一般可连续采集3-4次,通常每只小鼠可采3-5ml腹水。将腹水离心(2000rpm离心5min),吸去最上层的脂肪组织,除去细胞成分和其他的沉淀物,收集上清,将上清冻存于-20℃冰箱。
四.胶体金胃蛋白酶检测试纸条和胃蛋白酶标准品浓度对照制备
抗体筛选,将制备的抗体按照胃蛋白酶的工艺要求分别包被和标记,然后将包被和标记的抗体两两配对检测一定浓度的抗原溶液和空白。检测抗原溶液产生阳性信号与空白溶液信号比值最大即为最优的配对抗体。根据检测线显色强度,与胃蛋白酶标准品浓度制作分别对应0ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、25ng/ml、50ng/ml、100ng/ml、200ng/ml的半定量标准色带。
胶体金标记工艺优化方法,优化胶体金反应条件,生产的金颗粒稳定、均一、批间差小。反应物的添加顺序很重要。如果少量柠檬酸三钠加入到大量氯金酸中,需要很长时间柠檬酸三纳才能分散均一,其间反应器中将出现浓度明显高低不等的小区域,这种情况将使得反应速率不一,进而导致晶核形成速度不一,因此,胶体金的质量就差。相反,如果氯金酸快速加入到柠檬酸三钠溶液中,形成浓度不均小区域的机率就很小。优化工艺中按照如下描述的上样顺序进行反应:超纯水搅拌至沸腾,先加入0.1mol/L抗坏血酸钠及0.5wt%枸橼酸三钠,继续加热至沸腾,再加入1wt%四氯金酸,继续加热15分钟。另外反应物浓度低,则产率低。因此,要实现高产率,就要提高反应物浓度。但是反应物浓度过高,往往可能出现目标产物产率不够而副产物大量产生的现象。反应物浓度不够会使得金颗粒大小不对或形状不规则,我们采用的金颗粒制备方法中反应物浓度为最优化,制备出的金颗粒稳定、均一,胶体一旦形成,无论再延长反应时间,金的粒径都不再变化。
胶体金溶液质量,在实际工作中,一般以吸收峰(λ)、峰宽(Δλ)、吸收峰处的吸光度值(λOD)三个指标来评价。吸收峰(λ):根据目的制备的胶体金颗粒大小,可以建立该目的粒径对应的吸收峰(如使用400-600之间全波长扫描),此指标用来评价制备的胶体金溶液是否符合预期要求。在现实工作中即使所有的条件均能够做到足够均一和稳定,依然每次制备的胶体金颗粒进行扫描时,得到的最大吸收峰会有微小的偏移,这个偏移就代表了与目的粒径的差异,因此建立的这个指标是一个范围,当然这个范围是越小越好(比如在±3nm之内)。峰宽(Δλ):所需要的胶体金溶液,理想中的颗粒粒径是大小均一的,但实际上不能做到,一定是处于某个可接受范围内的粒径分布,因此可以建立能接受的粒径分布范围,当然这个范围越小越好,表明所制备的胶体金溶液粒径越均匀。吸光度值(ODλ峰):所制备的胶体金溶液在最大吸收峰处的吸光度值代表的是目的粒径的浓度,吸光度值越大,目的粒径浓度越高,反之则越低。该浓度也影响到胶体金本身的稳定性,以及后续标记蛋白时的效率。最佳值在1±0.1。
图1~3是本发明优化胶体金反应条件后所制备获得的三个批次的胶体金溶液的光谱扫描图。结合光谱扫描图1~3,显示了本发明优化后的胶体金工艺所取得的胶体金溶液的颗粒稳定、均一、批间差小,质量佳。
包被,依次连接样品垫、结合垫、检测垫和吸水垫,进一步组装成胶体金胃蛋白酶检测试纸条。
按照方法连续批生产三批,批号:202003001、202003002、202003003。
实施例2:
半定量胃蛋白酶检测产品临床评价
选取从重庆医科大学附属第二医院感染科收集的20人份临床无症状生理性反流患者唾液,以及25人份病理性反流患者唾液,按照医院生物安全管理制度。从质量管理体系下连续生产的三批:202003001、202003002、202003003内随机抽取胶体金胃蛋白酶检测试纸条,进行检测,并将检测结果与胃蛋白酶标准品浓度半定量标准色带比对,确定检测样品的胃蛋白酶半定量浓度,依据该检测的胃蛋白酶半定量浓度确定检测样品病人是生理性反流或病理性反流,检测样品的胃蛋白酶半定量浓度为0ng/ml、小于5ng/ml、5ng/ml、10ng/ml或25ng/ml的,判定为生理性反流,检测样品的胃蛋白酶半定量浓度为50ng/ml、100ng/ml、200ng/ml或大于200ng/ml的,判定为病理性反流。将采用半定量胃蛋白酶检测产品检测诊断结果与临床结果相互对比,检验半定量胃蛋白酶检测产品的检测灵敏度和特异性。检测对比结果如下表1所示:
