確診丙肝
央視國際 2003年07月01日 10:45
目前全世界有近2億丙肝病毒感染者,我國受感染者就達6000萬。由於至今缺乏有效的預防和治療方法,早期診斷是防止丙型肝炎病毒傳播的有效手段。1993年,我國研製成了第一代丙肝檢測試劑,但經過多年臨床應用,時有漏檢現象發生,2003年,科研人員利用新的思路和技術攻克了困擾醫療界多年的問題,研製成了我國自主知識産權的丙肝確認試劑,使廣大受血者免受丙肝病毒感染。
1988年春,一場空前的甲肝大流行突然襲擊了中國上海,這次突發的傳染病使許多人第一次領教了甲肝的可怕。但與此同時,人們對另一種危害更為嚴重的肝炎病毒還一無所知。軍事醫學科學院基礎醫學研究所的馬賢凱教授清楚地記得,那個時候只要做大手術 , 病人一旦大量輸血,手術後往往出現轉氨酶升高,繼爾會患一種肝炎。1975年,人們就發現了這種通常是輸血後感染的肝炎。由於無法確定病因,這種肝炎就被人們無奈地稱為非甲非乙肝炎。
1989年,美國科研人員利用最新的分子生物學技術首次從基因水平鑒別到非甲非乙病毒基因組結構,發現90%的非甲非乙肝炎都是由同一種病毒引起,這種病毒被正式命名為丙型肝炎病毒。
丙型肝炎目前還沒有有效的治療方法,過去大部分的丙型肝炎都是通過輸血感染,所以能夠及早地檢測病人,特別是對獻血員進行嚴格的控制,可以在很大程度上控制這個疾病的傳播。1989年,軍事醫學科學院基礎醫學研究所成立了一個聯合課題組,重點研製丙型肝炎的檢測試劑。
如果一個人感染了丙肝病毒,他的身體中就會産生相應的抗體。也就是説,只要在患者血清中檢測到丙肝病毒的抗體,就可以證明這個患者感染了丙型肝炎病毒。那麼如何知道人體內有無抗體?這就需要擁有相應的抗原來進行檢測。課題組的首要工作是必須找到丙型肝炎病毒的抗原。
傳統生物學的方法是,要找到一個病毒抗原,必須先把病毒找到。雖然科研人員運用了多種方法,但至今,國際上還沒有丙肝病毒通過細胞培養進而分離成功的報道。用傳統生物學的研究方法來培養細胞分離病毒,並進而獲得病毒的抗原,這條路行不通。
馬賢凱教授在查閱了大量國際學術文獻後,提出了分子病毒學的研究方法。運用PCR方法,也就是基因擴增技術,得到了相應的基因片段。又將丙肝病毒抗原的基因片段通過表達載體移植到大腸桿菌中,經過培養,丙型肝炎病毒抗原蛋白也就大量生産出來。
利用成功獲得的丙肝病毒抗原,課題組在1993年終於研製成功了我們中國自己的第一代丙型肝炎抗體檢測試劑。
1993年,在我國第一代丙型肝炎抗體檢測試劑研製成功後,衛生部曾發出通知:所有血站必須用丙肝抗體檢測試劑對獻血員進行篩選。這之後,通過輸血導致的丙型肝炎感染在我國有了大幅下降,但經過一段時間的使用,一些新的問題又逐漸暴露出來,主要是漏檢問題,另外在臨床上還有一些樣品出現診斷不清、無法確認的現象。
要提高丙型肝炎檢測試劑的準確率,關鍵還是抗原的選擇。為了研製更準確診斷丙型肝炎的檢測試劑,軍科院基礎醫學研究所于1995年再次成立了聯合攻關課題組。
雖然我們至今還沒有分離到完整的丙肝病毒,但現代分子生物學的發展,使我們對丙肝病毒基因的認識也更為深刻,通過對丙肝病毒基因序列的進一步研究,科研人員對丙肝病毒抗原也有了全新的認識。丙肝病毒抗原主要集中在病毒基因的結構區,這部分抗原我們稱為核心抗原C。另一部分是丙肝病毒基因的非結構區,NS3、NS4、NS5這三個地方也是丙肝病毒非常重要的抗原區。
受當時科技發展水平的限制,第一代檢測試劑是把這幾種病毒抗原的基因片段都混合到一起來檢測血清中的抗體。幾個抗原混合以後,互相有一定的干擾,所以在臨床上就有可能造成漏檢。比如,不同抗原産生抗體的時間是不同的,NS5抗原的抗體就最早出現,這時候進行抗體檢測,血清中只有NS5抗原的抗體存在,它與NS5抗原的結合,就可能會受到其他幾種抗原的干擾,這樣抗原與抗體無法發生反應,就可能造成漏檢。
科研人員設想把這些抗原彼此分開,這樣特定抗體與抗原之間的結合變得沒有阻礙,分片斷抗體檢測試劑的研究思路就這樣形成了。
就在課題組展開分片段抗體檢測試劑研究工作的同時,國外一種類似檢測試劑開始進入我國。這時候,課題組的一些研究人員有些氣餒,我們所做的一切還有價值嗎?
