组成图示
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传感器类型
比色生物传感器
检测对象
抗HIV-1 gp41抗体（anti-HIV-1 gp41 antibodies，含IgM、IgG4亚群）；样品基质：人血清（HIV-1感染者血清、健康对照血清）
检测原理
NF795gpC是工程化大肠杆菌β-半乳糖苷酶，将HIV-1 gp41的P1免疫显性B细胞表位展示在溶剂可及区域。当人血清中的抗gp41抗体（如IgM或IgG4）与该表位结合时，识别事件引起酶活性位点发生别构构象变化，即诱导契合，从而改变酶对底物的催化效率。随后加入氯酚红β-D-吡喃半乳糖苷CPRG，β-半乳糖苷酶将其水解为红色产物；抗体浓度及其诱导契合能力越强，酶激活程度越高，540 nm吸光度越大。该过程为均相酶学检测，无需标记和洗脱，酶催化反应提供信号放大，最终用酶标仪读取激活百分比。
检测灵敏度
相关系数: r = 0.686（未治疗血清IgM，P = 0.005）；r = 0.353（总血清IgG4，P = 0.025）
效应效果
研究共检测57份HIV-1感染者血清，包括18份健康对照、20份连续ART（平均55周，范围16–120周）和19份中断治疗（平均30周，范围2–112周）患者血清；8份非感染血清作为阴性对照，未出现传感器激活。ART组与未治疗组的传感器激活分布无统计学差异（Kruskal-Wallis H = 3.37，P = 0.06），连续与中断治疗组亦无差异（P = 0.48）。总血清激活与IgG4显著相关（P = 0.025，r = 0.353），未治疗血清激活与IgM显著相关（P = 0.005，r = 0.686）。实验均设3次重复，但未报告RSD、LOD、线性范围或实际样品回收率。作者认为该别构纳米传感器可用于动态、功能性筛查个体抗HIV-1体液免疫，而不仅限于诊断。
传感器的构成
- 换能器/传感酶：工程化大肠杆菌β-半乳糖苷酶NF795gpC，作为均相酶换能器，抗体结合后酶活性改变
- 识别元件：NF795gpC表面暴露的HIV-1 gp41 P1免疫显性B细胞表位，特异性结合抗gp41抗体
- 别构效应物/样品：人血清中的抗HIV-1 gp41抗体（IgM、IgG4等），结合表位后诱导酶构象变化
- 底物/信号标记物：氯酚红β-D-吡喃半乳糖苷CPRG，被β-半乳糖苷酶水解生成红色产物
- 反应缓冲体系：Z buffer（pH 7.0，含Na2HPO4、NaH2PO4·H2O、KCl、MgSO4·7H2O），维持酶活性
- 信号读出：96孔板中540 nm吸光度，用Labsystems iEMS酶标仪测定，以酶激活百分比表示
中文摘要
本研究利用一种可检测抗HIV-1 gp41表位修饰抗体的酶免疫传感器，探讨抗逆转录病毒治疗（ART）对HIV-1感染者抗病毒体液免疫反应的影响。该传感器为工程化大肠杆菌β-半乳糖苷酶NF795gpC，其表面暴露gp41 P1免疫显性表位，抗gp41抗体结合后可通过别构效应改变酶活性。作者检测了未治疗、连续ART及中断治疗HIV-1患者血清，发现ART并未改变总体传感器激活分布，但显著改变了不同免疫球蛋白亚群对激活的贡献：未治疗患者中IgM与传感器激活显著相关，而ART后IgG4成为主要贡献亚群。由于不同ART药物组成和治疗连续性均不能解释该变化，作者认为病毒载量下降和抗原血症减少导致体液免疫发生不可逆功能适应，IgG4获得中和能力以补偿IgM功能下降。
英文摘要
We have explored the effect of antiretroviral drugs on the antiviral immune response in human immunodeficiency virus-1 (HIV-1)-infected patients by using an enzymatic immunosensor that detects epitope-modifying anti-gp41 antibodies. By this molecular sensing approach, we have identified an irreversible impact of drug administration on the functionality of IgG4 and IgM specific antibodies regarding the structural modification promoted on their target epitope. During the antiretroviral therapy, the prevalent induced fit promoted by IgM on the epitope was lost at the expense of that promoted by IgG4, suggesting alternative-ness in the neutralization potency of these antibody subpopulations. Because the particular drug composition of the antiretroviral treatment did not affect such immune shift, the obtained data strongly suggest that the drop in the viral load and the consequent lost of antigenemia are responsible for the functional adaptation observed in the humoral response.