《Ticks and Tick-borne Diseases》:Seroprevalence and seroconversion of Lyme borreliosis among tick-bitten individuals: A multi-assay serosurveillance study
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为应对莱姆病(Lyme borreliosis, LB)诊断因商业检测试剂盒性能不一而难以评估其真实疾病负担的挑战,研究人员采用四种不同抗原组成的血清学检测方法,对蜱叮咬人群的血清阳性率(seroprevalence)及血清转化率(seroconversion)进行了多平台监测研究。结果表明,LB的血清学评估高度依赖于检测方法,抗原组成的选择显著影响结果。研究强调了在多地理区域背景下,评估检测方法的抗原组成对于准确解读结果的重要性,并为通过多检测共识评分或设计合理的广抗原覆盖检测来提高诊断准确性及可比性提供了路径。
在茂密的森林和广阔的草地上,Ixodes属的蜱虫正悄然传播着一种名为莱姆病(Lyme borreliosis, LB)的疾病。这种由Borrelia burgdorferisensu lato群中不同物种引起的感染,是欧洲最常见的蜱传疾病。然而,其真实的疾病负担宛如隐藏在迷雾之中,难以精确衡量。造成这一困境的重要原因之一,是市售诊断检测方法的性能存在显著差异。不同检测试剂盒因使用的抗原组成不同,可能导致对同一人群的感染率评估结果大相径庭,这不仅给临床准确诊断带来困扰,也使得流行病学监测和公共卫生决策缺乏可靠依据。为了拨开这层迷雾,探究不同血清学检测方法在评估蜱叮咬后人群感染状况时的真实表现,一项聚焦于多平台检测比较的研究应运而生。
这项发表在《Ticks and Tick-borne Diseases》上的研究,旨在系统评估四种抗原组成迥异的血清学检测方法,在测定蜱叮咬个体中莱姆病血清阳性率(即感染过或正在感染的标志)和血清转化率(即新近发生感染的标志)时的表现。研究揭示了一个核心结论:对莱姆病的血清学评估高度依赖于所使用的检测方法,抗原组成的差异是导致结果分歧的关键。这凸显了在评估疾病负担和进行诊断时,审慎选择并理解检测方法局限性的极端重要性,并为未来开发更准确、可比性更强的诊断工具指明了方向。
为了回答上述问题,研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,研究基于前瞻性的蜱传疾病STING队列,选取了69名在瑞典和芬兰医疗中心就诊、有近期蜱叮咬史且拥有配对急性期与3个月后随访期血清样本的参与者。其次,对采集的蜱虫进行形态学鉴定和基于PCR的Borrelia物种分子分析。核心部分是利用四种商业化的酶联免疫吸附试验(ELISA)——Anti-Borreliaplus VlsE (ABV)、C6 Lyme ELISA (C6)、Epitogen? Lyme (Epitogen)和IDEIA? B. burgdorferi(IDEIA),以及作为补充确认的ViraChip? IgG免疫印迹,对所有参与者的血清样本进行检测。最后,通过预设的血清转化判读标准和基于多检测共识的评分框架,结合统计学的Cohen’s κ系数进行一致性分析,系统比较了各检测方法的性能。
研究结果
3.1. 参与者及相应吸血蜱的队列特征
对69名参与者的分析显示,25%的人出现了游走性红斑(Erythema migrans, EM),这是莱姆病早期的典型皮肤表现。在采集的蜱虫中,41%检测到了BorreliaDNA,其中以B. afzelii(23%)最为常见。大多数蜱(68%)吸血时间超过24小时,这意味着传播风险较高。该队列代表了具有显著蜱暴露风险的人群,为评估血清阳性率和后续的血清转化提供了良好基础。
3.2. 入组时和随访时的血清阳性情况
