การวินิจฉัยทางซีโรวิทยา: การตรวจหาแอนติบอดีและแอนติเจน

การวินิจฉัยทางซีโรวิทยาใช้ปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันเพื่อตรวจหาแอนติบอดีจำเพาะต่อไวรัสที่ผลิตโดยโฮสต์ หรือแอนติเจนของไวรัสที่มีอยู่ในตัวอย่าง ด้วยการใช้ประโยชน์จากความจำเพาะของการจับกันระหว่างแอนติบอดี-แอนติเจน ซีโรวิทยาสามารถยืนยันการสัมผัสกับไวรัส กำหนดระยะของการติดเชื้อผ่านชนิดและระดับของแอนติบอดี หรือแสดงโปรตีนของไวรัสได้โดยตรง ซึ่งมักจะมาพร้อมกับรูปแบบการทดสอบที่รวดเร็วและปรับขนาดได้

Definition

การวินิจฉัยทางซีโรวิทยาคือการตรวจหาแอนติบอดีจำเพาะต่อไวรัส (การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์) หรือแอนติเจนของไวรัสในห้องปฏิบัติการ โดยใช้ปฏิกิริยาการจับกันของแอนติบอดี-แอนติเจนที่อ่านค่าได้ด้วยระบบการตรวจจับที่ติดฉลากด้วยเอนไซม์ สารเรืองแสง หรือวิธีอื่น ๆ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมหลักการของการตรวจหาแอนติบอดีและแอนติเจนในสาขาไวรัสวิทยา แพลตฟอร์มการทดสอบหลัก (การตรวจภูมิคุ้มกันด้วยเอนไซม์, อิมมูโนบล็อต, การทดสอบอย่างรวดเร็วแบบไหลข้าง, การทำให้เป็นกลาง) และการตีความชนิดและระดับของแอนติบอดีที่เกี่ยวข้องกับช่วงเวลาของการติดเชื้อ เป็นข้อมูลอ้างอิงทางระเบียบวิธีวิจัยและไม่ได้ให้โปรโตคอลการสั่งการทดสอบหรือคำแนะนำในการจัดการทางคลินิก

Core questions

• การทดสอบควรตรวจหาแอนติบอดีของโฮสต์หรือแอนติเจนของไวรัส และแต่ละอย่างบ่งชี้สถานะการติดเชื้ออย่างไร?
• IgM และ IgG และการเปลี่ยนแปลงของระดับแอนติบอดี บ่งชี้ช่วงเวลาหรือระยะของการติดเชื้อได้อย่างไร?
• ความไว ความจำเพาะ และการเกิดปฏิกิริยาข้ามกัน มีความสมดุลในการออกแบบการทดสอบอย่างไร?
• เมื่อใดที่จำเป็นต้องมีการทดสอบยืนยันหรือการทำให้เป็นกลางเพื่อตรวจสอบผลการคัดกรอง?

Key concepts

• ความจำเพาะของแอนติบอดี-แอนติเจน
• เอนไซม์ลิงค์อิมมูโนซอร์เบนต์แอสเซย์ (ELISA)
• การยืนยันด้วยอิมมูโนบล็อต (Western blot)
• การทดสอบแอนติเจนอย่างรวดเร็วแบบไหลข้าง
• IgM เทียบกับ IgG และการเปลี่ยนซีโรคอนเวอร์ชัน
• ระดับแอนติบอดี
• การทดสอบการทำให้เป็นกลาง
• ระยะเวลาหน้าต่างและการเกิดปฏิกิริยาข้ามกัน

Mechanisms

การทดสอบทางซีโรวิทยาอาศัยการจับกันอย่างจำเพาะเจาะจงระหว่างแอนติบอดีและแอนติเจน ในการตรวจหาแอนติบอดี แอนติเจนของไวรัสที่ตรึงอยู่จะจับกับแอนติบอดีของผู้ป่วย ซึ่งจะถูกเปิดเผยโดยรีเอเจนต์ทุติยภูมิที่มีฉลาก เช่นเดียวกับการทดสอบเอนไซม์ลิงค์อิมมูโนซอร์เบนต์แอสเซย์ (ELISA) ในการตรวจหาแอนติเจน รีเอเจนต์ที่ตรึงอยู่คือแอนติบอดีที่จับโปรตีนของไวรัสจากตัวอย่าง ซึ่งเป็นรูปแบบที่ใช้ในการทดสอบอย่างรวดเร็วแบบไหลข้างหลายชนิด ชนิดของแอนติบอดีที่ตรวจพบช่วยในการกำหนดระยะของการติดเชื้อ: โดยทั่วไป IgM จะปรากฏขึ้นเร็วกว่าและ IgG จะคงอยู่ และระดับที่เพิ่มขึ้นระหว่างซีรัมคู่สนับสนุนการติดเชื้อที่เพิ่งเกิดขึ้น การตรวจคัดกรองด้วยอิมมูโนแอสเซย์มักจะจับคู่กับวิธีการยืนยันที่จำเพาะเจาะจงมากขึ้น เช่น อิมมูโนบล็อต หรือการทำให้เป็นกลาง ซึ่งอย่างหลังจะวัดแอนติบอดีที่มีความสำคัญทางหน้าที่ที่สามารถยับยั้งการติดเชื้อของไวรัสได้ การออกแบบแต่ละแบบจะรักษาสมดุลระหว่างความไวและความจำเพาะ โดยที่การเกิดปฏิกิริยาข้ามกันระหว่างไวรัสที่เกี่ยวข้องเป็นความท้าทายที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ

