張改平是免疫試紙快速檢測技術專家,長期從事動物疫病和食品安全快速檢測技術研究,率領團隊在動物疫病和違禁藥物殘留快速檢測技術方面做出了突出貢獻,作為第壹完成人獲國家技術發明二等獎和國家科技進步二等獎各1項、省部級科技進步壹等獎2項、二等獎1項。其主要成就和貢獻是:
壹 建立了免疫試紙快速檢測技術體系
為我國重大動物疫病快速檢測和動物源性食品安全提供了技術支撐
1 系統開展了雞傳染性法氏囊病
雞新城疫、禽流感、豬瘟等重大動物疫病快速檢測技術研究。建立了高特異性、高親和力配對單克隆抗體制備新方法,解決了試紙研制中動物病毒抗原變異大、抗體親和力低、識別譜窄等關鍵技術難題;建立了抗原免疫試紙快速檢測技術體系,研制出動物疫病抗原快速檢測試紙系列產品,開辟了動物疫病快速診斷新領域,為重大動物疫病的快速檢測提供了新的技術支撐。2003年“畜禽疫病快速診斷試紙條”獲國家發明專利(ZL99101537.1),其中“雞傳染性法氏囊病病毒快速檢測試紙條”是國內外第壹個動物疫病快速檢測試紙產品,2003年獲國家二類新獸藥證書[(2003)新獸藥證字第39號],2004年獲國家技術發明二等獎。
2 系統開展了小分子藥物快速檢測技術研究
建立了小分子藥物人工抗原及高特異性、高親和力單克隆抗體制備與鑒定方法,解決了小分子藥物免疫原性差、交叉反應強、抗體親和力低等關鍵技術難題;建立了半抗原免疫試紙快速檢測技術體系,研制出5大類15種違禁藥物的快速檢測試紙系列產品,實現了藥物殘留的簡便、低成本快速檢測,為動物源性食品安全監控提供了技術保障。在該研究領域申請專利16項,已獲授權9項,“生豬主要違禁藥物殘留免疫試紙快速檢測技術”2008年獲國家科技進步二等獎。
3 系統開展了抗體快速檢測技術研究
建立了口蹄疫病毒、豬瘟病毒、雞新城疫病毒、旋毛蟲等多種病原的檢測抗原制備方法,解決了免疫檢測抗原活性低、非特異性反應高、提取制備難等突出問題;建立了抗體免疫試紙快速檢測技術體系,研制出動物疫病及人獸***患病抗體快速檢測試紙系列產品,實現了動物疫病抗體水平的實時監測,為疫苗免疫效果評價和動物疫病監測提供了先進的技術手段。其中,“豬旋毛蟲抗體快速檢測試紙條”2007年獲國家二類新獸藥證書[(2007)新獸藥證字36號],2008年獲河南省科技進步壹等獎。
上述研究建立了抗原、半抗原和抗體3類靶標物的免疫試紙快速檢測技術體系,包含六種技術模式,研制出的大多數動物疫病及人獸***患病快速檢測試紙產品和動物源食品安全快速檢測試紙產品為國際首創,檢測時間僅需要數分鐘,無需任何附加試劑和設備,人人均可操作,實現了長期以來人們在檢測技術領域所追求的“快速、簡便、特異、敏感”的目標,解決了傳統檢測方法費時(數小時至數天)、成本高(需貴重儀器或試劑)、操作復雜等問題,提高了我國在該領域的研發水平,促進了免疫檢測技術進步。
二 系統開展了動物免疫球蛋白Fc受體研究
1 系統研究了動物免疫球蛋白
(IgG) Fc受體的分子特征和免疫學功能,創建了基於玫瑰花環指示系統的親和分子克隆技術方法。國際上***發現11個豬、牛、羊IgG Fc受體分子,其中10個是張改平的研究團隊發現的。發現牛樹突狀細胞上存在IgG Fc受體並定性為FcγRII,從而使人類和小鼠樹突狀細胞的IgG Fc受體得以發現;發現反芻動物存在壹類全新的Fc受體(boFcγ2R),解釋了Waltson (1976)發現的反芻動物IgG2超級免疫作用,否定了Symons等(1989)關於牛IgG2不可能有Fc受體的推斷。揭示了豬繁殖呼吸綜合征(藍耳病)病毒感染抗體依賴性增強作用(ADE)的分子機制,建立了藍耳病病毒ADE感染檢測的新方法,對該重大疫病的防控具有重要意義。
2 系統研究了動物IgG Fc受體
與配體相互作用的分子機制,發現牛IgG2 Fc受體上存在與配體結合的線性表位,表位多肽能夠有效調節IgG與Fc受體的相互作用。由於Fc受體可介導自身免疫病,張改平的研究團隊在上述研究基礎上發現了人類Fc受體的線性配體結合表位,用系統紅斑狼瘡(SLE)模型小鼠實驗證明人Fc受體表位多肽可以減緩SLE小鼠的病理進程並有效減少其死亡,為研制治療人類自身免疫病這類疑難疾病的新藥提供了新途徑。在該研究領域申請發明專利2項。
三 開展了動物病毒的免疫識別研究
建立了動物病毒免疫組學研究平臺,繪制了主要動物病毒蛋白的B細胞識別圖譜
發現了豬瘟病毒、雞傳染性法氏囊病病毒、雞新城疫病毒、禽流感病毒等主要動物病毒蛋白的系列B細胞識別位點,在GenBank註冊B細胞抗原表位序列12個,繪制了主要動物病毒蛋白的B細胞識別圖譜,揭示了主要動物病毒病的體液免疫機制,豐富了動物病毒免疫學理論。在該研究領域申請發明專利5項,已獲授權3項。
多年來,張改平及其團隊在動物疫病和動物源性食品安全快速檢測研究領域開展了創新性工作,先後主持完成國家重大科技項目22項。作為第壹完成人獲得國家科技獎勵2項、省部級科技獎勵3項;發表研究論文147篇,其中SCI論文22篇,被Science等著名期刊引用121次;申請專利36項,已獲授權14項。
美國Humana出版集團特邀張改平為“Biosensors and Biodetection”(生物傳感器和生物檢測)(2009年,ISBN: 978-1-60327-568-2)壹書撰寫了“Immunochromatographic Lateral Flow Strip Tests”(免疫試紙快速檢測技術),這是該技術首次被正式列入科研和教學工具書。