신증후출혈열 환자의 혈청학적 및 분자생물학적 진단 검사법 비교 Comparative Diagnostic Studies on Serologic and Molecular Biological Tests Against Haemorrhagic Fever with Renal Syndrome원문보기
우리 나라에서 발생하고 있는 급성 출혈성 질환인 신증후출혈열의 원인 바이러스는 Family Bunyaviridae의 Genus Hantavirus에 속하는 한탄과 서울바이러스에 의하여 발생되고 있다. 본 연구에서는 신증후출혈열로 의뢰된 환자에서 한탄바이러스에 대한 항체가를 간접면역형광항체법(indirect immunofluorescent antibody technique, IFAT), 면역효소측정법 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) (IgG, IgM), 고비중입자응집반응 (high density composite particle agglutination, HDPA) 및 플라크감소중화시험 (plaque reduction neutralization test, PRNT) 등으로 비교 측정하였고, 신증후출혈열 환자로 확진된 15명의 한탄바이러스 혈청형을 PRNT와 혈청형 특이 역전사 효소 중합효소연쇄반응(nested reverse transcriptase polymerase chain reaction, nested RT-PCR)으로 확인하였다. 신증후출혈열로 의뢰된 환자에서의 한탄바이러스에 대한 IFAT, ELISA (IgG, IgM), HDPA그리고 PRNT비교에서 형광항체, ELISA IgG,응집항체 및 중화항체는 8명 모두 높게 나타났으며, ELISA IgM은 5명에서는 현저히 높은 항체를 보유하고 있었다. 신증후출혈 열 환자 15명에서는 높은 형광항체와 중화항체 역가를 나타내었고, 15명 중 12명은 한탄바이러스, 2명은 서울바이러스에 대한 높은 중화항체를 갖고 있었으며, 1명은 두 바이러스에 대하여 동일한 항체 역가를 나타내었으며, 혈청형 특이 primer를 사용한 nested RT-PCR에서는 15명 중 3명과 1명만이 한탄바이러스와 서울바이러스 primer에 대해 RNA가 검출되었다.
우리 나라에서 발생하고 있는 급성 출혈성 질환인 신증후출혈열의 원인 바이러스는 Family Bunyaviridae의 Genus Hantavirus에 속하는 한탄과 서울바이러스에 의하여 발생되고 있다. 본 연구에서는 신증후출혈열로 의뢰된 환자에서 한탄바이러스에 대한 항체가를 간접면역형광항체법(indirect immunofluorescent antibody technique, IFAT), 면역효소측정법 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) (IgG, IgM), 고비중입자응집반응 (high density composite particle agglutination, HDPA) 및 플라크감소중화시험 (plaque reduction neutralization test, PRNT) 등으로 비교 측정하였고, 신증후출혈열 환자로 확진된 15명의 한탄바이러스 혈청형을 PRNT와 혈청형 특이 역전사 효소 중합효소연쇄반응(nested reverse transcriptase polymerase chain reaction, nested RT-PCR)으로 확인하였다. 신증후출혈열로 의뢰된 환자에서의 한탄바이러스에 대한 IFAT, ELISA (IgG, IgM), HDPA그리고 PRNT비교에서 형광항체, ELISA IgG,응집항체 및 중화항체는 8명 모두 높게 나타났으며, ELISA IgM은 5명에서는 현저히 높은 항체를 보유하고 있었다. 신증후출혈 열 환자 15명에서는 높은 형광항체와 중화항체 역가를 나타내었고, 15명 중 12명은 한탄바이러스, 2명은 서울바이러스에 대한 높은 중화항체를 갖고 있었으며, 1명은 두 바이러스에 대하여 동일한 항체 역가를 나타내었으며, 혈청형 특이 primer를 사용한 nested RT-PCR에서는 15명 중 3명과 1명만이 한탄바이러스와 서울바이러스 primer에 대해 RNA가 검출되었다.
The etiologic agents of haemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) in Korea are Hantaan and Seoul virus in the genus Hantavirus, family Bunyaviridae. Antibody titers of sera from HFRS patients against Hantaan virus were measured by immunofluorescent antibody technique (IFAT), enzyme-linked immuno...
