Современные методы диагностики различных инфекций

Антитоксины применяются в медицинской практике в виде антитоксических сывороток (противодифтерийная, противостолбнячная, противодизентерийная Григорьева--Шига, противогангренозные, противоботулинические, противоскарлатинозная, противостафилококковая), которые готовят путем гипериммунизации лошадей возрастающими дозами соответствующих токсинов или анатоксинов. В жидких сыворотках антитоксины довольно лабильны: они разрушаются при t° 100° и ослабляются при 60--70°; инактивируются под влиянием прямого действия солнечных лучей. После лиофильного высушивания под вакуумом при низких температурах А. становятся более стабильными и хорошо сохраняются в течение многих лет.

За 1 АЕ дифтерийного А., по предложению Эрлиха (P. Ehrlich), принимается такое количество противодифтерийной сыворотки, которое в смеси с Lt (Limes tod) дифтерийного токсина вызывает смерть морской свинки весом 250 г в течение 96 час.

Lt дифтерийного токсина устанавливается в опытах на морских свинках при помощи стандартной противодифтерийной антитоксической сыворотки. Интернациональные антитоксические единицы (АЕ) содержатся в определенных количествах (мг) эталонных сывороток, выпускаемых международной лабораторией биологических стандартов Института сывороток в Копенгагене. Производственные институты СССР снабжаются стандартными антитоксическими сыворотками из Института контроля медико-биологических препаратов им. Л. А. Тарасевича.

Реакция флоккуляции нашла применение лишь для определения титра противодифтерийной сыворотки (по последним данным, образование флоккулята при взаимодействии антитоксической сыворотки с токсином следует отнести за счет присутствия в сыворотке побочных антител, поэтому результаты реакции флоккуляции могут не всегда совпадать с результатами определения титра A. in vivo).

Антитоксины обычно связаны с ?- и в2-глобулинами противодифтерийной сыворотки. Нортроп (L. Н. Northrop, 1941) изолировал дифтерийный антитоксин в виде кристаллического глобулина с мол. весом (мол. массой) 90 500, однако химическая структура А. до сих пор остается неустановленной. При переваривании пепсином молекула иммунного глобулина расщепляется на две половины, из которых одна -- пассивный белок -- лишена антитоксических свойств и легко коагулируется теплом, а другая -- носитель антитоксина -- гораздо более резистентна к пепсину и прогреванию. На этом принципе основан метод очистки антитоксинов «диаферм» (А. В.. Бейлинсон), в результате которой их анафидактогенные свойства (см. Анафилаксия) ослабляются. При применении очищенных антитоксинов симптомы сывороточной болезни (см.) реже наблюдаются и она легче протекает.

В соответствии с теорией Борде (J. Вогdet), которая нашла подтверждение в опытах с чистыми токсинами и А., реакция токсин -- антитоксин протекает по законам адсорбции. В организме больного А. нейтрализуют лишь свободный токсин, который еще не связан с чувствительными тканями. Поэтому эффективность серотерапии зависит от срока применения антитоксической сыворотки. При подозрении на заболевание дифтерией, столбняком, ботулизмом и другими токсигенными инфекциями антитоксическую сыворотку следует вводить возможно скорее, чтобы антитоксин нейтрализовал свободный токсин до фиксации его восприимчивыми тканями. Отсюда понятно, почему серопрофилактика столбняка, ботулизма и других токсигенных инфекций оказывается эффективнее серотерапии. Выраженными антитоксическими свойствами обладают иммунные сыворотки против змеиных ядов.

А. сохраняют значение и в эпоху антибиотиков, так как последние, оказывая бактериостатическое действие на микробы, не обезвреживают их токсины. Поэтому при таких заболеваниях, как дифтерия, столбняк, ботулизм, при которых имеет место токсемия и патологический процесс почти всецело обусловлен повреждающим действием токсина на чувствительные ткани, серотерапия специфическими А. безусловно показана наряду с антибиотикотерапией и другими способами лечения.

