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HIV-1限制性抗原亲和力检测方法的影响因素及应用

2020-10-09 657 上传者：管理员

摘要：艾滋病病毒（HIV）目前依然是公共健康需要解决的重大问题之一。新发感染率的估算目前有队列研究，数学模型和实验室检测三种方式。利用实验室技术限制性抗原亲和力方法（LAg-AvidityEIA）检测横断面样本，从而估算HIV-1新发感染率越来越受到重视。研究表明，目前使用的新发感染实验室检测方法中该方法的影响因素较少，因而有较好的现场应用价值。文章通对限制性抗原亲和力方法的原理、影响因素和应用进行综述，为HIV-1新发感染率的估算、HIV-1高危人群的及时预防和采取干预措施提供一些有价值参考。

关键词：
亲和力方法
影响因素
新发感染率
艾滋病
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目前艾滋病（AIDS）新发感染率的估算主要有队列研究、数学模型和实验室检测三种方式。其中队列研究主要针对的是艾滋病病毒（HIV）感染高风险人群，研究耗费人财物和时间较多且容易产生失访偏倚；数学模型的估算往往是回顾性的，易产生选择偏倚和回忆偏倚，对数据资料要求严格不易推广分析；因此通过实验室方法估算新发感染率已成为近期研究的重点，其中根据HIV抗体的滴度和比例等随时间变化的原理，分别建立了低敏酶联免疫实验[1]和BED捕获酶联免疫试验[2]，又根据抗体亲和力随感染时间增加而增强的原理建立了限制性抗原亲和力方法[3]。其中限制性抗原亲和力方法由于影响因素相对较少，检测结果比较接近实际情况成为目前HIV新发感染检测最常用的方法。本文主要针对LAg-AvidityEIA的影响因素和应用进行综述，以期对HIV新发感染率的估计、HIV感染高危人群的及时预防干预措施提供一些参考。

1、限制性抗原亲和力方法及其原理

为了弥补BED-CEIA的局限性，2010年美国疾病控制和预防中心（CDC）的Wei等[4]建立了单孔的LAg-AvidityEIA。该方法原理是人体感染HIV-1后产生的抗HIV-1的特异性抗体对相应抗原的识别和结合能力会随着感染时间的延长而增加。将HIV-1M群的毒株gp41免疫原区的三种变异序列（第一种序列存在于A、B、C、F、G、H、J、K亚型和AG、AB、AC、BF、BG重组亚型；第二种序列存在于AE重组亚型；第三种序列存在于D亚型和AD重组亚型）进行拼接，在大肠杆菌（escherichiacoli）里表达并纯化出多亚型gp41重组抗原（recombinantimmunodominantregionofHIV-1groupM,rIDR-M)[5]，低亲和力抗体不易与酶标板中包被的低浓度rIDR-M(0.62μg/mL[6]）结合，随后加入的洗脱液使亲和力弱的抗gp41抗体易被洗脱下来，因此可以通过样本OD值/校准品OD值即ODn来反映抗体亲和力的强弱[7]，当ODn≤1.5时则判定为新发感染[8]。

2、限制性抗原亲和力酶联免疫试验的影响因素

大多新发感染的实验室检测方法易受个体免疫状况差异、病毒载量（VL）、抗病毒治疗（ART）、CD4+T淋巴细胞（简称CD4细胞）和HIV感染亚型等因素的影响，将既往感染错判为新发感染会增加假近期感染率（false-recentrate,FRR），造成新发感染率的高估。目前公布的FRR差异很大，大多数BED-CEIA的FRR为3%～5%，但LAgAvidityEIA的FRR通常<1%[9]。研究[10]表明，即使在应用LAg-AvidityEIA时按照检测标准排除接受ART者样本、精英抑制者样本和所有艾滋病病人的样本，该方法也会产生一些误判，下面将分别简介该方法的影响因素。