The etiologic agents of haemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) in Korea are Hantaan and Seoul virus in the genus Hantavirus, family Bunyaviridae. Antibody titers of sera from HFRS patients against Hantaan virus were measured by immunofluorescent antibody technique (IFAT), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), high density composite particle agglutination (HDPA) and plaque reduction neutralization test (PRNI). PRNT and nested reverse transcriptase polymerase chain reaction (nested RT-PCR) was used for serotypic differentiation of Hantaviruses against Hantaan and Seoul virus. Eight doubtful HFRS patients showed higher fluorescent, IgG ELISA, agglutination and neutralizing antibody titer by IFAT, ELISA IgG, HDPA and PRNT, respectively Five out of them showed high IgM antibody titer by IgM capture ELISA against Hantaan virus, remarkably. Fifteen HFRS patients showed higher fluorescent antibody titer by IFAT. In PRNT, 12 out of them showed high neutralizing antibody titer against HTNV, 2 against SEOV and 1 against both viruses. In nested RT-PCR using serotype specific-primer, 3 out of them showed positive against HTNV and 1 against SEOV.
The etiologic agents of haemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) in Korea are Hantaan and Seoul virus in the genus Hantavirus, family Bunyaviridae. Antibody titers of sera from HFRS patients against Hantaan virus were measured by immunofluorescent antibody technique (IFAT), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), high density composite particle agglutination (HDPA) and plaque reduction neutralization test (PRNI). PRNT and nested reverse transcriptase polymerase chain reaction (nested RT-PCR) was used for serotypic differentiation of Hantaviruses against Hantaan and Seoul virus. Eight doubtful HFRS patients showed higher fluorescent, IgG ELISA, agglutination and neutralizing antibody titer by IFAT, ELISA IgG, HDPA and PRNT, respectively Five out of them showed high IgM antibody titer by IgM capture ELISA against Hantaan virus, remarkably. Fifteen HFRS patients showed higher fluorescent antibody titer by IFAT. In PRNT, 12 out of them showed high neutralizing antibody titer against HTNV, 2 against SEOV and 1 against both viruses. In nested RT-PCR using serotype specific-primer, 3 out of them showed positive against HTNV and 1 against SEOV.
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제안 방법
동일한 방법으로 세척한 후 8~16 units] 항원을 각 well에 100 μl씩 분주하여 상기와 동일한 방법으로 반응시킨 후 세척하고 1:1000으로 희석된 hamster anti-Hantaan serum-l- 각 well에 100 씩 분주하여 반응시킨 후 세척하였다. 1:1000으로 희석한 peroxidase-conju-gated anti-hamster IgG (KPL, USA)을 100 pl씩 분주하여 반응시킨 후 세척하였고 기질용액 (KPL, USA) 100 μl을 가하여 36.5℃에서 30분 간 반응한 후 ELISA 광량계 (MCC/340, Finland)로 405 nm 광 파장에서 O.D. 값을 측정 하였다.
1차 증폭된 DNA를 혈청형 특이 primer를 이용하여 nested RT-PCR을 하였다. Hantaan virus primer (HTN GIF, HTN G1R) 및 Seoul virus primer(SEO GIF, SEO G1R)를 혈청형 특이 primer를 포함하는 nested RT-PCR mixture 48 μ1을 1차 PCR 2 μl와 첨가하여 Gene cyclerTM를 이용하여 30회의 thermal cycling step으로 증폭시켰다.
2)로 3회 세척하고, 증류수로 1회 씻은 다음 실온에서 건조시켰다. 2차 반응은 FITC goat anti-human IgG (KPL, USA)를 8~16 unit로 적정 하여 20 ㎕씩 가한 후 1차 반응과 동일한 방법으로 반응시킨 후 세척과 건조하여 mounting media 를 가하고 유리덮개를 덮어 형광현미경 (Zeiss, Germany)으로 특이 형광반응을 관찰 (X400) 하였다.
