Xét nghiệm miễn dịch hấp thụ liên kết với Enzyme (ELISA) là một kỹ thuật phân tử sinh học được ứng dụng tính đặc hiệu của kháng thể, cũng như độ nhạy của các xét nghiệm enzyme, để phát hiện và định lượng các phân tử như hormone, peptide, kháng thể và protein. Nguyên lý của kỹ thuật ELISA là dựa vào tính đặc hiệu kháng nguyên – kháng thể và được thực hiện bằng những bước cơ bản sau: Kháng nguyên – antigen (KN) hoặc Kháng thể – antibody (KT) đã biết được gắn trên một giá thể rắn, sau đó cho mẫu có chứa kháng thể – antibody (KT) hoặc kháng nguyên (KN) cần tìm vào giếng và cuối cùng là thêm cơ chất vào để enzyme phân giải và phát ra tín hiệu, tín hiệu phổ biến nhất là sự đổi màu của các chất hóa học.
Để có thể thực hiện 1 phản ứng ELISA thì cần ít nhất 1 kháng thể đặc hiệu bắt cặp với 1 kháng nguyên cụ thể nào đó. Những mẫu có lượng kháng nguyên chưa biết số lượng được cố định bên trên một giá thể rắn hoặc không đặc hiệu hoặc đặc hiệu. Sau khi cố định kháng nguyên, kháng thể phát hiện sẽ được thêm vào và tạo ra phức hợp với kháng nguyên. Kháng thể phát hiện sẽ liên kết với enzyme hoặc chính nó sẽ được phát hiện bởi kháng thể thứ cấp liên kết với enzyme bằng liên kết cộng hóa trị giữa những phân tử sinh học. Những phần của kháng thể ELISA tương tự phương pháp western blot. Giữa các bước, người ta dùng dung dịch rửa để rửa đĩa, loại bỏ các protein và kháng thể không gắn. Sau lần rửa cuối cùng, cơ chất được thêm vào để enzyme phân giải và phát ra tín hiệu nhìn thấy được từ đó giúp chỉ ra lượng kháng nguyên/kháng thể có trong mẫu.
1. Các loại và cách đọc kết quả ELISA
ELISA được sử dụng như một công cụ chẩn đoán trong y học và bệnh lý học thực vật, kiểm tra kiểm soát chất lượng trong các ngành nhiều ngành khác nhau.Có rất nhiều loại xét nghiệm ELISA cho nhiều loại bệnh nhiễm trùng như trực tiếp, gián tiếp, sandwich, cạnh tranh, nhưng đều theo nguyên lý chung là phát hiện kháng nguyên bằng các kháng thể đặc hiệu theo cơ chế miễn dịch học. Điểm đặc biệt ở đây là các kháng thể được cho gắn kết với một loại enzyme (enyme-linked), và sau khi phản ứng kháng nguyên – kháng thể xảy ra, người ta cho cơ chất (substrate) đặc hiệu vào enzyme sẽ phân giải cơ chất ra các sản phẩm (products), tỷ lệ với lượng kháng nguyên cần đo đạc. Đo những tín hiệu, phổ biến nhất là sự đổi màu một chất hóa học, sẽ tính ra được lượng kháng nguyên có trong mẫu vật xét nghiệm.
2. Các ứng dụng của xét nghiệm ELISA trong Y học
- Từ sàng lọc ung thư đến thử nghiệm thuốc và mang thai
Xác định dấu ấn ung thư sớm là một trong những thách thức liên tục được các nhà khoa học phát triển và nghiên cứu do việc phát hiện sớm ung thư có khả năng chữa khỏi, kéo dài thời gian sống và nâng cao chất lượng sống cho người bệnh ung thư. Các kỹ thuật dựa trên ELISA đều có sẵn để sử dụng và được ứng dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng để xét nghiệm cho người bệnh ung thư giai đoạn đầu bao gồm ung thư buồng trứng và ung thư vú. Ngoài ra, ELISA được ứng dụng để phát hiện nồng độ các chất bất hợp pháp như cannabinoids, amphetamine, thuốc phiện, cocaine, benzodiazepin và methadone, có thể được xác định bằng ELISA trong mẫu nước tiểu. Phương pháp này cũng có thể được sử dụng để theo dõi mức độ nồng độ dược chất ở bệnh nhân đang điều trị, ví dụ, kháng thể chống nhiễm trùng trong viêm khớp dạng thấp và bệnh nhân viêm ruột.