2.1接受ART感染者、精英抑制者和病毒载量

随着HIV感染者病情进展，每毫升血液里HIV的数量即VL会随之改变，影响HIV在人体内复制的因素可能间接影响LAgAvidityEIA，如暴露前用药[11]会造成新发感染率的高估。Nikolopoulos等[12]研究显示，接受ART的HIV感染者中LAg-AvidityEIA的FRR为34.5%，而未接受ARTHIV感染者的FRR仅为5.9%。ART后会抑制HIV感染者体内的VL，但一旦引起病人耐药可能会发生病毒反弹情况，一些精英抑制者体内的HIV受到抑制，均会导致感染时间无法被正确判定。Wendel等[13]在18个接受ART者中发现15个既往感染者（>1年B亚型）ODn平均下降幅度为0.28;20个接受ART者中15个发生病毒突破（VL>400拷贝/mL）的既往感染者ODn平均上升幅度为0.5;7/18作为精英抑制者的既往感染者ODn<1.5。病毒载量高易被判定为既往感染，病毒载量低易被判定为新发感染。Longosz等[10]研究显示，VL<400拷贝/mL的既往感染者被误判为新发感染者的比例（17.6%）较高，而VL>400拷贝/mL的既往感染者被误判为新发感染者的比例仅为1.8%(16/884）。HIV感染早期病毒载量处于高峰[14],Lynch等[15]使用VL>1000拷贝/mL的既往感染者血清作为实验样本，发现LAg-AvidityEIA的错判率（5.3%）较高，可能会造成新发感染率的高估。Gonese等[16]以来自C亚型产妇的血清为实验样本，发现当单独使用LAg-AvidityEIA时错分率为0.6%，将VL<1000拷贝/mL的HIV感染者全部判定为既往感染者后错分率减少到0.4%。我国的研究也表明，在ART的人当中，该方法的FRR高达17.3%(52/300），并且错判率也随着治疗时间的延长而增加[17]。张娜等[18]的研究表明，LAg-AvidityEIA法对病毒载量不同的ART样本的误判情况存在显著性差异，病毒载量<5000拷贝/mL的ART样本比>11000拷贝/mL的ART样本更易被误判为新发感染，可能是自身免疫状况的好转造成的。使用该方法时如果能结合临床信息来排除接受ART病人、精英抑制者（一年内不接受ART的患者至少有两份的血清样本VL<50拷贝/mL）和艾滋病病人（VL<50拷贝/mL）可以有效减小该方法的误判率[10]。

2.2HIV亚型

HIV-1至少可以分为11个亚型，归类于M、O和N三个组，其中M组有A、B、C、D、F、G、H、J和K共9个亚型，O组有O亚型，N组有N亚型，国际上已报道100种流行重组株（circulatingrecombinantforms,CRF)[19]。中国主要流行的HIV-1毒株包括B、C、CRF01＿AE、CRF07＿BC、CRF08＿BC等5种主要亚型，CRF65＿CPX、CRF55＿01B、CRF79＿0107等流行范围较小[20]。不同亚型HIV-1感染者体内的抗体生成动力学略有不同，会对LAg-AvidityEIA造成影响。Doung等[21]研究表明LAg-AvidityEIA在不同亚型（B/C/D）中新发感染平均持续时间（meandurationofrecency,MDRI）并不一致,分别为132天、139天和141天。Longosz等[22]的研究显示，D亚型的MDRI(267.9天）相对于A亚型（167.3天）较长。Cai等[23]对CRF01＿AE,CRF07＿BC/CRF08＿BC和B亚型的研究也表明增加包被抗原亚型的种类可以提高该方法5%～30%的敏感性。在对以A、B和C亚型为主的地区研究同时结合病毒载量结果，则可以合理地假定FRR<1%[24]，以错分率较高的D亚型为主地区，增加研究的样本量可相对减少新发感染率的高估[25]。

2.3CD4细胞

CD4细胞是HIV攻击的主要对象，当CD4细胞检测结果较低时说明机体免疫状况较差。国外对既往感染者（2～4年）的研究表明，CD4细胞在200～500个/μL的HIV-1感染者不容易被错分，其FRR仅为1.4%(10/705),CD4细胞>500个/μL的HIV-1感染者的错分率相对较高（6.4%)[10]，可能与个体免疫状况差异有关。当CD4细胞<200个/μL（艾滋病病人）时LAg-AvidityEIA的误判率会达到29.0%(20/69)[26]，可能与HIV感染者病情进展到免疫状况极度低下时产生的抗体会逐渐下降或被病毒大量消耗有关。对中国云贵地区研究也表明，CD4细胞计数对该方法的影响很小，其误判比例仅为0.2%(1/479)[27]。因此在使用LAgAvidityEIA进行检测时需要排除艾滋病病人（CD4细胞计数<200个/μL）。