DEPC-treated H20에 용해되어 있는 2가지 바이러 스의 RNA 10 ℃에 1 μ1 (1 pmole)의 primer MOF103 (Table 1)을 0.2 ml thin wall microtube에 첨가하여, 10분 간 70℃에서 가열하여 불활화시킨 다음 40℃ 로 식혀 바이러스의 RNA와 primer를 annealing시 킨 다음 RNase inhibitor, 5 × reverse transcriptase buffer, 2 mM dNTPs mixture, 0.1 M DTT, 10 unit MMLV reverse transcriptase, cDNA synthesis buffer를 첨가한 후 Gene cycleTM (Bio Rad, Japan)를 이용하여 40℃에서 90분 간 그리고 95℃ 에서 5분 간 가열하여 총 20 μl의 한타바이러스 cDNA를 합성하였고 연속적으로 PCR을 실시하였다.
Ethidium bromide를 포함하는 TAE buffer를 이용한 1.2% agarose gel에서 10 x loading buffer 1 μ1와 증폭된 DNA 9 μ1을 30분 간 100 volt에서 전기영동하여, UV transillu-minator (Model SL-20 DNA Image Visualizer, USA)를 이용하여 Polaroid 사진을 찍었고, DNA size market로는 100 bp DNA size ladder (GibcoBRL)를 사용하였다 (Fig. 1, 2).
nested RT-PCR을 하였다. Hantaan virus primer (HTN GIF, HTN G1R) 및 Seoul virus primer(SEO GIF, SEO G1R)를 혈청형 특이 primer를 포함하는 nested RT-PCR mixture 48 μ1을 1차 PCR 2 μl와 첨가하여 Gene cyclerTM를 이용하여 30회의 thermal cycling step으로 증폭시켰다. Melting stepe 94p 에서 30초, annealing stepe 50℃에서 30초, 그리고 extention stepIFAT로 한탄바이러스의 항체를 검사하기 위해 한탄과 서울바이러스 감염 Vero E6 (African green monkey kidney, ATCC-CRL 1586) 세포를 12~18시간 배양한 spot slide를 냉각 아세톤으로 10분 간 고정한 후 공기 중에서 건조시킨 다음 1차 반응은 각 well에 환자 혈청을 20 ㎕씩 가한 후 moist chamber에 넣어 36.5℃ 에서 30분 간 반응시켰다. 반응시킨 slide를 냉각된 인산완충식염수 (PBS; 0.
RT-PCR 은 10 μ1의 cDNA 에 총 40 μ1의 RT-PCR mixture를 첨가하여 실시하였다. RT-PCRe Gene * cycler™ 를 이용하여 30회의 thermal cycling step으로 증폭시 켰다.
V형 96-well microplate (A&T Co, Tokyo)에 검사대상 혈청을 1:20으로 희석하여 처음 두 well에서 각각 25 μl씩 분주하고 3번째 well부터 최종 well까지 계단 희석을 하였다. 한탄바이러스 항원으로 감작시키지 않은 대조 HDP액 25 μl씩을 처음 well에 각각 분주하고 한탄바이러스 항원감작 HDP액을 2번 well부터 최 종 well까지 25 μl씩 분주한 후 microplate를 microplate mixer를 사용하여 약 10초 간 교반한 후 60분 간 실온에 정치한 후 결과를 판독하였다.
2)로 1:1000으로 희석하여 100 ㎕을 96-well polyvinyl U plate (Dynatech LAB, USA)의 각 well에 넣어 도포한 후 4℃에서 12-24시 간 동안 놓아 두었다. 그 후 0.1% Tween 20을 첨가한 인산완충식염수로 3회 세척한 후 환자 혈청을 5% skim milk로 1:100부터 계단 희석하여 상기 well에 100 μl씩 분주하고 36.5℃에서 45~60분 간 반응시켰다. 동일한 방법으로 세척하여 1:1000 으로 희석된 peroxidase-conjugated anti-human IgG (KPL, USA)을 100 μl씩 분주하여 반응시킨 후 세척 하였고 기질용액 (KPL, USA) 100 μ1을 가하여 36.
5℃에서 45~60분 간 반응시켰다. 동일한 방법으로 세척하여 1:1000 으로 희석된 peroxidase-conjugated anti-human IgG (KPL, USA)을 100 μl씩 분주하여 반응시킨 후 세척 하였고 기질용액 (KPL, USA) 100 μ1을 가하여 36.5℃에서 30분간 반응한 후 EUSA 광량계 (MCC/ 340, Finland)로 405 nm 광파장에서 O.D. 값을 측정하였다.