使用四种检测方法评估的基线血清阳性率差异显著:ABV检测出的阳性率最高(33%),其次是Epitogen(26%)、C6(22%),IDEIA最低(10%)。在三个月后的随访中,所有检测方法测得的阳性率均有所上升,其中C6检测出的阳性率最高(93%)。当采用共识评分法(即要求至少两种ELISA检测为阳性,或单一阳性结果经免疫印迹确认)时,入组时的血清阳性率为23%,随访时的总体阳性率为90%。
3.3. 检测方法间的一致性
通过计算Cohen’s κ系数评估检测方法间的一致性。在入组样本中,Epitogen与ABV(κ=0.76)、Epitogen与C6(κ=0.72)之间显示出较强的一致性;而与IDEIA的一致性普遍较差。在随访样本中,所有检测方法间的一致性均有所下降。值得注意的是,Epitogen检测与共识评分的一致性最高(入组时κ=0.92)。
3.4. 血清转化结果
血清转化率的评估也因检测方法而异。在入组时血清阴性的人群中,C6检测出的血清转化率最高(91%),其次是Epitogen(78%)、ABV(66%),IDEIA最低(38%)。共识评分得出的总体血清转化率为86%。研究还发现,相当比例的血清转化发生在无症状个体中。
研究结论与讨论
本研究清晰地表明,莱姆病的血清阳性率和血清转化率估计值高度依赖于所使用的血清学检测方法。这种差异从根本上反映了各检测方法所用抗原组成的多样性。例如,ABV检测使用了来自B. burgdorferis.s.、B. afzelii和B. garinii的全细胞裂解物加重组VlsE蛋白,抗原覆盖较广;C6检测则基于B. burgdorferis.s. VlsE蛋白IR6区的合成肽段;Epitogen检测采用了涵盖多种致病物种的多个重组蛋白和线性肽段的多重抗原平台;而IDEIA检测仅使用源自B. afzelii的纯化天然鞭毛抗原。抗原组成的广度、特异性以及对不同地理区域流行菌株的代表性,直接决定了检测的敏感性和特异性。
讨论部分深入分析了每种检测方法性能差异背后的原因。ABV因使用全细胞裂解物可能带来交叉反应性,但在高流行区队列中影响较小。IDEIA由于抗原单一,虽然特异性可能较好,但灵敏度显著不足,导致其检出率最低。C6检测的IR6肽段免疫原性强且相对保守,加上其同时检测IgM和IgG的格式,使其在检测新发感染(血清转化)时表现出最高的灵敏度。Epitogen的多重抗原设计使其在保持良好特异性的同时,具备了较宽的检测广度,与“金标准”共识评分的一致性也最好。
研究的核心意义在于强烈警示,在莱姆病的临床诊断和流行病学监测中,仅仅依赖单一检测方法可能会严重低估或高估疾病的真实情况。这尤其在不同Borrelia物种流行的地区之间进行比较时,会带来极大偏差。为此,论文提出了明确的改进路径:对于流行病学研究,尤其是在物种多样的地区,诊断平台应纳入覆盖常见人类致病Borrelia物种的多种特异性抗原。如果无法在单一检测中实现广抗原覆盖,则必须采用严格的裁定框架,例如本研究使用的多检测共识评分结合免疫印迹确认,以确保结果的可靠性。此外,研究呼吁检测方法的开发者应公开其抗原组成和物种覆盖范围,以增强透明度,促进不同研究平台之间的公平比较和结果整合。
总之,这项由Rodanthi Zindrili、Malin Lager、Megan Simpson、Ayham Alnabulsi、Christopher J. Secombes、Anna Jonsson Henningsson、Robin Brittain-Long、Abdo Alnabulsi、Tiehui Wang和Per-Eric Lindgren共同完成的研究,如同一份详尽的“检测方法对比地图”,为导航莱姆病复杂的诊断现状提供了关键工具。它不仅揭示了当前诊断实践中的挑战,更重要的是为迈向更准确、更可比的血清学监测和诊断标准奠定了坚实基础,对于全球范围内应对这一重要的公共卫生问题具有重要的指导价值。