Summary

Menselijk Serum Anti-aquaporin-4 Immunoglobulin G detectie van cel-gebaseerde Assay

Published: April 05, 2019
doi:

Summary

Cel-gebaseerde bepaling is een veel gebruikte methode om te detecteren serum anti-aquaporin-4 immunoglobulin G. Deze methode kan worden toegepast op de klinische diagnose en wetenschappelijk onderzoek van neuromyelitis optisch spectrum stoornissen.

Abstract

Anti-aquaporin-4 (AQP4) immunoglobuline G (IgG) is de kern van diagnostische biomerker voor neuromyelitis optica spectrum stoornissen (NMOSD). De cel-gebaseerde bepaling (CBA) is een veel gebruikte methode om anti-AQP4 IgG detecteren in menselijk serum met hoge gevoeligheid en specificiteit. Kort, serum anti-AQP4 IgG is gevangen genomen door AQP4-transfected cellen die gefixeerd op de biochip wordt gedetecteerd door een fluoresceïne-gelabeld secundair antilichaam. Fluorescentie microscopie is gebruikt om de fluorescentie te visualiseren, en de intensiteit van de fluorescentie is beoordeeld door ten minste twee ervaren clinici. Een definitieve diagnose van NMOSD kan worden gemaakt op basis van de combinatie van anti-AQP4 IgG detectie resultaten, Klinische manifestaties en neuroradiologische bevindingen. Volgens eerdere studies, CBA is gevoeliger en specifieke dan andere anti-AQP4 IgG detectiemethoden en het kan worden toegepast op zowel de klinische diagnose en de studies van NMOSD. De methode kent beperkingen; bijvoorbeeld, ontbreekt een internationale schaal te evalueren van serum anti-AQP4 IgG titers nog. Hier, wordt een gedetailleerd protocol voor menselijk serum anti-AQP4 IgG detectie met behulp van CBA beschreven.

Introduction

Serum AQP4 IgG is een kern van diagnostische biomerker voor neuromyelitis optica spectrum stoornissen (NMOSD)1. De cel-gebaseerde bepaling (CBA) is een veel gebruikte anti-AQP4 IgG detectiemethode met hoge gevoeligheid en specificiteit. Hier, wordt een gedetailleerd protocol voor CBA ingevoerd.

AQP4, een water kanaal eiwit, heeft zes membraan-spanning eenheden en twee spiraalvormige domeinen rondom een waterige poriën2. Anti-AQP4 IgG is betrokken bij de pathogenese van NMOSD door middel van binding aan haar doelstelling van AQP4, die vooral op de endfeet van astrocyten3 ligt. Het is aangetoond dat anti-AQP4 IgG positief in ongeveer tweederde van de NMOSD patiënten4is. In de meest recente internationale diagnostische criteria voor NMOSD, anti-AQP4 IgG wordt beschouwd als een kern diagnostische biomerker5. Het is in dit verband van cruciaal belang om een betrouwbaar protocol voor het detecteren van menselijk serum anti-AQP4 IgG en vergemakkelijken klinische diagnose van NMOSD.

Momenteel zijn de verschillende anti-AQP4 IgG detectiemethoden beschikbaar, zoals CBA, weefsel gebaseerde assay, enzym-verbonden immunosorbent analyse en stroom cytometry6,7. CBA maakt gebruik van EU90 cellen, die zijn transfected met menselijke AQP4, om vast te leggen van de anti-AQP4 IgG. De vastgelegde anti-AQP4-IgG is ontdekt door fluorescente secundaire antilichamen en vervolgens gevisualiseerd door microscopie. Het vergaren van bewijsmateriaal blijkt dat CBA gevoeliger en specifieke dan andere anti-AQP4 IgG detectie methoden6,7. Volgens een meta-analyse, de gevoeligheid en specificiteit van CBA bleken te zijn 76% en 99%, die hoger dan het weefsel gebaseerde waren en enzyme-linked immunosorbent testen6. Bovendien was een multicenter vergelijking van diagnostische tests van anti-AQP4 IgG transiënte7. Een totaal van 193 studie onderwerpen uit 15 Europese diagnostische centra werden ingeschreven7. Vier verschillende methoden werden gebruikt om het detecteren van serum anti-AQP4 IgG7. Het bleek dat CBA gevoeliger en specifieke dan de andere methoden7 was. Als AQP4 wordt uitgedrukt in twee grote isoforms (AQP4-M1 en AQP4-M23), is anti-AQP4 IgG vangen cel met AQP4-M1 of AQP4-M23 transfected. Welk type van capture cel is echter beter blijft controversieel. Een onderzoek heeft steun verleend aan AQP4-M1 gebaseerde CBA8, terwijl anderen hebben aangegeven dat AQP4-M23 gebaseerd CBA is beter7,9,10. AQP4 M23-gebaseerde CBA kan echter vals-positieve resultaten als gevolg van aspecifieke IgG bindende8opleveren. Jarius et al.. 11 gemeld dat er geen significant verschil in anti-AQP4 IgG opsporingstarieven tussen AQP4-M1 en AQP4 M23-gebaseerde CBAs was.

