超敏感的快速诊断检测到比黄金标准测试早检测的埃博拉病毒

杜克大学科学家的一个跨学科团队为埃博拉病毒（EBOV）感染开发了高度敏感和快速的诊断测试。在感染埃博拉病毒的猴子中，这种称为D4-测定的诊断症被证明是当前批准的快速诊断测试的敏感性1000倍，并且能够比金标准聚合酶链（PCR）测试更早地检测该病毒。。

这项工作，出现在科学翻译医学4月7日，由杜克大学的生物医学工程师，分子生物学家和免疫学家以及德克萨斯大学医学分支机构和加尔维斯顿国家实验室完成。

埃博拉病毒病毒在疫情开始在几内亚，利比里亚和西非的塞拉利昂的人口众多的首都城市开始蔓延之后，2014年初获得了全球臭名昭著。到2016年正式宣布大流行时，已有28,000多人被感染，有11300多人死于该病毒。

截至2021年3月，刚果民主共和国发生了两次正在进行的埃博拉病毒爆发，导致了2200多人死亡，几内亚宣布在2月份出现了一系列病例后，新爆发了新的埃博拉病毒病（EVD）。

埃博拉病毒疾病的早期治疗和接触追踪至关重要，原因有两个：首先，一旦患者开始表现出症状，患者就会具有高度传染性，并且早期诊断可以通过使接触跟踪和患者隔离更轻松地帮助控制EVD的传播。其次，如果未经治疗或治疗迟到，EVD的死亡率可能高达90％，但可以将其降低至大约10％单克隆抗体如果患者在感染的早期接受治疗。

当前用于检测埃博拉病毒的金标准是逆转录酶聚合酶链反应（RT-PCR）测试，它鉴定并放大了病毒RNA。尽管RT-PCR已被证明是敏感的，并且能够比当前的替代品早得多诊断埃博拉病毒感染，但在EVD爆发经常起源的远程设置中很难实施。

RT-PCR测试设计的最新进展使未经训练的技术人员更容易使用该平台，并减少了对昂贵设备的需求。但是，每次测试22.50美元，该平台很昂贵，并且由于基于实验室，因此可能会很慢。在某些研究中，确认该领域诊断所需的中位时间为6天，使其成为高度传染性病毒时的次优工具。

当前的替代诊断选项是横向流量测定，该测定检测感染过程中出现的抗体或抗原。这些测试更便宜，易于使用，并且通常在不到30分钟的时间内产生结果，但是折衷是一种敏感性大大降低，因此，该测试缺少早期感染的可能性更大。

为了帮助解决这两项测试的缺点，杜克团队改编了D4测定法，这是AHSUTOSH CHILKOTI LAB先前开发的超敏感的，即保健点的诊断，以快速而准确地检测由分泌的糖蛋白（SGP），这是由生物标志物产生的。感染早期阶段的埃博拉病毒。

除了Chilkoti，Alan L. Kaganov杰出生物医学工程学教授外，该团队还包括Cassio Fontes，前研究生，现在是Chilkoti Lab的高级研究科学家，医学和免疫学教授Michael Michain，以及Barbara Lipes，杜克大学医学院医学助理教授。

Fontes说：“先前的研究表明，埃博拉病毒在感染初期在高水平上产生分泌的糖蛋白，以充当诱饵并分散免疫系统，同时该病毒复制并与宿主细胞结合。”“我们认为，如果我们能发现这一点，我们可以帮助促进埃博拉病毒疫情期间的早期诊断，遏制和治疗。”

然而，尚无针对SGP的抗体，因此Gunn Lab中的抗体工程专家Lipes创建了一个大的抗体库，该抗体与SGP结合并筛选为最牢固的抗体。

然后，两个实验室共同努力，以识别捕获检测抗体对，该抗体对在D4平台上提供了最大的灵敏度。

埃博拉病毒的D4分析是通过对这两种针对分泌糖蛋白的抗体进行喷墨打印到载玻片上的：检测抗体的抗体，这些抗体用荧光标记标记，并捕获抗体，这些抗体被启动以结合靶抗原。当将一滴血液或喉咙或鼻拭子放在载玻片上时，检测抗体与阵列分开并结合样品中的靶标。然后，这些抗体生物标志物复合物附着在幻灯片上的捕获抗体上，该抗体发光以表示捕获。

为了进一步提高敏感性，D4测定法被打印在由Chilkoti Lab开发的隐形聚合物刷涂层上，该实验室可防止非目标蛋白连接到幻灯片表面。这可以消除芯片上的任何“背景噪声”，从而更容易检测到非常低的靶蛋白，从而使D4测定非常敏感。

同时，Chilkoti实验室还开发了一种便宜但高度敏感的手持探测器（D4Scope）来读取D4分析的结果。