中华流行病学杂志  2021, Vol. 42 Issue (3): 544-548   PDF    
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.cn112338-20190527-00373
中华医学会主办。
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丁亚兴, 毛乃颖, 许文波, 高志刚, 张颖.
Ding Yaxing, Mao Naiying, Xu Wenbo, Gao Zhigang, Zhang Ying
IgG抗体亲和力试验判定麻疹病例的价值
Contribution of measles virus IgG antibody avidity assay to the identification of measles cases
中华流行病学杂志, 2021, 42(3): 544-548
Chinese Journal of Epidemiology, 2021, 42(3): 544-548
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.cn112338-20190527-00373

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收稿日期: 2019-05-27
IgG抗体亲和力试验判定麻疹病例的价值
丁亚兴1 , 毛乃颖2 , 许文波2 , 高志刚1 , 张颖1     
1. 天津市疾病预防控制中心免疫规划科 300011;
2. 中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所, 北京 102206
摘要: 目的 评价麻疹IgG抗体亲和力试验对判定麻疹病例的价值。方法 以中国疾病预防控制信息系统2013-2015年天津市麻疹实验室确诊病例和麻疹排除病例为研究对象。回顾性追溯保存的病例血清,开展麻疹IgG抗体亲和力试验,重新对麻疹排除病例进行归类。结果 共收集到326例麻疹病例血标本,其中实验室确诊病例267例,排除病例59例,≥20岁病例占92.33%(301/326)。麻疹IgG抗体亲和力试验显示,确诊病例和排除病例中麻疹IgG高亲和力抗体的比例分别为66.95%(158/236)和91.23%(52/57),差异有统计学意义(χ2=13.33,P < 0.001)。根据判定标准,15.25%(9/59)排除病例被重新判定为麻疹病例,其中8例是高亲和力抗体,有含麻疹成分疫苗(MCV)免疫史,判定为继发性免疫失败病例;1例为低亲和力抗体,有典型的麻疹临床症状,无MCV免疫史。结论 麻疹IgG抗体亲和力试验能够提供有参考意义的血清学证据,可以减少麻疹急性期血清学诊断中由于IgM抗体假阴性而造成的错误排除。
关键词: 麻疹    IgM抗体    IgG抗体    亲和力试验    
Contribution of measles virus IgG antibody avidity assay to the identification of measles cases
Ding Yaxing1 , Mao Naiying2 , Xu Wenbo2 , Gao Zhigang1 , Zhang Ying1     
1. Expanded Program Immunization Department, Tianjin Center for Diseases Control and Prevention, Tianjin 300011, China;
2. National Institute for Viral Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China
Abstract: Objective To evaluate the value of measles IgG antibody avidity assay in identifying the measles cases. Methods Data from the Measles Surveillance Information System was used to collect laboratory confirmed or discarded cases in 2013-2015, and then tracing back the blood specimens from all measles network laboratories in Tianjin. Measles antibody avidity assay was used to detect and to redefine cases from the discarded ones. Results A total of 326 measles cases including 267 laboratory-confirmed and 59 discarded cases were enrolled into this study, with 92.33% (301/326) of them aged ≥ 20 years. Result from the measles IgG antibody avidity assay showed that the ratio of high-avidity was 91.23%(52/57) of the discarded cases, which was significantly higher than 66.95% (158/236) of the laboratory confirmed cases (χ2=13.33, P < 0.001). According to the case criterion, 15.25% (9/59) of the discarded cases were redefined as measles cases. Eight out of the nine cases were high-avidity with measles containing vaccine (MCV) vaccination history that named as SVF cases. One in nine cases with low-avidity was with typical clinical symptomatic measles but with no vaccination history of MCV. Conclusion Measles IgG antibody avidity assay could provide reference serological evidence to reduce the error from those discarded cases caused by false negative results on IgM antibody, when diagnosing the measles cases.
Key words: Measles    IgM antibody    IgG antibody    Avidity assay    