表1
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明为一种半定量胃蛋白酶检测产品,尤其作为一种新型半定量胃蛋白胶体金快速诊断试剂盒,在检测胃蛋白酶同时,该试剂盒又具备了能区分生理性或者病理性反流的优势。从我们的临床验证看,本发明半定量胃蛋白酶检测产品的诊断结果与临床结果一致,具备高灵敏度和特异性。在进行生理性或者病理性反流的早期区分辅助诊断方面,具有较大的临床意义和应用前景。
Claims (10)
1.一种用于区分生理性和病理性反流的半定量胃蛋白酶检测产品,包括检测胃蛋白酶的装置和胃蛋白酶标准品浓度对照,所述胃蛋白酶标准品浓度对照至少包含小于50ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照和不小于50ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。
2.如权利要求1所述的半定量胃蛋白酶检测产品,所述胃蛋白酶标准品浓度对照包含0ng/ml、25ng/ml、50ng/ml和100ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。
3.如权利要求1所述的半定量胃蛋白酶检测产品,所述胃蛋白酶标准品浓度对照包含0ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、25ng/ml、50ng/ml、100ng/ml和200ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度对照。
4.如权利要求1所述的半定量胃蛋白酶检测产品,检测胃蛋白酶的装置通过胶体金法、电泳法、免疫荧光法、直接竞争法、间接竞争法、ELISA法、RIA法、流式细胞仪法或免疫层析法进行胃蛋白酶浓度的检测,优选胶体金法;
检测胃蛋白酶的装置的检测样品可选为唾液、痰液、口腔或喉咽粘液、血液或尿液,优选唾液、痰液、口腔或喉咽粘液;
检测胃蛋白酶的装置从食管外区域对胃蛋白酶进行检测,食管外区域包括喉咽、口腔、鼻窦腔、气道、气管支气管、肺、血管和泌尿道,优选喉咽、口腔、鼻窦腔或气道。
5.如权利要求1所述的半定量胃蛋白酶检测产品,所述检测胃蛋白酶的装置为胶体金胃蛋白酶检测试纸条,所述胃蛋白酶标准品浓度对照为0ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、25ng/ml、50ng/ml、100ng/ml和200ng/ml的胃蛋白酶标准品浓度半定量标准色带。
6.如权利要求5所述的半定量胃蛋白酶检测产品,所述胶体金胃蛋白酶检测试纸条包括依次连接的样品垫、结合垫、检测垫和吸水垫,检测垫上设置有检测线和质控线,检测线上包被有胃蛋白酶单克隆抗体,质控线上包被有DNP-BSA。
7.权利要求1~6任一所述半定量胃蛋白酶检测产品在制备诊断区分生理性和病理性反流的医疗器械中的用途,所述医疗器械从食管外区域对胃蛋白酶进行检测,测得的胃蛋白酶浓度与胃蛋白酶标准品浓度对照比较,测得的胃蛋白酶浓度小于50ng/ml的判定为生理性反流,测得的胃蛋白酶浓度不小于50ng/ml的判定为病理性反流。
8.权利要求5或6所述半定量胃蛋白酶检测产品的制备方法,所述胶体金胃蛋白酶检测试纸条所使用的胶体金颗粒通过以下方法制备:水加热搅拌至沸腾,加入抗坏血酸钠和枸橼酸三钠继续加热至沸腾,再加入四氯金酸,继续加热反应后处理得到胶体金颗粒。
9.如权利要求8所述的制备方法,所述抗坏血酸钠的添加量为0.1mol/L,所述枸橼酸三钠的添加量可选为0.5wt%,所述四氯金酸的添加量可选为1wt%;
加入四氯金酸后,继续加热的时间优选为15分钟。
10.如权利要求8所述的制备方法,所述胶体金胃蛋白酶检测试纸条所使用的胃蛋白酶单克隆抗体通过以下方法制备:
(1)构建胃蛋白酶真核表达载体;
(2)真核表达胃蛋白酶;
(3)胃蛋白酶作为抗原免疫反应,培养处理制备得到胃蛋白酶单克隆抗体。
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