經過研究討論,科研人員很快發現了兩者之間有原則性的不同。丙肝病毒基因的變異性很大,主要隨地域分佈而不同。丙肝病毒主要在NS3這一基因片段上發生變異,歐美患者通常感染的是I型丙肝病毒。而我國肝炎患者更多感染的是II型丙肝,這樣,在丙肝病毒抗原基因片段的選擇上,我們就與國外試劑有了根本的不同。
課題組採集了大量感染血清,通過分析比對,最終選擇了最符合中國人體質特徵的四部分病毒抗原的基因片段。
科研人員利用PCR基因擴增儀使選定的四部分病毒抗原基因片段大量擴增,這一次要分別得到4個抗原的基因片段,這四部分基因片段還是通過表達載體被分別放到能夠將它們表達成蛋白質的大腸桿菌中。
可是,要製成檢測試劑,需要高純度的抗原, 在大腸桿菌中,既含有丙肝病毒抗原蛋白,又含有大量雜蛋白,課題組發現丙肝病毒抗原蛋白的分子量比較大,於是採用了國際上最流行的分子篩技術。分子篩的原理是通過不同蛋白分子量的大小來區別它們,並通過一種凝膠來實現。凝膠是一種白色的顆粒狀物質,放大後可以看到它是一種類似網眼的結構。當含有雜蛋白的丙肝病毒抗原經過凝膠顆粒時,小分子的雜蛋白被吸進凝膠的分子空洞中穿行,大分子的丙肝病毒抗原則在凝膠顆粒間通過,這樣就把病毒蛋白和雜蛋白區分開來。純度雖然提高了,但依然不太理想。因為剩下的雜蛋白與丙肝病毒抗原蛋白的分子量已經相差不大,科研人員又想到了離子交換技術,這種技術是根據各種蛋白所帶的電荷不同,將不同蛋白進行分離的。
經過反復實驗,他們終於提取到高純度的丙肝病毒抗原。
課題組利用丙肝病毒四個片段的抗原終於研製成功了丙型肝炎分片段抗體檢測試劑,大幅度提高了丙型肝炎檢測的準確率,因此它又被稱為丙肝確認試劑。
中國自主知識産權的丙肝確認試劑的誕生,徹底改變了國外檢測試劑對中國的壟斷。
丙型肝炎檢測試劑的研製過程,讓我們更深刻地體會到,人類與疾病的鬥爭是永無止境的。在完成丙型肝炎確認試劑的研製後,我國科研人員又開始了丙型肝炎治療性疫苗的研究,並已經取得初步成果。對丙型肝炎而言,雖然至今還沒有有效的治療方法,但我們有理由相信,隨著我們對丙肝病毒認識的不斷深入,人類最終戰勝丙型肝炎的日子不會太久。文/焦蓮(《走近科學》欄目供稿)
知識點:
PCR方法
所謂PCR方法,就是基因擴增技術,它有一些類似我們現在所了解的“克隆”技術,大家都知道,我們現在用一隻羊可以“克隆”出很多和它一模一樣的羊出來。PCR方法可以説是針對基因的克隆,用這種方法,我們可以把病毒基因或我們需要的病毒抗原基因片段,迅速複製擴增100萬倍以上。由於丙肝病毒在患者血清中含量極少,現在利用PCR技術,我們卻能夠讓丙肝病毒抗原的基因片段在血清中大量擴增。這樣,我們可以從很少量的血裏,很容易地得到我們想要的基因片段。
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