Реакции преципитации ( РП ). Краус. Реакция кольцепреципитации. Реакция микропреципитации.

Реакции преципитации (РП) предложены Краусом (1897) и основаны на феномене образования видимого осадка (преципитата) или общего помутнения среды после взаимодействия растворимых либо находящихся в коллоидном дисперсном состоянии Аг с AT.

Реакцией преципитации (РП) называется осаждение из раствора Аг (преципитиногена) при воздействии на него иммунной сыворотки (преципитина) и электролита. Посредством РП можно выявить антиген в разведениях 1:100 000 и даже 1:1 000 000, т. е. в таких малых количествах, которые не обнаруживаются химическим путемРП ставят в специальных узких пробирках.

В качестве реагентов используют гипериммунные преципитирующие сыворотки с высокими титрами AT к гомологичным Аг. При постановке РП разводят не сыворотку, а Аг. Реакционная среда должна содержать электролиты (физиологический раствор) и иметь нейтральный рН. РП позволяет быстро (в течение нескольких секунд) выявлять незначительные количества Аг. Они очень чувствительны, и их применяют для тонкого иммунохимического анализа, выявляющего отдельные компоненты в смеси Аг. Метод имеет несколько разновидностей .

Преципитиногены представляют собой ультрамикроскопические частицы белково-ПС прир: экстракты из мкТ, органов и тк, пат материала; продукты распада бактериальной клетки, их лизаты, фильтраты. Преципитиногены обладают термоустойчивостью, поэтому для их получения материал подвергается кипячению. В РП используются жидкие прозрачные Аг.

Преципитирующие сыворотки обычно получают гипериммунизацией кроликов циклами в течение нескольких месяцев, вводя им бактериальные взвеси, фильтраты бульонных культур, аутолизаты, солевые экстракты микроорганизмов, сывороточные белки.

Реакция микропреципитации

Для выявления низких титров AT (например, при сенсибилизации к ЛС) применяют нефелометрическую реакцию микропреципитации (или реакция помутнения), предложенная Уанье (1955). При её постановке в исследуемую сыворотку крови вносят Аг в убывающей концентрации; при отсутствии AT разведение сыворотки крови Аг уменьшает её оптическую плотность. Однако в присутствии минимальных количеств AT образуются микропреципитаты, повышающие оптическую плотность среды.

Гиперчувствительность.

Методы выявления сенсибилизации

Кожные аллергические пробы.

Применение аллергических проб для диагностики заболевания

Аллергические диагностические пробы - методы диагностики аллергии . Проводятся после того, как путем тщательного сбора анамнеза выявлен круг подозреваемых аллергенов. Пробы выполняют вне фазы обострения заболевания и не раньше чем через 2--3 недели после перенесенной острой аллергической реакции, т.к. чувствительность организма к аллергену в течение этого времени снижается.

Различают кожные и провокационные аллергические диагностические пробы. Кожные пробы основаны на выявлении специфической сенсибилизации организма путем введения аллергена через кожу. При этом оценивают величину и характер развивающейся воспалительной реакции. Различают качественные и количественные кожные пробы. С помощью качественных кожных проб определяют наличие или отсутствие сенсибилизации к данному аллергену. Эти пробы используют при диагностике аллергических, а также некоторых инфекционно-аллергических (туберкулеза, бруцеллеза и др.) и паразитарных (гельминтозов) болезней. Количественные кожные пробы позволяют получить представление о степени сенсибилизации организма. С их помощью определяют минимальную концентрацию специфического аллергена, при которой он вызывает в сенсибилизированном организме видимую аллергическую реакцию. Этот метод называется аллергометрическим титрованием. С его помощью устанавливают дозу аллергена, с которой можно начинать специфическую гипосенсибилизацию (снижение уровня сенсибилизации) путем введения в организм аллергена.