본 연구에서는 원인불명열 (fever unknown origin, FUO)로 내원한 환자에서 채혈하여 분리한 혈청을 한탄바이러스에 대한 IFAT, ELISA (IgG, IgM), HDPA 그리고 PRNT 등의 검사를 시행하여 결과를 비교하였으며, 신증후출혈열로 확진된 환자에서는 PRNT와 혈청형 특이 역전사 효소 중합 효소 연쇄반응 (nested reverse transcriptase polyme rase chain reaction, nested RT-PCR)을 이용하여 한타바이러스 혈청형을 조사하였다.
중화항체의 존재와 그 역가를 측정 하기 위하여 PRNT를 실시하였고, 환자 혈청의 최초 희석배수는 1:10이었으며 다음 2배 계단 희석하여 최종 플라크감소 중화시험을 실시하였다. 희석된 검체 100 μ1에 200 plaque forming unit (PFU)의 한탄과서울바이러스를 각각 동량 혼합한 후 4℃ 냉장고에서 16시간 환자 혈청을 이용하여 중화시킨 다음, 미리 준비한 6-well plate (Linbro™, USA)에서 단층 배양한 Vero E6 세포에 시료를 100 ㎕씩을접종하여 36.
계단 희석을 하였다. 한탄바이러스 항원으로 감작시키지 않은 대조 HDP액 25 μl씩을 처음 well에 각각 분주하고 한탄바이러스 항원감작 HDP액을 2번 well부터 최 종 well까지 25 μl씩 분주한 후 microplate를 microplate mixer를 사용하여 약 10초 간 교반한 후 60분 간 실온에 정치한 후 결과를 판독하였다.
혼합액을 흡착 후 1차 한천 중첩배지를 2 ml 첨 가하여 굳힌 다음 36.5℃, 5% CO2 배양기 에서 7일 간 배양하고, 5% neutral red를 함유한 2차 한천 중첩배지를 1 ml 첨가한 후 2~3일에 걸쳐 나타나는 한탄바이러스의 플라크의 수를 계산하여 중화항체가를 결정 하였다. 중화항체가는 바이러스 플라크를 50% 이상 감소시키는 혈청 희석배수의 역수로써 표시하였다.
대상 데이터
서울중앙병원에 입원하여 신증후출혈일로 의심되어 검사 의뢰된 8명과 신증후출혈열 환자로 확진된 15명의 혈청을 사용하였다. 채혈된 혈액은 원심분리 (400 xg, 10 min)하여 혈청을 사용 전까지 -80-C 에 보관하였다.
이론/모형
신증후출혈열의 원인 바이러스인 한탄바이러스의 항원을 불용성 담체입자 (SP)에 감작시킨항원과 검체내에서 존재하는 한탄바이러스 항체와의 항원-항체반응에 의한 응집 현상을 관찰함으로써 검체내의 한탄바이러스에 대한 항체유무를 판정하는 진단시약인 한타디아 (Hantadia™, (株) 녹십자, Korea)를 사용하여 제조회사에서 설명한 방법 에 따라 실시 하였다.
한탄바이러스 ROK 84/105주를 suckling ICR mouse의 뇌에 접종하여 마비가 발생하는 6~8일경에 뇌를 무균적으로 조작하여 일본뇌염 바이러스 백신의 제조법30)에 따라 바이러스를 정제 불활화한 후 항원으로 사용하여 IgM-sandwich법7) 으로 시행하였다. 인산완충식염수 (PBS; 0.
성능/효과
Table 3과 같다. IFAT에 의한 신증후출혈열 환자의 한탄바이러스와 서울 바이러스에 대한 형광항체는 대부분 동일하였으며 4명의 환자 혈청에서 서울바이러스보다 한탄바이러스에 대한 형광항체가가 2배 높았고 1명의 환자 혈청에서는 비교적 역가가 낮았지만 한탄바이러스 형광항체가 4배 높게 나타났다. PRNT에 의한 중화항체의 역가는 15명 중에서 12명은 한탄바이러스에 대해 중화항체가 높게 나타났고, 2명은 서울바이러스에 대해 중화항체가 높게 나타내어 뚜렷한 차이를 나타내어 혈청형 분석을 용이하게 하였으며 1명 은 한탄바이러스와 서울바이러스에 대해 같은 역가를 나타내었다.
