Summary

Humanem Serum Anti-Aquaporin-4 Immunglobulin G Erkennung durch zellbasierte Assays

Published: April 05, 2019
doi:

Summary

Zellbasierte Assays ist eine weit verbreitete Methode zur Erkennung von Serum Anti-Aquaporin-4 Immunglobulin G. Diese Methode könnte auf klinische Diagnose und wissenschaftlichen Forschungen der Neuromyelitis-optisches Spektrum-Störungen angewendet werden.

Abstract

Anti-Aquaporin-4 (AQP4) Immunglobulin G (IgG) ist der Kern diagnostischer Biomarker für Neuromyelitis Optica-Spektrum-Störungen (NMOSD). Zellbasierte Assays (CBA) ist eine weit verbreitete Methode, Anti-AQP4-IgG in humanem Serum mit hoher Sensitivität und Spezifität zu erkennen. Kurz, Serum Anti-AQP4 IgG wird von AQP4-transfizierten Zellen, die feste auf dem Biochip ist dann durch einen Fluorescein-gekennzeichnete sekundäre Antikörper erkannt gefangen genommen. Fluoreszenzmikroskopie wird genutzt, um die Fluoreszenz sichtbar zu machen, und die Intensität der Fluoreszenz wird durch mindestens zwei erfahrene Kliniker ausgewertet. Eine endgültige Diagnose des NMOSD kann basierend auf der Kombination von Anti-AQP4 IgG Detektionsergebnisse, klinischen Manifestationen und neuroradiologische Befunde erfolgen. Früheren Studien zufolge CBA ist empfindlicher und spezifischer als andere Anti-AQP4-IgG-Nachweisverfahren und klinische Diagnose und Studien des NMOSD aufgebracht werden. Die Methode hat Einschränkungen; zum Beispiel fehlt noch eine internationale Skala Serum Anti-AQP4-IgG-Titer bewertet. Hier wird ein detailliertes Protokoll für menschliches Serum Anti-AQP4 IgG Nachweis mit CBA beschrieben.

Introduction

Serum IgG AQP4 ist ein Kern diagnostischer Biomarker für Neuromyelitis Optica Spektrum Störungen (NMOSD)1. Zellbasierte Assays (CBA) ist eine weit verbreitete Anti-AQP4 IgG Methode mit hoher Sensitivität und Spezifität. Hier ist ein detailliertes Protokoll für CBA vorgestellt.

AQP4, ein Wasser-Kanal-Protein hat sechs Membran überspannt Einheiten und zwei spiralförmige Domains rund um eine wässrige pore2. Anti-AQP4 IgG in der Pathogenese der NMOSD durch Bindung an ihr Ziel AQP4, engagiert sich vor allem auf die Endfeet von Astrozyten3liegt. Es hat sich gezeigt, dass Anti-AQP4-IgG positiv in etwa zwei Drittel der NMOSD Patienten4ist. In der jüngsten internationalen Diagnosekriterien für NMOSD Anti-AQP4 IgG gilt eine Core-diagnostischer Biomarker-5. In dieser Hinsicht ist es entscheidend, ein zuverlässiges Protokoll zur Humanserum erkennen zu etablieren Anti-AQP4-IgG und klinische Diagnose der NMOSD zu erleichtern.

