汉坦病毒,尤其是正汉坦病毒(OHV),最近被世界卫生组织列为具有高度公共卫生紧急事件风险的优先病原体,在全球公共卫生领域受到了广泛关注[1]、[2]。与人类疾病相关的OHV通常来源于啮齿动物。人类感染OHV后可能发展为两种主要临床综合征:肾综合征出血热(HFRS)和汉坦病毒心肺综合征(HCPS)[1]。HFRS由大约十种OHV引起,包括汉坦病毒(HTNV)、首尔病毒(SEOV)和普马拉病毒(PUUV),这些病毒在中国、韩国、俄罗斯和北欧国家等地流行[3]、[4]。而HCPS则由四种OHV引起,如安第斯病毒(ANDV),该病毒在南美和美国西南部地区流行[5]。根据新兴疾病监测计划(ProMED)的数据,全球每年约有7万至10万例感染病例[6]。这些疾病日益被视为全球公共卫生的重大挑战。其中,HFRS占所有报告病例的约90%,死亡率在1%到15%之间[7]、[8]。
中国是HFRS(主要是HTNV和SEOV)的关键流行区域[9]。该疾病主要发生在中国的西南部、东北部和中部地区[10]。近年来,发现了几种新病毒,如伏贡病毒(FUGV)、泸西病毒(LUXV)、梁河病毒(LIHV)和新义病毒(XIYV),这些病毒从Eothenomys eleeusis、Eothenomys miletus和Anourosorex squamipes中分离出来[7]、[11]、[12]、[13]。总之,关键自然疫源地持续存在的威胁以及新病毒的不确定性风险,迫切需要加强流行病学监测,并开发快速高效的检测技术。
HFRS的常规诊断主要依赖于两种方法:病因诊断(核酸检测、病原体分离和序列分析)和血清学诊断(抗体检测)[14]。根据专家共识,HFRS的诊断金标准包括以下任一条件:1)检测到抗汉坦病毒IgM抗体;2)检测到汉坦病毒RNA;3)患者康复期IgG抗体水平比急性期增加5倍以上;4)成功分离出病毒[14]。核酸检测是临床和流行病学研究中的主要方法。然而,该方法的检测窗口受到患者体内病毒RNA短暂存在的限制[15]。虽然在急性期几乎可以达到100%的检测效率,但康复后病毒RNA通常会降至检测限以下,导致轻度或无症状患者的诊断漏诊率较高[15]。此外,由于病毒RNA载量低,轻度或无症状感染者在常规HFRS监测中常被遗漏。这些个体在核酸检测中可能呈阴性,但在血清学检测中呈阳性。因此,血清学方法对于识别过去的感染和潜在的未诊断病例具有重要意义。此外,基于抗体的检测方法具有更长的可检测窗口,不受严格时间限制,因为IgG抗体可以持续数月甚至数年[16]。这使得血清学检测更适合大规模流行病学调查和汉坦病毒感染的监测。
目前的血清学方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、胶体金免疫测定(CG)、免疫荧光测定(IFA)和病毒微量中和试验(VNT)[16]。ELISA和CG在敏感性和特异性方面存在局限性,尤其是在检测IgM抗体时[17],而IFA和VNT需要高级别的生物安全设施[16]。最近,荧光素酶免疫沉淀系统(LIPS)已被用于临床诊断和流行病学监测,如HIV、SARS-CoV 2、SFTSV[18]、[19]、[20],其优势在于高敏感性和良好特异性。LIPS方法利用重组融合蛋白(包含病毒蛋白和Nano luciferase作为报告分子)[19]。通过蛋白质A/G相互作用,捕获抗体-重组蛋白复合物,然后根据荧光素酶的发光强度进行定量和定性评估。
为满足这些需求,我们开发了一种新的LIPS抗体检测方法,用于检测针对多种OHV的抗体,包括在中国发现的自然流行病毒和新发现的病毒。通过检测阳性个体(HFRS患者和接种疫苗者)的抗体,并与其他传统血清学方法进行比较分析,建立了区域性的OHV暴露监测平台。