В зависимости от методики проведения кожные пробы могут быть прямыми и непрямыми. При прямых кожных пробах аллерген вводят внутрикожно или повреждая эпидермис путем укола, царапины. При капельных и аппликационных прямых кожных пробах аллерген (обычно лекарственный препарат или вещество) наносят на неповрежденную кожу в виде капли или аппликации. Ответная кожная реакция считается положительной при появлении гиперемии, инфильтрации или волдыря. Она может возникнуть в течение 20 мин (немедленная реакция), через 6--12 ч (реакция переходного типа), через 24--48 ч (замедленная реакция). Тип ответной кожной реакции зависит от характера иммунологического механизма аллергической реакции. Среди прямых кожных проб различных видов наиболее чувствительной является внутрикожная, затем следуют скарификационная, укол, аппликационная, капельная.

К непрямым кожным пробам относится реакция Прауснитца -- Кюстнера, при которой сыворотку крови больного вводят внутрикожно здоровому человеку и после фиксации антител на коже реципиента (через 24 ч) в то же место вводят аллерген. По развитию местной кожной реакции судят о наличии антител-реагинов в исследуемой сыворотке. Данная реакция не исключает возможности переноса с сывороткой крови возбудителя при наличии скрытой инфекции у донора, поэтому применение ее ограничено. Наиболее целесообразно выявлять антитела-реагины с помощью различных реакций иммунитета -- иммуноферментного метода и др. Выбор вида кожной пробы зависит от заболевания, предполагаемой степени чувствительности, характера аллергена, а также от реактивности кожи. Прием некоторых лекарственных препаратов (антигистаминных, седативных средств) резко уменьшает реактивность кожи, поэтому перед аллергологическим обследованием необходимо в течение 5--7 дней воздержаться от приема этих лекарственных средств.

В диагностике аллергических болезней нельзя полностью полагаться на кожные пробы и переоценивать их результаты. Постановку кожных проб и оценку их результатов проводит только специально обученный медперсонал.

При несоответствии данных аллергологического анамнеза и результатов кожных проб в период ремиссии показаны провокационные пробы. Эти пробы основаны на воспроизведении аллергических реакций введением аллергена в орган или ткань, поражение которых является ведущим в картине заболевания. Различают конъюнктивальные, назальные и ингаляционные провокационные пробы. Конъюнктивальная провокационная проба проводится путем закапывания аллергена в нижний конъюнктивальный мешок. Реакция считается положительной при появлении гиперемии конъюнктивы, слезотечения и зуда век. Назальную провокационную пробу осуществляют при аллергических ринитах и поллинозах: в одну половину носа закапывают аллерген, а в другую -- контрольную жидкость. Реакция считается положительной при возникновении на стороне закапывания аллергена затрудненного носового дыхания и зуда. Ингаляционный провокационный тест применяют с целью этиологической диагностики бронхиальной астмы: с помощью аэрозольного распылителя больной вдыхает через рот раствор аллергена. Реакция считается положительной в случае снижения более чем на 15% жизненной емкости легких.

К провокационным пробам относятся также холодовая и тепловая пробы, используемые при холодовой и тепловой крапивнице. При отсутствии четких признаков заболевания проводят экспозиционную провокационную пробу. Она основана на непосредственном контакте больного с подозреваемым аллергеном в той среде, в которой больной обычно находится. Противоположной этой пробе является элиминационная проба -- исключение из пищевого рациона предполагаемого аллергена, перевод больного, страдающего бытовой аллергией, в так называемую безаллергенную палату и др. Лейкоцитопеническую и тромбоцитопеническую провокационные пробы применяют в диагностике пищевой аллергии и лекарственной аллергии. В основе этих проб лежит снижение числа лейкоцитов и тромбоцитов в крови после введения больному испытуемого аллергена.

Методические указания

1.Реакция кольцепреципитации по Асколи. В узкую пробирку с небольшим количеством неразведенной преципитирующей сыворотки, держа ее в наклонном положении, пипеткой медленно по стенке наслаивается такой же объем Аг. экстрагированные кипячением из различного сельскохозяйственного сырья. Чтобы не смешать две жидкости, пробирку осторожно ставят вертикально. При положительной реакции в пробирке на границе между сывороткой и исследуемым экстрактом через 5-10 мин появляется серовато-белое кольцо. Постановка реакции обязательно сопровождается контролями сыворотки и антигена.

