经过对植物病毒长期艰苦的研究，国际半干旱热带作物研究所（ICRISAT）的科学家们声称已取得具有深远应用价值的胜利。在印度Hyderabad的国际半干旱热带作物研究所实验室工作的病毒学家们已经研究出一种精确低成本的病毒检测方法，这种方法能够在病毒开始侵染作物之前检测主要植物病毒的存在。

同时一个意外的但却令人激动的副产品就是这种检测方法经过改良可能成为新一代人类艾滋病毒低成本的检测方法。

这种方法是在植物病毒最常用的血清检测方法一一酶联免疫吸附法（ELISA）基础上采用一种新的酶、底物和指示剂系统，所需物质在印度和其它发展中国家极易得到，同时至少可使通常病毒检测方法的费用减少一半。另外，试剂也是安全的，检测样本中病毒的数量通过不同颜色的变化得到表现，而不是常规ELISA法中由单一颜色的深浅变化来体现。

国际半干旱热带作物研究所的病毒学家们首先在检测玉米花叶病毒、花生斑驳病毒、番茄斑萎病毒和落花生簇生病毒中显示了这种检测方法的优越性。这些病毒在半干旱热带地区引起了禾本科和豆科植物的重大损失。紧接着设在Dundee的苏格兰作物研究所的科学家们确定了这种方法在检测马铃薯A、S、V、X和Y病毒以及马铃薯卷叶病毒方面更加安全和经济。同时这种方法有一种意外的却又令人激动的副产品——新一代低成本检测人类艾滋病毒的ELISA法。

技 术

ELISA法是一种利用免疫学中最基本的化学过程——抗原抗体反应的简单而用途甚广的技术。当病毒入侵植物或动物时，生物体的防御机制即免疫系统就会识别出病毒并当成侵略者（抗原），同时以特殊生物化学分子的形式产生一系列的抵抗者（抗体）去捕捉病毒以防止病毒对生物体造成破坏。利用生物技术的手段，科学家们已经掌握了一些病毒以及可以锁住这些病毒的特定抗体的结构。ELISA法就是一种利用生化反应去检测病毒分子或者间接显示试样中病毒存在的特定抗体的检测方法。

ELISA法使用一种具有几个小凹穴的聚乙烯微滴板。如果要直接检测根样本中病毒的存在，凹穴中就覆盖一层实验室制备的特定抗体分子，这种抗体分子能够捕捉样本中大多数的病毒。检测样本放入预先覆盖有抗体的凹穴中，培养足够长的时间以使抗原抗体发生反应。然后用水冲洗微滴板，同时四穴中放入这种病毒的另外一种抗体——这次有一种酶附在上面。培养后，凹穴再次用水冲洗，这时酶标记的第二种抗体已经着附于病毒上，把一种叫底物——指示剂复合体的化学混合物倒入凹穴中。’

底物是一种经着附于第二种抗体中的酶催化能够发生化学转化的物质。当化学转化发生时，它能够改变颜色——这样就能够指示出样本中病毒的存在。颜色变化可以大到肉眼可见，但也可能非常微小以至于要借助于一种叫ELISA读出器的灵敏光学仪器才能观察到。

通常检测病毒的抗体比检测病毒本身更加明智，因为在病毒感染初期，生物体产生的抗体大大知过病毒的滴定度。抗体是病毒存在的生化标志，抗体的检测已足以证明病毒的存在。

在这种情况下，ELISA微滴板的凹穴是用一种实验室合成的病毒抗原覆盖、在凹穴中培养怀疑含有抗病毒抗体的样本。冲洗后，把有酶着附及能够闩住抗病毒抗体的第二种抗体培养在凹穴中。第二次冲洗后，倒入底物——指示剂复合物去看看颜色是否改变。

创 新

国际半干旱热带作物研究所的科学家们在ELISA法中采用一种叫青霉素酶的新酶后取得成功。由于这样，他们成功地使医学上最强硬可怕的敌人转变成恭顺地为人类服务的仆人。医学上最广泛应用的抗生素青霉素已经征服了许多致病的细菌，但长期服用使得细菌卷土重来。它们开始合成青霉素酶，这种酶能够使青霉素转变为青霉酸。通过这种遗传适应，几种细菌对青霉素治疗产生抗性，青霉素酶变成敌人。

1978年邦北的一个研究所的印度科学家首先建议在ELISA法中利用这个生化反应。他的想法是着附于特定抗体上的青霉素酶能使底物青霉素转变为青霉酸，从而能够提供关键的颜色变化。然而这种观点没能立即广泛采用，同时作为指示剂系统的淀粉-碘复合物也有问题。

当国际半干旱热带作物的研究所的病毒学家们对这种方法进行研究时，他们试用一个新指示剂——溴麝香草酚蓝。但他们要确信这种方法要与现有常规的方法一样有效。目前在检测植物病毒中广泛采用的两种酶分别是碱性磷酸酶和辣根过氧化物酶。以检测玉米花叶病毒、花生斑驳病毒和番茄斑萎病毒为例，把利用青霉素酶-青霉素-溴麝香草酚蓝的体系与利用碱性磷酸酶或辣根过氧化物酶的体系相比。这个新体系效果很好，从蓝到黄绿到深黄的颜色变化取决于产生的青霉酸的数量，这样就能粗略估算出样本中病毒的数量，而且颜色变化肉眼可见。

一个更加安全、低成本的体系

根据如果新体系能够应用于一种病毒，它能适用于所有病毒的原则，苏格兰作物研究所的H · 贝克（Hugh Barker）教授以及同事们应用这种体系去筛选马铃薯病毒。他们发现新体系与碱性磷酸酶体系一样有效，而且更加安全、经济。他们认为唯一的缺点即需较长时间来培养样本是微不足道的。与它的不足之处相比，国际半干旱热带作物研究所建立这种新体系的研究小组主任，首席植物病毒学家莱迪（D. V. R. Reddy）博士列举了新体系的许多优点。“碱性磷酸酶和辣根过氧化物酶在应用上有些问题”，莱迪说，主要包括费用高，不易获得、有些底物的潜在致癌性以及底物水解产物的不安全性，青霉素酶有几个特征使得它成为ELISA检测中理想的酶标记。它具有相对较小的分子量（24kDa），高转换率，便宜和在发展中国家极易获得的特点。底物即青霉素钠盐、钾盐能大量获得。另外，青霉素酶的水解产物是安全的 。”

在这个检测体系得到商业应用之前仍然需要做许多工作。这种方法在实验室里所需费用小于现有检测方法费用的五分之一。虽然在大规模生产中价格会有所上升，但是新方法所需要费用仍然可能只是市场上已有方法费用的一半。这样发展中国家会大大获益，特别是当生物技术学家们能够把这种体系标准化去确立一系列诊断程序去检测侵染植物的病毒和侵染人类的病毒——包括引起艾滋病的HIV病毒时。

[Ceres，1993年第26卷第4期]