IFAT와 HDPA의 형광항체가와 응집항체가는 각각 1, 024-32, 324 그리고 1, 280~40, 960이었고, IFAT보다 감수성이 높은 EUSA IgG 및 재감염에 대한 면역성을 갖는 중화항체는 각각 800-51, 200 그리고 40-2, 560 사이로 8명 모두 높게 나타났으며, 발병초기 IgG 항체가 나타나기 전 또는 동시에 생성되었다가 조속히 소멸되는 ELISA IgM 은 IgM double sandwich법으로 각각 <100~51,200 사이로 1명에서는 음성으로 나타났고 2명을 제외한 5명에서는 현저히 높은 항체를 보유하고 있었다.
1, 2와 같다. PRNT에 의한 중화항체 역가로 15명의 환자 중 12명은 한탄바이러스 그리고 2명은 서울바이러스 혈청형으로 분석할 수 있었고, 1명은 한탄바이러스와 서울바이러스에 대한 중화항체가 동일하게 나타났으며, nested RT-PCR 로 신증후출혈열 환자의 혈청형을 비교한 결과는 15명 중 3명은 한탄바이러스 그리고 1명은 서울바이러스 RNA가 검출되 었으며, 11명의 신증후출혈열 환자 혈청에서는 한타바이러스 RNA가 검출되지 않아 확인되지 않았다.
IFAT에 의한 신증후출혈열 환자의 한탄바이러스와 서울 바이러스에 대한 형광항체는 대부분 동일하였으며 4명의 환자 혈청에서 서울바이러스보다 한탄바이러스에 대한 형광항체가가 2배 높았고 1명의 환자 혈청에서는 비교적 역가가 낮았지만 한탄바이러스 형광항체가 4배 높게 나타났다. PRNT에 의한 중화항체의 역가는 15명 중에서 12명은 한탄바이러스에 대해 중화항체가 높게 나타났고, 2명은 서울바이러스에 대해 중화항체가 높게 나타내어 뚜렷한 차이를 나타내어 혈청형 분석을 용이하게 하였으며 1명 은 한탄바이러스와 서울바이러스에 대해 같은 역가를 나타내었다.
nested RT-PCR에서는 15명 중 3명과 1명만이 각각 한탄바이러스와 서울바이러스 primer에 의해 RNA가 검출되었으나 나머지 11명은 RNA가 검출되지 않았으며, 이는 대부분의 검사 혈청이 발병 후 1주일 이상 경과한 시점에 의뢰된다는 점에서 발병 초기에 혈액 중에 나타나는 바이러스 혈증(viremia)이 지났음을 시사하며, 우리 나라의 신증후출혈열 환자는 대부분 야생 등줄쥐가 전파하는 한탄바이러스에 의한 것으로 사료된다.
서울중앙병원에서 신증후출혈열 환자로 확진 된 15명 의 혈청 으로 IFAT과 PRNT 그리고 nest ed RT-PCR로 분석, 비교한 결과 대부분 한탄바이러스와 서울바이러스에 대해 높은 형광항체가를 나타내었으며 또한 동일하거나 2배의 많은 교차 반응을 보였고, 중화항체가에서는 한탄바이러스와 서울바이러스에 대해서 뚜렷한 혈청형을 구분할 수 있어 15명 중 12명은 한탄바이러스에 대해 서울바이러스보다 높은 중화항체가를 보였고, 2명만이 서울바이러스에 대해 높은 중화항체가를 보였으며, 또한 1명은 한탄바이러스와 서울바이러스에 대한 중화항체가 동일하였다.
신증후출혈열로 의심되어 검사 의뢰된 8명의 혈청을 대상으로 한탄바이러스에 대한 IFAT, EUSA (IgG, IgM), HDPA 그리고 PRNT를 수행 한 결과 한탄바이러스에 대한 항체 역가는 각각 1, 024~ 32, 324, 800-51, 200, 1, 280-40, 960 그리고 40~ 2, 560 사이로 8명 모두 현저히 높게 나타났으며, 발병 초기 IgG 항체가 나타나기 전 또는 동시에 생성되었다가 조속히 소멸되는 ELISA IgM은 각각 <100-51, 200 사이로 그 중 5명에서는 높은 항체를 보유하고 있어 현증 환자로 보여진다.
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