随着含麻疹成分疫苗(measles containing vaccine,MCV)免疫覆盖率的不断提高,全球麻疹发病率较1963年麻疹疫苗使用前下降99%,全球1剂次MCV接种率从2000年的71%提高到2017年的85%[1]。虽然广泛研究认为接种MCV后能产生良好的免疫效果和免疫持久性,但免疫失败、特别是既往接种过疫苗的成年人病例增多,引发公众的重视[2]。2014年天津市麻疹报告病例数2 703例,为近30年来最高,其中≥20岁2 036例(75.32%),成年人病例比例居全国第一位,明显高于上海市(426例,71.36%)和北京市(1 645例,69.18%),全国平均为42.78% [3]。2011年美国纽约首次报告了继发性免疫失败(secondary vaccination failure,SVF)导致的成年人麻疹暴发[4]。2014年北京市[5]和2016年天津市[6]也相继报告了SVF导致的麻疹暴发。麻疹IgG抗体亲和力试验是判定原发性免疫失败(primary vaccination failure,PVF)和SVF的有效方法[7]。在体液免疫中,SVF所产生抗体的亲和力高于PVF,因此急性期血标本中PVF能检测出低亲和力的IgG,SVF则表现为高亲和力[8-9]。目前ELISA法检测麻疹IgM抗体广泛用于麻疹疑似病例的确诊,由于麻疹病例症状不典型或血标本采集时间不恰当等因素,急性期麻疹IgM抗体血清学检测结果存在假阴性[10]。由于IgM抗体阴性而排除麻疹,可能影响疫情控制。能否采用IgG抗体亲和力试验来诊断麻疹病例值得探讨。本研究收集了2013-2015年天津市各级麻疹网络实验室保存的血标本,开展麻疹IgG抗体亲和力试验,评价其在判定麻疹病例的价值。

对象与方法

1. 研究对象:

(1)数据来源:中国疾病预防控制信息系统2013-2015年天津市麻疹实验室确诊病例和麻疹排除病例。

(2)血标本来源:按照天津市麻疹监测要求,设立了1家市级和18家区级麻疹网络实验室,每年开展麻疹疑似病例的血标本检测。回顾性追溯保存在各级麻疹网络实验室的2013-2015年这些病例剩余血清,将收集到的血清和血标本经专业设备冷藏运送至中国CDC病毒病预防控制所统一检测,严格控制标本无污染或容器渗漏。

(3)病例定义[11]

① 麻疹疑似病例:出现发热、出疹,伴咳嗽、卡他性鼻炎、结膜炎症状之一者。

② 麻疹实验室确诊病例:符合其中结果之一者:ⓐ血标本检测麻疹IgM抗体阳性者;ⓑ咽拭子标本检测麻疹病毒核酸阳性或分离到麻疹病毒者;ⓒ恢复期血清麻疹IgG抗体滴度比急性期有≥4倍升高,或急性期抗体阴性而恢复期抗体阳转者。

③ 麻疹排除病例:符合其中结果之一者:ⓐ血标本检测麻疹IgM结果为阴性,且无其他麻疹实验室检测阳性结果者;ⓑ无标本或标本不合格,与实验室确诊麻疹病例无流行病学关联,且明确诊断为其他疾病者;ⓒ接种麻疹疫苗相关的发热出疹者。

④ 接种麻疹疫苗相关的发热出疹者:鉴定出麻疹病毒疫苗株,或同时符合5种情况:ⓐ有出疹,伴或不伴发热,无咳嗽等呼吸道症状;ⓑ接种含麻疹成分减毒活疫苗7~14 d后出疹;ⓒ血标本采集日期为接种含麻疹成分减毒活疫苗后8~56 d,且检测麻疹IgM抗体阳性;ⓓ充分的流行病学调查未发现该病例引起续发病例;ⓔ流行病学和实验室调查未发现其他可明确解释的原因。

⑤ 采样间隔:麻疹病例采血时间和出疹时间的间隔。

2. 实验室检测:

(1)麻疹IgM抗体定量检测:采用ELISA法检测麻疹定量IgM抗体,试剂为德国维润公司麻疹病毒IgM抗体检测试剂盒。判定标准:< 10 U/ml(阴性),10~U/ml(可疑),> 15 U/ml(阳性)。

(2)麻疹病毒核酸检测:采用荧光定量RT-PCR方法,美国AB公司试剂盒,判定标准:Ct值为空白(阴性),Ct值≤35.0(阳性),Ct值> 35.0(阴性)。

(3)麻疹IgG抗体定量检测:采用ELISA法检测麻疹定量IgG抗体,试剂为德国维润公司麻疹病毒IgG抗体检测试剂盒。判定标准:< 150 mIU/ml(阴性),150~mIU/ml(可疑),> 200 mIU/ml(阳性)。

