$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Helicobacter pylori (H. pylori) to bakteria Gram-ujemna znajdująca się między błoną śluzową odźwiernika a błoną podśluzową błony śluzowej żołądka1,2. W 1994 roku Światowa Organizacja Zdrowia/Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (WHO/IARC) sklasyfikowała go jako czynnik rakotwórczy klasy I. W zależności od tego, czy wyrażają toksyny cytotoksyny A (VacA) i genu A związanego z cytotoksyną (CagA), dzielą się na dwa typy: wirus wirusa H. pylori typu I: bardziej zjadliwy i bardziej szkodliwy dla pacjentów. Zakażenie H. pylori typu II, ściśle związane z występowaniem wrzodów żołądka i dwunastnicy oraz raka żołądka, obejmuje szczepy o niskiej zjadliwości i słabej patogenności, zwykle objawiające się łagodną niestrawnością3,4. Naukowcy odkryli, że wskaźnik infekcji typu I jest wyższy niż typu II, przy czym wskaźniki infekcji typu I i typu II wynoszą odpowiednio 72,4% i 27,6%5. Szybkie wykrywanie typów H. pylori, zwłaszcza rozróżnienie między typem I a typem II, ma kluczowe znaczenie dla leczenia klinicznego i zapobiegania chorobie.
Przewlekłe zapalenie błony śluzowej żołądka spowodowane zakażeniem H. pylori może prowadzić do poważnych chorób układu pokarmowego, takich jak zanikowe zapalenie błony śluzowej żołądka, choroba wrzodowa żołądka, gruczolakorak żołądka i chłoniak tkanki limfatycznej związanej z błoną śluzową (MALT) u zakażonych pacjentów6,7,8. Badanie Global Burden of Disease Study z 2014 r. przewiduje, że począwszy od 2010 r., około 3,5 zgonu na 100 000 osób będzie spowodowanych chorobą wrzodową każdego roku9. Raporty z badań wykazały, że prawie 800 000 nowych przypadków raka żołądka na całym świecie w 2018 r. było związanych z infekcją H. pylori10. W ostatnich latach badania wykazały, że zakażenie H. pylori jest również ściśle związane z chorobami neurologicznymi, chorobami układu krążenia, cukrzycą itp. Zakażenie H. pylori stało się globalnym problemem zdrowia publicznego. Dlatego dokładne wykrycie zakażenia H. pylori jest ważne dla wykrywania chorób powiązanych. Leczenie ma kluczowe znaczenie, dzięki czemu dokładne wykrywanie H. pylori staje się punktem zapalnym badań.
Ponieważ wskaźnik infekcji H. pylori jest wysoki w Chinach, szybkie i dokładne wykrycie infekcji H. pylori jest pomocne we wczesnym wykrywaniu i leczeniu oraz ma pozytywne znaczenie dla zapobiegania i leczenia raka żołądka. Istnieją różne metody wykrywania zakażenia H. pylori, w tym metody inwazyjne, takie jak szybki test ureazowy (RUT), barwiona mikroskopia skrawków tkanki błony śluzowej żołądka, endoskopia i test oddechowy C13 lub C14 mocznikowy. (UBT), test antygenu kału H. pylori (SAT) i inne nieinwazyjne metody11,12,13. Te metody wykrywania mają pewne ograniczenia. Na przykład badanie histologiczne może dać fałszywie ujemne wyniki ze względu na jakość i wielkość próbki biopsji wybranej w miejscu biopsji; na test oddechowy może mieć wpływ niedawne stosowanie przez pacjenta antybiotyków lub inhibitorów pompy protonowej (PPI) oraz wpływ różnych czynników wpływających11,14,15. Ze względu na ograniczenia tradycyjnych metod, takie jak czasochłonność i niewystarczająca czułość i swoistość, opracowanie szybkich metod diagnostycznych opartych na immunofluorescencji kropek kwantowych (QD-IF) wykazało duży potencjał aplikacyjny w dziedzinie testów biologicznych16,17. Analiza QD-IF wprowadza sondy fluorescencyjne z kropkami kwantowymi w celu uzyskania specyficznego wykrywania celów molekularnych poprzez specyficzne wiązanie z celami molekularnymi18,19.
