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L'Helicobacter pylori (H. pylori) è un batterio Gram-negativo che si trova tra la mucosa pilorica e la sottomucosa dell'antro gastrico 1,2. Nel 1994, l'Organizzazione Mondiale della Sanità/Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (OMS/IARC) lo ha classificato come cancerogeno di Classe I. A seconda che esprimano tossine della citotossina vacuolare A (VacA) e del gene A correlato alla citotossina (CagA), si dividono in due tipi: ceppo virulento di infezione da H. pylori di tipo I: più virulento e più dannoso per i pazienti. Strettamente correlata all'incidenza di ulcere gastriche e duodenali e di cancro gastrico, l'infezione da H. pylori di tipo II coinvolge ceppi a bassa virulenza con debole patogenicità, che generalmente si manifestano come lieve indigestione 3,4. I ricercatori hanno scoperto che il tasso di infezione del tipo I è superiore a quello del tipo II, con tassi di infezione di tipo I e di tipo II rispettivamente del 72,4% e del 27,6%,5. Il rilevamento rapido dei tipi di H. pylori, in particolare la distinzione tra tipo I e tipo II, è fondamentale per il trattamento clinico e la prevenzione delle malattie.
La gastrite cronica causata dall'infezione da H. pylori può portare a gravi malattie dell'apparato digerente, come la gastrite atrofica, l'ulcera peptica, l'adenocarcinoma gastrico e il linfoma del tessuto linfoide associato alla mucosa (MALT) nei pazienti infetti 6,7,8. Il Global Burden of Disease Study del 2014 prevede che a partire dal 2010, circa 3,5 decessi ogni 100.000 persone saranno causati dall'ulcera peptica ogni anno. I rapporti di ricerca hanno rilevato che quasi 800.000 nuovi casi di cancro gastrico in tutto il mondo nel 2018 erano correlati all'infezione da H. pylori 10. Negli ultimi anni, gli studi hanno scoperto che l'infezione da H. pylori è anche strettamente correlata a malattie neurologiche, malattie cardiovascolari, diabete, ecc. L'infezione da H. pylori è diventata un problema di salute pubblica globale. Pertanto, il rilevamento accurato dell'infezione da H. pylori è importante per il rilevamento di malattie correlate. Il trattamento è fondamentale, rendendo il rilevamento accurato di H. pylori un punto di riferimento per la ricerca.
Poiché il tasso di infezione da H. pylori è elevato in Cina, il rilevamento tempestivo e accurato dell'infezione da H. pylori è utile per la diagnosi precoce e il trattamento e ha un significato positivo per la prevenzione e il trattamento del cancro gastrico. Esistono vari metodi per rilevare l'infezione da H. pylori, inclusi metodi invasivi come il test rapido dell'ureasi (RUT), la microscopia colorata di sezioni di tessuto mucoso gastrico, l'endoscopia e il test del respiro con urea C13 o C14. (UBT), test dell'antigene fecale (SAT) di H. pylori e altri metodi non invasivi 11,12,13. Questi metodi di rilevamento presentano alcune limitazioni. Ad esempio, l'esame istologico può dare risultati falsi negativi a causa della qualità e delle dimensioni del campione bioptico selezionato nel sito della biopsia; il test del respiro può essere influenzato dal recente uso da parte del paziente di antibiotici o inibitori della pompa protonica (PPI) e dall'influenza di vari fattori di influenza 11,14,15. In considerazione dei limiti dei metodi tradizionali, come la sensibilità e la specificità insufficienti e dispendiose in termini di tempo, lo sviluppo di metodi diagnostici rapidi basati sull'immunofluorescenza a punti quantici (QD-IF) ha mostrato un grande potenziale applicativo nel campo dei biosaggi16,17. L'analisi QD-IF introduce sonde fluorescenti a punti quantici per ottenere la rilevazione specifica di bersagli molecolari attraverso il legame specifico a bersagli molecolari18,19.
I punti quantici sono nanoparticelle semiconduttrici con un raggio inferiore o vicino al raggio dell'eccitone di Bohr, generalmente da 1 a 10 nm. I punti quantici sono usati come sonde fluorescenti. I segnali di fluorescenza sono generati da punti quantici eccitanti e i dati quantitativi sono ottenuti misurando il dispositivo. I suoi vantaggi includono un'ampia gamma di lunghezze d'onda di eccitazione, lunghezze d'onda di emissione strette, dimensioni della fluorescenza regolabili, elevata sensibilità, buona stabilità ottica, lunga durata della fluorescenza, grande spostamento di Stokes ed elevata efficienza di fluorescenza quantistica. I punti quantici superano le carenze di altri marcatori, come il breve tempo di luminescenza, i requisiti ambientali precisi, la scarsa ripetibilità, la scarsa stabilità (come i coloranti fluorescenti), l'inattivazione enzimatica e la bassa sensibilità. Il test immunologico a fluorescenza a punti quantici combina i vantaggi dell'immunodosaggio a fluorescenza a punti quantici e del saggio immunologico a fluorescenza con biomarcatori e presenta i vantaggi di semplicità, rapidità, elevata specificità e alta sensibilità20,21.
Gli strumenti diagnostici tradizionali per la rilevazione di H. pylori, tra cui la coltura batterica, il test dell'urea e i test sierologici, hanno i loro limiti. La coltura batterica richiede molto tempo e condizioni di laboratorio rigorose, che spesso si traducono in una sensibilità relativamente bassa a causa delle esigenti esigenze di crescita di H. pylori. Il test del respiro con urea può produrre risultati falsi negativi in determinate circostanze, come l'uso recente di antibiotici o inibitori della pompa protonica 22,23,24. In alcuni casi, i test sierologici possono solo indicare l'esposizione passata piuttosto che lo stato attuale dell'infezione e mancano della capacità di distinguere tra i diversi tipi di virulenza dell'agente patogeno.
Al contrario, la tecnologia Quantum Dot Immunofluorescence (QD-IF) è emersa come un'alternativa promettente. QD-IF combina le eccellenti proprietà ottiche dei punti quantici, come l'elevata intensità di fluorescenza, gli spettri di emissione stretti e la buona fotostabilità, con la specificità delle reazioni immunologiche. Ciò consente di rilevare in modo rapido e sensibile gli antigeni o gli anticorpi di H. pylori nei campioni biologici. Inoltre, ha il vantaggio unico di essere in grado di identificare contemporaneamente il tipo di virulenza del ceppo infettante, cosa che i metodi tradizionali faticano a raggiungere. Colmando questa lacuna nel processo diagnostico, la tecnologia QD-IF ha un grande potenziale per rivoluzionare il modo in cui diagnostichiamo e gestiamo le infezioni da H. pylori , facilitando interventi medici più personalizzati ed efficaci.
Nel complesso, vi è un urgente bisogno clinico di un metodo diagnostico efficace e non invasivo in grado di rilevare contemporaneamente l'infezione da H. pylori e i suoi tipi di virulenza (tipo I e tipo II). Questo articolo si propone di utilizzare il metodo QD-IF per valutare la presenza di infezione da H. pylori in campioni di tessuto e costruire un metodo rapido e accurato per rilevare i tipi di infezione da H. pylori . Il rilevamento rapido dell'infezione da H. pylori e dei suoi tipi di virulenza è di grande importanza per ottenere una medicina di precisione, migliorare gli effetti del trattamento, ridurre il rischio di malattie correlate e prevenire il cancro gastrico. Fornisce una base teorica scientifica per il personale clinico per scegliere metodi accurati di rilevamento dell'infezione da H. pylori .