In samenvatting, serum anti-AQP4 IgG is een kern biomerker voor NMOSD. CBA heeft een hogere gevoeligheid dan andere anti-AQP4 IgG detectiemethoden en specificiteit. Het blijft controversieel of AQP4-M1 – of AQP4-M23-gebaseerde CBA beter is. In dit artikel wordt wordt een gedetailleerd protocol voor AQP4-M1 gebaseerde CBA beschreven, die u op de klinische diagnose en onderzoek van NMOSD toepassen kunt.

Protocol

Deze procedure werd goedgekeurd door de ethische commissie van de eerste ziekenhuis van Jilin Universiteit en werd uitgevoerd op ongeveer 1.500 onderwerpen. 1. de patiënt inschrijving en bloed monster collectie De laboratorium-detectie van serum die anti-AQP4 IgG aan patiënten van de kliniek met de belangrijkste klachten en symptomen onderstaande van toepassing. Verricht lichamelijke onderzoeken ook.Optische neuritis: patiënten lijden met visuele tekorten, zoals verlies va…

Representative Results

Gebruik de procedure hier, is specifieke anti-AQP4 IgG in het serum aantoonbaar. Tijdens de procedure werden vooraf verdunde monsters, een positieve controle en een negatieve controle toegevoegd aan de reactie velden, waarin transfected en untransfected gebieden (Figuur 2). Fluorescentie van de negatieve controle op een transfected gebied aangegeven vooral de aspecifieke binding van secundair antilichaam transfected cellen op biochips (Fi…

Discussion

Wij hebben een breed toegankelijke methode voor het detecteren van anti-AQP4 IgG in menselijk serum beschreven. Anti-AQP4 IgG is nauw verwant aan NMOSD, en tot vaststelling van een betrouwbare anti-AQP4 IgG detectiemethode is cruciaal voor de klinische diagnose van NMOSD. Ten eerste, anti-AQP4 IgG is specifiek voor de NMOSD. Multiple sclerose is ook een immuun-gemedieerde ziekte van het centrale zenuwstelsel en deelt veel overeenkomsten met NMOSD12. Anti-AQP4 IgG is echter alleen positieve in NMOS…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

De auteurs zijn dankbaar voor de steun van subsidies uit de National Science Foundation of China (nr. 31600820), de gezondheid en gezinsplanning Commissie van provincie Jilin (nr. 2016Q036), en de wetenschap en technologie Planning Project van provincie Jilin (nr. 20180520110JH).

Materials

Anti-aquaporin-4 IIFT Euroimmun FA 1128-2005-50 Contains biochip slides coated with AQP4-M1 transfected and untransfected EU 90 cells, fluorescein-labelled anti-human IgG, anti-AQP4 antibody as positive control, antibody negative sample, salt for PBS pH 7.2, Tween 20 and embedding medium. 
CellSens Dimension OLYMPUS N/A photograph software
Gel & clot activator tube Improve medical 623040202 From a local Chinese company

