肿瘤标志物检测中如何应用化学发光免疫分析

谢慧

【中图分类号】R541【文献标识码】B【文章编号】1672-3783（2020）01-03--01

化学发光免疫分析（CLIA）是将化学发光与免疫分析有效结合的一种检测方法，其优点在于敏感度高、特异性明确、分析检测迅速以及操作简单方便等。近年，化学发光免疫分析广泛应用于医疗临床诊断、食品安全检测、环境检测以及药物分析等领域。化学发光免疫分析技术的首次提出是在20世纪90年代末，经过40余年的发展推进，目前化学发光免疫分析检测体系已经十分健全。但是弊端在于应用于实际检测中时，需要完成大量复杂样品以及低分毒样品的测定分析，且传统的化学发光免疫分析技术已经无法达到这样的要求，从而完成了灵敏性高、特异性明确的CLIA检测方法的建立，且该方法成为目前化学发光免疫分析方法的研究热门已是大势所趋。本文研究收取了近五年的化学发光免疫分析的相关研究资料，主要探讨了在化学发光免疫分析平台的基础上探究出的新型方法以及相关方法联合应用的进展，同时还重点研究了化学发光免疫分析在临床医疗诊断肿瘤标志物检测方面的应用。

一、化学发光免疫分析方法种类

传统的化学发光免疫分析仅能满足低敏感度等领域的检测，如果要完成大量复杂样品以及低分毒样品的测定分析，需要通过灵敏性高、特异性明确的CLIA检测方法。同时，因为化学能向光能的转化过程转化率相对较低，进而导致产生的光信号强度不够，无法完成对灵敏度要求较高的检测。故为达到提高分析特异性以及灵敏度的目的，需要通过降低背景干扰同时增强信号强度来实现。近年来，通过频繁对基于磁性微粒子（ MPs）以及金纳米粒子（ Au NPs） 的化学发光免疫分析的研究，在提高分析检测灵敏度方面取得了重大进展。

1 基于磁性微粒子（ MPs）的化学发光免疫分析：在免疫分析过程中，相对较为繁杂且耗时的步骤为分离抗原-抗体免疫复合物，这也往往是造成性价比低下的因素。在CLIA中，目前的一种有效方式为选取磁性微粒子作为免疫反应及分离的固定载体。其中与抗体相连接的粒子主要为MPs，其机制为通过免疫反应的途径达到对靶物质的捕获，进而形成免疫复合物，同时借助外磁场，实现对免疫复合物的滞留，完成分离，进而样品中基质的干扰因素得以清除，达到降低背景干扰的目的。

将抗原相对应的抗体修饰与MPs表面，待发生在抗原、酶标抗体与固定在MPs上的抗体间的双抗夹心免疫反应完成后，再借助磁场的作用完成对免疫复合物的分离，然后加入发光底物，产生光信号用于检测，此为多數化学发光免疫反应的基本原理。相关研究报道了基于磁性微粒子（ MPs）的化学发光免疫分析检测人体血清中前列腺特异性抗原（PSA），结果显示相比于传统的微孔板CLIA，由于MPs的加入，在减少反应试剂剂量以及反应时间的同时，还达到了降低背景干扰，使灵敏度得以提高的目的。

2 基于金纳米粒子（ Au NPs） 的化学发光免疫分析：在实际检测过程中，高灵敏度对于CLIA检测方法的意义十分重大。近几年，由于化学发光研究中纳米粒子的引入，促进了化学发光的基础与应用研究的迅速发展。譬如目前已经广泛应用建立高灵敏度CLIA检测方法中的金纳米粒子、二氧化硅粒子以及多种复合结构纳米粒子等。

在化学发光免疫反应中，因为 Au NPs方法具有对鲁米诺（Luminol）发光体系中自由基产生以及电子的转移的产生促进的作用，促进了化学发光反应的增强，进而达到提高检测灵敏度的目的。相关研究表明，Au NPs方法对鲁米诺（Luminol）-H2O2发光反应信号强度的提高程度大约为4倍。虽然包含有抗体的Au NPs信号强度相对较弱，但是相比于Au NPs存在的发光信号强度仍然显著增高，由此可确定Au NPs方法对鲁米诺（Luminol）发光反应具有促进作用。为了达到提高检测灵敏度的目的，在增强化学发光信号强度这种直接方式以外，通过对Au NPs进行修饰也有显著效果。因为Au NPs是一种催化反应的载体，较多的酶标抗体可在其表面修饰，可增强酶促反应以及光信号强度。

3 化学发光共振能量转移免疫分析：化学发光共振能量转移（CRET）基于供体基团激发状态下偶极子介导的能量发生从供体向受体的转移。光子不直接参与此过程，无辐射。CRET具有降低信号背景以及提高检测灵敏度的作用，缺陷在于能量转移的效率并不明显。

为了实现对能量转移效率的提高，常在CRET中应用石墨烯、氧化石墨烯及无定形碳等材料。且研究资料显示，无定型碳对光能的吸收效率显著高于石墨烯和氧化石墨烯，说明无定型碳能够提高能量转移效率，是一种更好的能量受体。

化学发光共振能量转移免疫方法的优点在于可省去清洗未结合的抗体与分离免疫复合物的步骤而进行直接检测，相比之下操作过程更为简洁迅速，可推广发展。

二、化学发光免疫分析技术在肿瘤标志物检测中的应用

1 胚胎抗原检测：胚胎抗原是胚胎在某一表达时期的膜结合或者可溶性成分，在正常人体内微量存在或不存在。CEA与AFP分别为消化道肿瘤以及肝癌肿瘤标志物，研究表明，相比之下CLIA应用于CEA与AFP的检测时，具有更高的精确度和灵敏度。

2 激素类人绒毛膜促性腺激素（HCG）检测：HCG属于胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，是睾丸畸胎瘤以及绒毛膜上皮癌等的标志物。研究表明，相比之下CLIA应用于HCG检测时，具有较高的精确度、敏感度以及回收率。

3 糖链抗原（CA）检测：CA中较为常见的为CA125、CA199、CA153，且分别为卵巢癌、胰腺癌和乳腺癌的标志物。研究表明，相比之下CLIA应用于CA125、CA199、CA153检测时，具有较高的分析特异性、灵敏度、抗干扰能力。

4 酶类检测：烯醇化酶中存在一种同工酶为神经元特异性烯醇化酶（NSE），为小细胞癌和神经母细胞瘤的标志物。研究表明CLIA应用于NSE的持续检测中可及时反映出患者体内治疗的具体状况，同时可应用于监测患者经过化疗或者放疗后的疗效。