3、限制性抗原亲和力酶联免疫试验的应用

根据世界卫生组织要求，新发感染实验室检测方法的FRR≤2%时，估算的HIV新发感染率即可视为可靠[28]。相较于其他新发感染实验室检测方法，LAg-AvidityEIA受CD4细胞计数、病毒载量、亚型等影响较小，因而应用范围较为广泛，对不同人群进行新发感染率估算时有不同的效果。研究者采用LAg-AvidityEIA对津巴布韦母婴队列项目中的产妇进行检测，发现该方法的FRR仅为0.6%(95%可信区间：0.3～0.9），由此估算的新发感染率（3.70%）和前瞻性随访（3.40%）获得的新发感染率相差不大[16]。在男男性行为者（MSM）和注射吸毒者（peoplewhoinjectdrugs,PWID）较多的地区采用LAg-AvidityEIA也同样适用，Simmons等[29]的研究表明该方法所估算的新发感染率（0.02%）和队列研究得到的新发感染率（0.03%）相近。Shah等[30]对缺乏ART和病毒载量资料样本的研究表明，相对于BED-EIA(2.3%),LAg-AvidityEIA有较低的FRR(1.7%），可获得更为准确的新发感染率。相对于壮族人群（4.4%）和女性性工作者来说（15.4%），该方法更适合于汉族人群（0.9%）、MSM(0）、妊娠筛查者（pregnancyscreen,PRG)(0)[31]。

然而，一些研究表明，在PWID中往往会造成新发感染率的高估。Nikolopoulos等[12]发现该方法应用于PWID时的FRR能高达20.8%(76/366),Longosz等[10]的研究发现针对此类人群，即使排除了ART个体，精英抑制者和艾滋病病人，该方法的FRR也会达到4.8%(52/1089）,可能与静脉吸毒者免疫状况低下有关。对欧洲爱沙尼亚地区69115个对象估算得到的新发感染率为0.06%，但静脉吸毒者有更高的新发感染率（1.48%)[32]。因此可见，对HIV采取的防控和干预措施，需要具有针对性，新发感染实验室检测方法改进时也可将不同人群的特征作为参考。

4、结语

利用实验室检测技术从横断面样本中及时准确地区分人群中的新发感染已成为现今HIV监测的重要方式之一，明确限制性抗原亲和力方法的影响因素和应用范围对于估算HIV感染的发病率、监测HIV的流行以及规划和实施预防活动十分重要，同时对UNAIDS提出的在2020年实现“90-90-90”目标并在2030年结束HIV流行目标有重要意义[33]。亲和力方法因其受CD4细胞计数、病毒载量、HIV亚型等影响很小而推广迅速，适宜的敏感性和特异性使其成为估计HIV感染发病率的重要组成部分。由于接受ART、精英抑制者和艾滋病病人会对该方法的判定产生较大影响。因此在不能排除接受ART、精英抑制者和艾滋病病人使用LAgAvidityEIA时可结合病毒载量、CD4细胞计数等多种指标，可以获得更为准确的HIV新发感染率，以便进一步提高干预的精准性。

参考文献：

[5]谭四军,曹健荣,张誌.HIV新发感染检测方法研究[C]:第五次全国免疫诊断暨疫苗学术研讨会,银川,2013.

[6]胡海洋,还锡萍,羊海涛.检测HIV新发感染及估计新发感染率的实验室方法[J].江苏预防医学,2013,24(5):35-37.

[7]于海英,蒋岩,王宇.用于HIV新发感染检测的亲和力方法的研究进展[J].中国艾滋病性病,2012,18(8):575-578.

[17]王继宝,刘威男,段星,等.德宏州HIV感染者抗病毒治疗对亲和力实验的误判影响[J].中国初级卫生保健,2017,31(6):41-43.

[18]张娜,刘丽萍,易志强,等.LAg-AvidityEIA法用于HIV-1新发感染检测的性能评价研究[J].现代预防医学,2016,43(1):157-159.

林倩茹,肖瑶.HIV-1限制性抗原亲和力检测方法的影响因素及应用[J].中国艾滋病性病,2020,26(09):1018-1020+1029.