Derzeit sind verschiedene Anti-AQP4-IgG-Nachweismethoden zur Verfügung, wie z. B. CBA, Gewebe-basierten Tests und Enzym-linked Immunosorbentprobe Assay Flow Cytometry6,7. CBA beschäftigt EU90 Zellen, die mit menschlichen AQP4 Anti-AQP4 IgG erfassen transfiziert sind. Die erfassten Anti-AQP4-IgG ist von fluoreszierenden Sekundärantikörper erkannt und anschließend visualisiert durch Mikroskopie. Sammeln Beweise hat gezeigt, dass CBA empfindlicher und spezifischer als andere Anti-AQP4 IgG Erkennung Methoden6,7. Laut einer Meta-Analyse die Sensitivität und Spezifität der KNA erwiesen sich 76 % und 99 %, die höher als gewebebasierten waren und Enzym-linked Immunosorbentprobe assays6. Darüber hinaus wurde ein multizentrische Vergleich der diagnostischen Tests von Anti-AQP4 IgG durchgeführten7. Insgesamt 193 Studie waren Themen aus 15 europäischen Diagnosezentren eingeschrieben7. Vier verschiedene Methoden wurden verwendet, um Serum Anti-AQP4 IgG7erkennen. Es konnte gezeigt werden, dass CBA empfindlicher und spezifischer als die anderen Methoden7war. Wie AQP4 als zwei große Isoformen (AQP4-M1 und AQP4-M23) zum Ausdruck kommt, ist Anti-AQP4-IgG-Capture-Zelle mit AQP4-M1 oder AQP4-M23 transfiziert. Welche Art von Capture-Zelle ist jedoch besser bleibt umstritten. Eine Untersuchung hat AQP4-M1 Basis unterstützt CBA8, während andere schon angedeutet haben, dass AQP4-M23 CBA basierend ist besser7,9,10. AQP4-M23-basierte CBA kann jedoch falsch positive Ergebnisse durch unspezifische IgG Bindung8erzielen. Jarius Et Al. 11 berichtet, dass gab es keinen signifikanten Unterschied in Anti-AQP4-IgG-Erkennungsraten zwischen AQP4-M1 und AQP4-M23-basierte GAV.

In Zusammenfassung, Serum Anti-AQP4 IgG ist ein Kern-Biomarker für NMOSD. CBA hat höhere Spezifität und Sensitivität als andere Anti-AQP4-IgG-Nachweisverfahren. Es bleibt umstritten, ob AQP4-M1 – oder AQP4-M23-basierte CBA besser ist. In diesem Artikel wird ein detailliertes Protokoll für AQP4-M1-basierte CBA beschrieben, die für klinische Diagnose und Studien von NMOSD gelten kann.

Protocol

Dieses Verfahren wurde von der Ethikkommission der ersten Krankenhaus der Jilin Universität zugelassen und wurde auf etwa 1.500 Probanden durchgeführt. (1) Patienten und Blood Sample-Sammlung Gelten Sie die Labor-Nachweis von Serum Anti-AQP4 IgG Klinik Patienten mit dem chief Beschwerden und Symptome unten aufgeführten. Durchführen Sie sowie körperliche Untersuchungen.Optikusneuritis: Patienten leiden mit visuellen Defiziten, wie Verlust des Gesichtsfeldes und Reduktion …

Representative Results

Verwendung des beschriebenen Verfahrens hier, ist die spezifische Anti-AQP4-IgG im Serum nachweisbar. Während des Verfahrens waren vorverdünnt Proben, eine positiv-Kontrolle und eine negative Kontrolle der Reaktion Felder hinzugefügt, die transfizierte und untransfected Bereiche (Abbildung 2) enthalten. Fluoreszenz von der negativen Kontrolle in einem transfizierten Bereich angegeben vor allem die unspezifische Bindung des sekundären Antikörper zu den tr…

Discussion

Wir haben ein breit zugänglich Verfahren zur Erkennung von Anti-AQP4-IgG in humanem Serum beschrieben. Anti-AQP4 IgG ist eng verwandt mit NMOSD und Schaffung einer zuverlässigen Anti-AQP4 IgG Erkennungsmethode ist entscheidend für die klinische Diagnose der NMOSD. Anti-AQP4 IgG ist spezifisch für NMOSD. Multiple Sklerose ist auch eine immun-vermittelte Erkrankung des zentralen Nervensystems und teilt viele Ähnlichkeiten mit NMOSD12. Anti-AQP4 IgG ist jedoch nur positive NMOSD<sup class="xref"…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren sind dankbar für die Unterstützung von Zuschüssen vom National Science Foundation of China (Nr. 31600820), die Gesundheit und Familienplanung Kommission der Provinz Jilin (Nein 2016Q036), und der Wissenschaft und Technik Planung Projekt der Provinz 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. 
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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).
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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).

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