ELISA cũng thường được sử dụng để kiểm tra phát hiện hormone gonadotrophin màng đệm ở người (hCG) trong nước tiểu để phát hiện phụ nữ đang mang thai hoặc một số bệnh khác. Xét nghiệm ELISA có thể được sử dụng để chẩn đoán các bệnh cụ thể như sau:
- HIV
- Bệnh Lyme
- Bệnh thiếu máu ác tính (pernicious anemia)
- Sốt đốm Rocky Mountain (Rocky Mountain spotted fever)
- Tiêu chảy do rotavirus
- Ung thư biểu mô tế bào vảy (squamous cell carcinoma)
- Bệnh giang mai
- Bệnh toxoplasmosis
- Virus varicella-zoster, gây bệnh thủy đậu và bệnh zona
- Virus Zika
ELISA thường được sử dụng như một công cụ sàng lọc trước khi các xét nghiệm chuyên sâu hơn được yêu cầu. Bác sĩ có thể chỉ định xét nghiệm này nếu bạn có dấu hiệu hoặc triệu chứng của các bệnh kể trên hoặc dùng để loại trừ bệnh mà bác sĩ đang nghi ngờ.
- Phát hiện kháng thể tiểu cầu
Phát hiện kháng thể tiểu cầu trong huyết thanh được sử dụng để xác định bệnh nhân mắc các rối loạn như Xuất huyết giảm tiểu cầu tự phát (idiopathic thrombocytopenic purpura) và bệnh lupus ban đỏ hệ thống (systemic lupus erythematosus). Ngoài việc cung cấp một phương pháp ít tốn kém và phức tạp để phát hiện các kháng thể tiểu cầu, ELISA cũng thực hiện để cung cấp nhiều thông tin hơn các xét nghiệm khác như xét nghiệm lymphocytotoxicity (LCT) và xét nghiệm miễn dịch huỳnh quang tiểu cầu (PIIFT).
- Dị ứng thực phẩm
ELISA được ứng dụng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm để phát hiện sự hiện diện của các chất gây dị ứng để dán nhãn cảnh báo người sử dụng về thành phần có thể gây dị ứng theo yêu cầu luật pháp. Ứng dụng này được hưởng lợi rất nhiều từ độ nhạy của ELISA và có thể phát hiện mức độ của các chất gây ô nhiễm dị ứng thực phẩm tiềm ẩn ở nồng độ ở mức thấp trên một phần một triệu (ppm). Ngoài ra, kỹ thuật này cũng có lợi thế để thể kiểm tra dầu và các chất khác như lòng trắng trứng hoặc sữa mà các phương pháp như PCR không thể phát hiện.
- Phát hiện virus bằng virus
Ưu điểm của việc sử dụng ELISA để phát hiện virus được ứng dụng nhiều tại các nước đang phát triển, nơi có tỷ lệ lây nhiễm thường rất cao và có thể tiếp cận các nhóm người dễ bị tổn thương nhất để kiểm tra tại chỗ và đưa ra kết quả ngay lập tức, từ đó cho phép bác sĩ thực hiện sớm các biện pháp điều trị kịp thời và chính xác.
3. Xét nghiệm ELISA được thực hiện như thế nào?
Mẫu máu sẽ được gửi đến phòng thí nghiệm để phân tích. Trong phòng thí nghiệm, kỹ thuật viên xét nghiệm sẽ thêm mẫu vào đĩa petri có chứa kháng nguyên nghi ngờ liên quan đến bệnh mà bác sĩ đang nghi ngờ mắc phải. Kỹ thuật viên sẽ đưa một loại enzyme vào đĩa petri và quan sát cách máu của người bệnh và kháng nguyên của enzyme phản ứng với nhau. Nếu máu của người bệnh có chứa kháng thể chống lại kháng nguyên thì cả hai sẽ liên kết với nhau. Do đó, nếu người bệnh dương tính với bệnh nghi ngờ thì giấy thử sẽ đổi màu.
4. Người bệnh cần chuẩn bị gì trước xét nghiệm?
Người bệnh không cần chuẩn bị cho xét nghiệm này. Việc lấy máu chỉ diễn ra nhanh và chỉ hơi khó chịu. Người bệnh cần thông báo với nhân viên Y tế nếu nếu người bệnh sợ kim tiêm hoặc bị chóng mặt hoặc ngất khi nhìn thấy máu hoặc kim tiêm.
5. Có nguy cơ gì với người bệnh?
Người bệnh cần nói cho bác sĩ trước khi xét nghiệm nếu bản thân có vấn đề trong việc lấy máu trong quá khứ. Có rất ít rủi ro liên quan đến xét nghiệm này như: Nhiễm trùng; đau; bầm tím; chảy máu nhiều hơn bình thường… Người bệnh cần nói cho bác sĩ trước khi xét nghiệm nếu bản thân có vấn đề trong việc lấy máu trong quá khứ, dễ bị bầm tím hoặc bị rối loạn chảy máu như bệnh máu khó đông.