References

  1. Zekeridou, A., Lennon, V. A. Aquaporin-4 autoimmunity. Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 2 (4), 110 (2015).
  2. Ho, J. D., et al. Crystal structure of human aquaporin 4 at 1.8 A and its mechanism of conductance. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (18), 7437-7442 (2009).
  3. Takeshita, Y., et al. Effects of neuromyelitis optica-IgG at the blood-brain barrier in vitro. in vitro.Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 4 (1), 311 (2016).
  4. Sato, D. K., et al. Distinction between MOG antibody-positive and AQP4 antibody-positive NMO spectrum disorders. Neurology. 82 (6), 474-481 (2014).
  5. Wingerchuk, D. M., et al. International consensus diagnostic criteria for neuromyelitis optica spectrum disorders. Neurology. 85 (2), 177-189 (2015).
  6. Ruiz-Gaviria, R., et al. Specificity and sensitivity of aquaporin 4 antibody detection tests in patients with neuromyelitis optica: A meta-analysis. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 4 (4), 345-349 (2015).
  7. Waters, P., et al. Multicentre comparison of a diagnostic assay: aquaporin-4 antibodies in neuromyelitis optica. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 87 (9), 1005-1015 (2016).
  8. Fryer, J. P., et al. AQP4 autoantibody assay performance in clinical laboratory service. Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 1 (1), 11 (2014).
  9. Long, Y., et al. Aquaporin-4 antibody in neuromyelitis optica: re-testing study in a large population from China. The International Journal of Neuroscience. 127 (9), 790-799 (2017).
  10. Pisani, F., et al. Aquaporin-4 autoantibodies in Neuromyelitis Optica: AQP4 isoform-dependent sensitivity and specificity. PloS One. 8 (11), 79185 (2013).
  11. Jarius, S., et al. Aquaporin-4 antibody testing: direct comparison of M1-AQP4-DNA-transfected cells with leaky scanning versus M23-AQP4-DNA-transfected cells as antigenic substrate. Journal of Neuroinflammation. 11, 129 (2014).
  12. Juryńczyk, M., Craner, M., Palace, J. Overlapping CNS inflammatory diseases: differentiating features of NMO and MS. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 86 (1), 20-25 (2015).
  13. Chen, H., et al. Clinical Features of Patients with Multiple Sclerosis and Neuromyelitis Optica Spectrum Disorders. Chinese Medical Journal. 129 (17), 2079-2084 (2016).
  14. Majed, M., Fryer, J. P., McKeon, A., Lennon, V. A., Pittock, S. J. Clinical utility of testing AQP4-IgG in CSF: Guidance for physicians. Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 3 (3), 231 (2016).
  15. Jarius, S., et al. Cerebrospinal fluid antibodies to aquaporin-4 in neuromyelitis optica and related disorders: frequency, origin, and diagnostic relevance. Journal of Neuroinflammation. 7, 52 (2010).
  16. Asgari, N., et al. Disruption of the leptomeningeal blood barrier in neuromyelitis optica spectrum disorder. Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 4 (4), 343 (2017).
  17. Kim, H. J., et al. MRI characteristics of neuromyelitis optica spectrum disorder: an international update. Neurology. 84 (11), 1165-1173 (2015).
  18. Jarius, S., et al. MOG encephalomyelitis: international recommendations on diagnosis and antibody testing. Journal of Neuroinflammation. 15 (1), 134 (2018).
  19. Narayan, R., et al. MOG antibody disease: A review of MOG antibody seropositive neuromyelitis optica spectrum disorder. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 25, 66-72 (2018).
  20. Ogawa, R., et al. MOG antibody-positive, benign, unilateral, cerebral cortical encephalitis with epilepsy. Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 4 (2), 322 (2017).
  21. Valentino, P., Marnetto, F., Granieri, L., Capobianco, M., Bertolotto, A. Aquaporin-4 antibody titration in NMO patients treated with rituximab: A retrospective study. Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation. 4 (2), 317 (2016).
  22. Kessler, R. A., et al. Anti-aquaporin-4 titer is not predictive of disease course in neuromyelitis optica spectrum disorder: A multicenter cohort study. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 17, 198-201 (2017).
  23. Mealy, M. A., et al. Aquaporin-4 serostatus does not predict response to immunotherapy in neuromyelitis optica spectrum disorders. Multiple Sclerosis. , (2017).
  24. Yang, Y., et al. The role of aquaporin-4 antibodies in Chinese patients with neuromyelitis optica. Journal of Clinical Neuroscience. 20 (1), 94-98 (2013).
  25. Kitley, J., et al. Prognostic factors and disease course in aquaporin-4 antibody-positive patients with neuromyelitis optica spectrum disorder from the United Kingdom and Japan. Brain. 135 (6), 1834-1849 (2012).
check_url/fr/59014?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Liu, C., Zhu, M., Wang, Y. Human Serum Anti-aquaporin-4 Immunoglobulin G Detection by Cell-based Assay. J. Vis. Exp. (146), e59014, doi:10.3791/59014 (2019).

View Video