Kropki kwantowe to półprzewodnikowe nanocząstki o promieniu mniejszym lub zbliżonym do promienia ekscytonu Bohra, zazwyczaj od 1 do 10 nm. Kropki kwantowe są używane jako sondy fluorescencyjne. Sygnały fluorescencyjne są generowane przez wzbudzające kropki kwantowe, a dane ilościowe uzyskuje się poprzez pomiar urządzenia. Jego zalety to szeroki zakres długości fal wzbudzenia, wąskie długości fal emisji, regulowany rozmiar fluorescencji, wysoka czułość, dobra stabilność optyczna, długa żywotność fluorescencji, duże przesunięcie Stokesa i wysoka wydajność fluorescencji kwantowej. Kropki kwantowe przezwyciężają wady innych markerów, takie jak krótki czas luminescencji, precyzyjne wymagania środowiskowe, słaba powtarzalność, słaba stabilność (np. barwniki fluorescencyjne), inaktywacja enzymów i niska czułość. Test immunologiczny fluorescencji kropek kwantowych łączy w sobie zalety testu immunologicznego fluorescencji kropek kwantowych i testu immunologicznego fluorescencji biomarkerów oraz ma zalety prostoty, szybkości, wysokiej swoistości i wysokiej czułości20,21.
Tradycyjne narzędzia diagnostyczne do wykrywania H. pylori, w tym hodowla bakterii, test oddechowy mocznika i testy serologiczne, mają swoje własne ograniczenia. Hodowla bakterii jest czasochłonna i wymaga ścisłych warunków laboratoryjnych, co często skutkuje stosunkowo niską czułością ze względu na wybredne wymagania dotyczące wzrostu H. pylori. Test oddechowy z mocznikiem może dać fałszywie ujemne wyniki w pewnych okolicznościach, takich jak niedawne stosowanie antybiotyków lub inhibitorów pompy protonowej22,23,24. Testy serologiczne mogą w niektórych przypadkach wskazać jedynie wcześniejsze narażenie, a nie obecny stan infekcji i nie są w stanie rozróżnić różnych typów wirulencji patogenu.
Natomiast technologia immunofluorescencji kropek kwantowych (QD-IF) okazała się obiecującą alternatywą. QD-IF łączy w sobie doskonałe właściwości optyczne kropek kwantowych, takie jak wysoka intensywność fluorescencji, wąskie widma emisyjne i dobra fotostabilność, ze specyfiką reakcji immunologicznych. Umożliwia to szybkie i czułe wykrywanie antygenów lub przeciwciał H. pylori w próbkach biologicznych. Co więcej, ma wyjątkową zaletę polegającą na tym, że jest w stanie jednocześnie zidentyfikować typ zjadliwości infekującego szczepu, co jest trudne do osiągnięcia tradycyjnymi metodami. Wypełniając tę lukę w procesie diagnostycznym, technologia QD-IF ma ogromny potencjał, aby zrewolucjonizować sposób, w jaki diagnozujemy i leczymy infekcje H. pylori, ułatwiając bardziej spersonalizowane i skuteczne interwencje medyczne.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieje pilna kliniczna potrzeba nieinwazyjnej, skutecznej metody diagnostycznej, która mogłaby jednocześnie wykrywać infekcję H. pylori i jej typy wirulencji (typ I i typ II). Niniejszy artykuł ma na celu wykorzystanie metody QD-IF do oceny obecności zakażenia H. pylori w próbkach tkanek oraz skonstruowanie szybkiej i dokładnej metody wykrywania typów infekcji H. pylori. Szybkie wykrywanie zakażenia H. pylori i jego typów wirulencji ma ogromne znaczenie dla osiągnięcia medycyny precyzyjnej, poprawy efektów leczenia, zmniejszenia ryzyka chorób pokrewnych i zapobiegania rakowi żołądka. Stanowi naukową podstawę teoretyczną dla personelu klinicznego do wyboru dokładnych metod wykrywania infekcji H. pylori.