Summary

Humant Serum Anti-akvaporin-4 immunglobulin G identifiering av cellbaserade test

Published: April 05, 2019
doi:

Summary

Cell-baserad analys är en allmänt använd metod för att upptäcka serum anti-akvaporin-4 immunglobulin G. Denna metod skulle kunna tillämpas på klinisk diagnos och vetenskapliga undersökningar av neuromyelitis optiska spektrum störningar.

Abstract

Anti-akvaporin-4 (AQP4) immunglobulin G (IgG) är den kärna diagnostisk biomarkören för neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD). Cell-baserad analysen (CBA) är en allmänt använd metod för att upptäcka anti-AQP4 IgG i humant serum med hög känslighet och specificitet. Kort, serum IgG anti-AQP4 fångas av AQP4-transfekterade cell som är fast på biochip sedan upptäcks av en fluorescein-märkt sekundär antikropp. Fluorescensmikroskopi används för att visualisera fluorescensen och intensiteten av fluorescens bedöms av minst två erfarna kliniker. En slutlig diagnos av NMOSD kan göras utifrån kombinationen av anti-AQP4 IgG upptäckt resultat, kliniska manifestationer och neuroradiological fynd. Enligt tidigare studier, CBA är mer känslig och specifik än andra anti-AQP4 metoder för detektion av IgG, och det kan tillämpas på både klinisk diagnos och studier av NMOSD. Metoden har begränsningar; exempelvis saknas fortfarande internationellt att utvärdera serum anti-AQP4 IgG-titrar. Här beskrivs ett detaljerat protokoll för humant serum anti-AQP4 IgG detektering med CBA.

Introduction

Serum AQP4 IgG är en core diagnostisk biomarkör för neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD)1. Cell-baserad analysen (CBA) är en allmänt använd anti-AQP4 IgG detektionsmetod med hög känslighet och specificitet. Här, introduceras ett detaljerat protokoll för CBA.

AQP4, ett vatten kanal protein, har sex membran-spänner enheter och två spiralformade domäner kring en vattenlösning pore2. Anti-AQP4 IgG är involverade i patogenesen av NMOSD genom bindning till sitt mål AQP4, som ligger främst på endfeet av astrocyter3. Det har visat att anti-AQP4 IgG är positivt i ungefär två tredjedelar av NMOSD patienter4. I de senaste internationella diagnostiska kriterierna för NMOSD anses anti-AQP4 IgG vara en core diagnostisk biomarkör5. I detta sammanhang är det viktigt att upprätta ett pålitligt protokoll för att upptäcka humant serum IgG anti-AQP4 och underlätta klinisk diagnos av NMOSD.

Olika metoder för detektion av anti-AQP4 IgG för närvarande tillgängliga, såsom CBA, tissue-baserade assay, enzymkopplad immunadsorberande analys och flöde flödescytometri6,7. CBA sysselsätter EU90 celler, som är transfekterade med mänskliga AQP4, att fånga anti-AQP4 IgG. Fångade anti-AQP4 IgG upptäcks av fluorescerande sekundära antikroppar och därefter visualiseras av mikroskopi. Ackumulerande bevis har visat att CBA är mer känsliga och specifika än andra anti-AQP4 IgG upptäckt metoder6,7. Enligt en meta-analys, sensitivitet och specificitet av CBA visade sig vara 76% och 99%, vilket var högre än tissue-baserade och glykoproteinenzymkopplad immunadsorberande analyser6. Dessutom var en multicenter jämförelse av diagnostiska analyser av anti-AQP4 IgG bedrivs7. Totalt 193 studien ämnen från 15 europeiska diagnostiska centra var inskrivna7. Fyra olika metoder utnyttjades för att upptäcka serum anti-AQP4 IgG7. Det visades att CBA var mer känsliga och specifika än andra metoder7. Som AQP4 uttrycks som två viktigaste isoformerna (AQP4-M1 och AQP4-M23), är anti-AQP4 IgG fånga cell transfekterade med antingen AQP4-M1 eller AQP4-M23. Vilken typ av fånga cell är dock bättre förblir kontroversiell. En utredning har stött AQP4-M1 baserat CBA8, medan andra har visat att AQP4-M23 baserat CBA är bättre7,9,10. AQP4-M23-baserade CBA kan dock ge falskt positiva resultat på grund av ospecifika IgG bindande8. Jarius et al. 11 rapporterade att det fanns ingen signifikant skillnad i anti-AQP4 IgG upptäcktstakt mellan AQP4-M1 och AQP4-M23-baserade SFA.

I Sammanfattning, serum anti-AQP4 IgG är en core biomarkör för NMOSD. CBA har högre specificitet och känslighet än andra anti-AQP4 metoder för detektion av IgG. Det fortfarande kontroversiellt huruvida AQP4-M1 – eller AQP4-M23-baserade CBA är bättre. I den här artikeln beskrivs ett detaljerat protokoll för AQP4-M1-baserade CBA, som kan gälla klinisk diagnos och studier av NMOSD.

Protocol

Detta förfarande godkändes av den etiska kommittén vid första sjukhus i Jilin universitetet och utfördes på cirka 1 500 patienter. 1. patientens registrering och blod provsamling Applicera Laboratoriediagnostik av serum anti-AQP4 IgG till klinik patienter med de främsta klagomål och symtom som anges nedan. Utföra fysiska undersökningar samt.Optikusneurit: patienter lider med visuella underskott, såsom förlusten av synfält och minskning av synskärpan.Akut mye…

Representative Results

Genom att använda proceduren som beskrivs här, är specifika anti-AQP4 IgG i serum detekterbar. Under förfarandet, har pre utspädda prover, en positiv kontroll och en negativ kontroll lagts till fälten reaktion, som innehåller transfekterade och untransfected områden (figur 2). Fluorescens av den negativa kontrollen i en transfekterade område anges främst ospecifik bindning av sekundära antikroppar mot de transfekterade cellerna på biochips (<stron…

Discussion

Vi har beskrivit en lättillgänglig metod för att upptäcka anti-AQP4 IgG i humant serum. Anti-AQP4 IgG är nära besläktad med NMOSD, och att upprätta en pålitlig anti-AQP4 metod för detektion av IgG är avgörande för klinisk diagnos av NMOSD. Första är anti-AQP4 IgG specifika för NMOSD. Multipel skleros är också en immunmedierad sjukdom i centrala nervsystemet och delar många likheter med NMOSD12. Anti-AQP4 IgG är dock bara positivt i NMOSD13. Andra är ant…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Författarna är tacksam för stödet från bidrag från National Science Foundation Kina (nr. 31600820), The hälsa och familjeplanering kommissionen i Jilin-provinsen (nr 2016Q036), och The Science och teknik planering projektet i Jilin-provinsen (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

Riferimenti

  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/it/59014?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
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