自身免疫疾病是机体针对自身抗原产生大量自身抗体后引起的慢性全身性疾病。因此，检测患者体内特异性的自身抗体是诊断该病的主要指标。例如，用ELISA检测原发性干燥综合征(Primary Sjogren's syndrome, pSS)患者血清中的抗M3及α-fodrin抗体，为其诊断提供了重要参考。然而，目前存在的问题是M3及α-fodrin短肽检测其抗体的敏感度较低，临床存在漏诊现象。
为了提高自身免疫疾病的诊断效率，中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士团队与北京大学人民医院栗占国教授团队合作，以pSS为研究模型发展了一种基于铁蛋白展示多聚抗原和多聚二抗检测自身抗体的新方法，使其检测灵敏度提升100-1000倍。这种新技术不仅提高了临床诊断pSS的准确率，而且对其他自身免疫病的诊断也具有重要意义。2021年5月24日，《Small》杂志以扉页插图形式报道了这一研究结果。
铁蛋白是一种广泛存在于生物细胞内的储铁蛋白，是由24个亚基自组装形成的壳核结构，外径为12 nm，内径为8 nm。为解决M3及α-fodrin检测抗体敏感性低，研究者利用铁蛋白外表面能够展示多肽的特点，将抗原M3及α-fodrin通过基因融合表达多聚展示在铁蛋白纳米笼的表面，使其捕获自身抗体的能力提高10倍。为了进一步提高检测体系灵敏度，研究团队用相似的方法将识别人抗体 Fc的结合肽展示在铁蛋白表面并进行HRP标记，设计了识别人IgG的多聚二抗。这种基于铁蛋白的探针对人IgG具有更高的亲和力，检测人IgG的灵敏度是传统酶标二抗的10倍。研究人员将识别患者自身抗体的多聚抗原与多聚二抗探针联合使用，可将人IgG的ELISA检测灵敏度提高100-1000倍。这些结果表明，基于铁蛋白纳米笼的捕获-检测系统是一种有效的检测平台，为自身免疫性疾病的诊断提供了一种新的、更灵敏的方法。
该研究工作由中国科学院生物物理研究所和北京大学人民医院合作完成。中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士、范克龙研究员和北京大学人民医院栗占国教授为本文共同通讯作者，张亚楠博士生、李英妮副主任技师为本文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、前沿科学重点研究计划、中国科学院创新交叉团队、中国科学院青年创新促进会的资助。
图：功能化铁蛋白用于自身免疫病检测示意图
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202101655
（供稿：范克龙研究组）
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