(4)麻疹IgG抗体亲和力试验:检测试剂为德国欧蒙公司麻疹病毒IgG抗体亲和力检测试剂盒。通过相对亲和力指数(relative avidity index,RAI)判定亲和力试验结果。判定标准:< 40%(低亲和力抗体),40%~(可疑),> 60%(高亲和力抗体)。

3. 麻疹IgG抗体亲和力试验的病例判定标准:首先对纳入的病例进行麻疹IgG抗体定量检测,选择IgG抗体定量检测阳性的病例进一步开展IgG抗体亲和力试验。结合病例IgM抗体结果、临床特征、暴露史和MCV免疫史等信息,参考美国CDC Mercader等[12]利用IgG抗体亲和力试验对麻疹病例的判定标准(表 1),重新对排除病例进行归类。

表 1 麻疹IgG抗体亲和力试验对麻疹病例的判定标准

4. 统计学分析:采用Excel 2016软件进行数据的录入和整理,使用SPSS 24.0软件完成统计学分析。分类资料采用χ2检验或Fisher确切概率法比较不同组间的差异,以P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

1. 临床症状:2013-2015年共收集到326例麻疹病例,年龄0~61岁,病例中实验室确诊267例,排除病例59例。其中,≥20岁占92.33%(301/326),且20~39岁占72.70%(237/326)。实验室确诊病例均有发热、出疹,伴有咳嗽、卡他性鼻炎、结膜炎和柯氏斑的比例分别是77.15%、47.57%、51.31%和41.20%。麻疹排除病例中,62.71%(37/59)的符合麻疹疑似病例定义,并且11.56%病例有柯氏斑。确诊病例和排除病例除发热外,其他临床症状的差异均有统计学意义(表 2)。

表 2 不同病例分类的临床症状(%)

2. 麻疹IgG抗体定量检测和抗体亲和力试验:326例病例中麻疹IgG抗体阳性293例(表 3),实验室确诊病例和排除病例的IgG抗体阳性率分别为88.39%(236/267)和96.61%(57/59),两者差异无统计学意义(χ2=3.59,P=0.06)。麻疹IgG抗体亲和力试验显示实验室确诊病例和排除病例中高亲和力抗体的比例分别为66.95%(158/236)和91.23%(52/57),差异有统计学意义(χ2=13.33,P < 0.001)。在麻疹排除病例中2例IgM抗体阳性病例均为接种MCV后出现的发热出疹。

表 3 不同病例分类的实验室检测

3. 排除病例的重新判定:59例麻疹排除病例中≥20岁病例占91.53%(54/59)。2例IgM抗体阳性为接种麻疹疫苗相关的发热出疹病例,IgG抗体亲和力试验结果显示1例为高亲和力抗体,1例为低亲和力抗体(表 4)。剩余57例病例中,只有1例为低亲和力抗体,有典型的麻疹临床症状,无MCV免疫史,但IgG抗体达到3 531.2 mIU/ml;高亲和力抗体的病例中,只有8例有MCV免疫史,IgG抗体均为5 000.0 mIU/ml,判定为SVF病例,其中2例有明确的2剂次MCV免疫史记录(接种证)。按照本研究的病例判定标准,15.25%(9/59)排除病例被重新判定为麻疹病例,采样间隔4~22 d。

表 4 麻疹IgG抗体亲和力试验对排除病例的重新判定

4. 病例判定结果的验证:以实验室确诊病例中麻疹病毒分离结果阳性为参考标准,对麻疹IgG抗体亲和力试验的病例判定能力进一步验证。在267例实验室确诊病例中,40例分离到麻疹病毒,其中IgM抗体阴性19例,只有4例有MCV免疫史(表 5)。4例病例中IgG抗体均为阳性(2 830.7~5 000.0 mIU/ml),采样间隔0~3 d,麻疹IgG抗体亲和力检测均为高亲和力抗体,判定为麻疹病例,判定结果和麻疹病毒分离结果一致。