Clinical relevance

ซีโรวิทยาช่วยสนับสนุนการวินิจฉัยการติดเชื้อไวรัสในอดีตหรือปัจจุบัน การประเมินสถานะภูมิคุ้มกัน และการสำรวจความชุกทางซีโรวิทยา; การทดสอบแอนติเจนให้การตรวจหาโดยตรงอย่างรวดเร็ว ณ จุดดูแลผู้ป่วย ข้อมูลนี้อธิบายวิธีการทำงานของการทดสอบเหล่านี้และวิธีการนำเสนอผลลัพธ์ รวมถึงข้อจำกัดที่ว่าแอนติบอดีอาจไม่มีในช่วงต้นของการติดเชื้อ (ระยะเวลาหน้าต่าง); เป็นข้อมูลเชิงพรรณนาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

การสำรวจทางซีโรวิทยาที่อาศัยแอนติบอดีเป็นเครื่องมือมาตรฐานสำหรับการประมาณสัดส่วนสะสมของประชากรที่สัมผัสกับไวรัส ซึ่งเสริมกับการเฝ้าระวังระดับโมเลกุลที่ตรวจจับการติดเชื้อที่กำลังดำเนินอยู่ การทดสอบแอนติเจนอย่างรวดเร็วช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการทดสอบในช่วงที่มีการระบาดโดยการเปิดใช้งานการตรวจหาที่รวดเร็วและกระจายอำนาจ

History

ซีโรวิทยาทางไวรัสวิทยาพัฒนามาจากการทดสอบการจับกลุ่ม การตรึงคอมพลีเมนต์ และการทำให้เป็นกลางในยุคแรกเริ่ม และได้รับการเปลี่ยนแปลงโดยการนำเสนอการทดสอบเอนไซม์ลิงค์อิมมูโนซอร์เบนต์แอสเซย์ (ELISA) โดย Engvall และ Perlmann ในปี 1971 ซึ่งทำให้การวัดแอนติบอดีและแอนติเจนเป็นเชิงปริมาณและปรับขนาดได้ การทำโปรตีนอิมมูโนบล็อต ซึ่งอธิบายโดย Towbin และคณะในปี 1979 ได้เพิ่มรูปแบบการยืนยันที่จำเพาะเจาะจงซึ่งยังคงใช้สำหรับการติดเชื้อไวรัสหลายชนิด

Key figures

• Eva Engvall
• Peter Perlmann
• Albert Coons

Seminal works

• engvall-perlmann-1971
• towbin-1979

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการตรวจหาแอนติบอดีและการตรวจหาแอนติเจนคืออะไร?

การตรวจหาแอนติบอดีเป็นการวัดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ต่อไวรัสและสามารถบ่งชี้การติดเชื้อในอดีตหรือที่กำลังดำเนินอยู่ ในขณะที่การตรวจหาแอนติเจนเป็นการแสดงโปรตีนของไวรัสโดยตรงและสะท้อนถึงการมีอยู่ของไวรัสในปัจจุบัน ทั้งสองตอบคำถามที่แตกต่างกันเกี่ยวกับสถานะการติดเชื้อ

เหตุใดการทดสอบทางซีโรวิทยาจึงอาจให้ผลลบในช่วงต้นของการติดเชื้อ?

แอนติบอดีต้องใช้เวลาในการพัฒนาหลังจากสัมผัสเชื้อ ดังนั้นในช่วงระยะเวลาหน้าต่างนี้ การทดสอบแอนติบอดีอาจให้ผลลบแม้ว่าไวรัสจะยังคงอยู่ วิธีการโดยตรง เช่น การตรวจหาแอนติเจนหรือกรดนิวคลีอิก ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจหาการติดเชื้อในระยะเริ่มต้น