表 5 麻疹IgG抗体亲和力试验对IgM抗体阴性病例(麻疹病毒分离阳性)的判定验证
讨论

麻疹病毒初次侵入机体引起原发性免疫反应,此时麻疹IgM抗体产生早,水平较高且维持时间长,而IgG抗体产生较晚。原发性免疫过后机体产生记忆细胞,当麻疹病毒再次入侵,可加快B淋巴细胞及抗体的产生,免疫反应表现更强烈更持久,即为继发性免疫反应,IgG抗体产生早且抗体水平较高,此时麻疹病毒复制受限,IgM抗体短暂出现且水平较低[13]。仅根据IgM抗体阴性结果,易导致麻疹病例的错误排除。抗体亲和力是机体正常存在的一种免疫功能状态,指的是抗体和抗原的结合程度。继发性免疫反应所产生抗体的亲和力高于原发性免疫反应,机体接种麻疹疫苗后再次感染病毒,急性期血清由于B淋巴细胞免疫记忆反应而产生高亲和力的IgG抗体,国外有研究采用IgG抗体亲和力试验来开展麻疹病例的诊断[14-15],但国内仍缺乏相关报道。

按照麻疹监测方案,本研究中62.71%的麻疹排除病例符合疑似病例定义,甚至11.56%的排除病例有柯氏斑,这是麻疹特征性临床症状,提示部分病例可能存在错误排除。虽然实验室确诊病例和排除病例除了发热症状,其他临床症状之间均有差异,但文献资料证实有MCV免疫史的SVF病例多是轻微临床症状,表现为不典型麻疹[16]。北京市一起SVF麻疹暴发血清学研究发现[17],病例IgM抗体阳性比例仅为7/17,其中采样间隔≥4 d的血标本IgM抗体阳性比例2/6,说明在SVF病例中单纯依靠麻疹IgM抗体来诊断存在很大的局限性,假阴性的比例较高。

研究对象以成年人为主,20~39岁占72.70%,而天津市从1966年开始接种麻疹减毒活疫苗,1976年将2剂次MCV纳入免疫规划,因此,≤40岁人群大部分应该有疫苗免疫史,但年份较远无法提供确切免疫记录。麻疹IgG抗体亲和力试验结果显示,排除病例中高亲和力抗体的比例高达91.23%,而实验室确诊病例只有66.95%,提示排除病例中可能存在SVF。参照美国CDC的IgG抗体亲和力试验判定标准,9例排除病例被诊断为麻疹病例,错误排除率为15.25%。因排除病例中≥20岁病例占91.53%,其MCV免疫史难以获取,更多病例无法判定是否为SVF,故实际上错误排除率可能被低估。进一步验证发现IgG抗体亲和力试验对麻疹病例的判定和麻疹病毒阳性分离结果一致,提示了该试验良好的诊断价值。

PVF病例一般有典型的麻疹临床症状,IgM持续时间长,而SVF则表现多为轻微的临床症状,IgM短暂出现易造成错误排除,本研究也表明88.89%(8/9)的错误排除病例为SVF。回忆有疫苗免疫史的病例也纳入了本研究,但为了提高亲和力试验对麻疹排除病例重新判定的价值,应该严格选择有确切疫苗免疫史的病例,本研究的排除病例中2例青少年病例有确切的2剂次MCV免疫史。对于MCV免疫史不详的高亲和力病例,可能是既往感染过麻疹病毒,因为感染后免疫反应初期产生的低亲和力抗体,随着时间推移,B细胞不断成熟,逐渐生成高亲和力抗体[18],因此不能判定此次发热出疹症状就是麻疹病毒感染所致。

母传抗体一般是高亲和力抗体,婴儿接种MCV后,高亲和力的母传抗体逐渐被免疫反应产生的低亲和力抗体所取代[12]。婴儿麻疹病例因母传抗体的干扰,可能会影响亲和力试验结果的判定,因此抗体亲和力试验更适用于1岁以上病例的判定。本研究中2例婴儿麻疹排除病例,IgM阳性,虽然亲和力试验结果不同,但都符合接种麻疹疫苗后相关的发热出疹病例定义。

本研究存在不足,因实验室剩余标本保存期限普遍较短,回顾性追溯到的标本量较少,缺乏一定的代表性。IgG抗体亲和力试验无法鉴别IgM抗体假阳性的病例,不能用于麻疹病例的排除诊断。

综上所述,麻疹IgG抗体亲和力试验能够提供有参考意义的血清学证据,可以减少麻疹急性期血清学诊断中由于IgM抗体假阴性而造成的错误排除。

利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

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