Реакция Асколи применяется для идентификации сибиреязвенного, туляремийного, чумного Аг. Она нашла также применение в судебной медицине для определения видовой принадлежности белка, в частности кровяных пятен, в санитарной практике при выявлении фальсификации мясных, рыбных, мучных изделий, примесей в молоке. Недостатком этой РП является нестойкость преципитата (кольца), который исчезает даже при легком встряхивании. Кроме того, с ее помощью нельзя определить количественный состав Аг, участвующих в формировании преципитата.

Реакции нейтрализации токсина антитоксической сывороткой in vitro.

2. Выявление токсигенности возбудителя дифтерии в реакции преципитации в геле по Оухтерлони. Реакцию ставят на чашках Петри в лунках агарового геля. В качестве геля используют хорошо отмытый прозрачный агар. Аг и сыворотки вносятся в агаровый гель так, чтобы лунки, содержащие их, находились на определенном расстоянии. Диффундируя навстречу друг другу и соединяясь друг с другом, антитело и антиген образуют через 24-48 ч иммунный комплекс в виде белой полосы. При наличии сложного по составу преципитиногена возникает несколько полос. При этом полосы серологически родственных антигенов сливаются воедино, а полосы разнородных перекрещиваются, что позволяет определить детали антигенной структуры исследуемых веществ. Широко используется для диагностики заболеваний, вызываемых вирусами и бактериями, продуцирующими экзотоксины.

3. Реакция флоккуляции

Тип реакции: частный случай реакции преципитации (нейтрализации).

Исследуемый материал: антитоксическая сыворотка.

Диагностический препарат: токсин или анатоксин в строго определенном количестве.

Принцип метода: к серийным разведениям антитоксической сыворотки добавляют одинаковое количество антигенных единиц токсина или анатоксина.

Положительный результат - образование хлопьев преципитата (флоккулята); отрицательный результат - прозрачная жидкость.

Применение: определение активности антитоксической сыворотки (количества ME - международных единиц в 1 мл сыворотки).

Трактовка результатов: первичная (инициальная) флоккуляция наступает в пробирке, где АГ (антиген) и АТ (антитело), находятся в эквивалентных количествах. Зная количества ингредиентов в пробирке, где произошла инициальная флоккуляция, можно рассчитать активности антитоксической сыворотки. Например, инициальная флоккуляция наступила в пробирке, где находится 0,02 мл сыворотки и 4 АЕ (антигенных единиц) токсина или анатоксина. Составляем пропорцию: 0,02 мл сыворотки эквивалентно 4 АЕ токсина или анатоксина.

Одна АЕ - это такое количество токсина или анатоксина, которое связывается одной ME антитоксической сыворотки, следовательно, 0,02 мл данной сыворотки содержит 4 ME.

Титр антитоксической сыворотки - это количество ME в 1 мл этой сыворотки.

В данном случае, составив пропорцию, можно определить титр:

0,02 мл - 4 ME

1 мл - ХМЕ

Х = (1x4): 0,02 = 200 ME

Контрольные вопросы

1. Какие реакции называются аллергическими?

2.Что такое анафилаксия?

3. Назовите особенности реакций гиперчувствительности III типа.

4. Как осуществить постановку аллергической пробы?

5. Для чего применяется реакция Асколи?

6. Где нашли применение кожные аллергические пробы?

Список литературы

Обязательная:

1. Хаитов P.M., Игнатьева Г.А.,Сидорович И.Г. Иммунология:Учебник.--М.:Медицина,2000.-- 432 с : ил.(Учеб. лит. для студ. медвузов).

2. Ковальчук Л.В и др. Иммунология: практикум: учеб. пособие - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 176 с.

3. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / под ред. акад. РАМН В.И. Покровского - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2001. - 768 с.

4. Борисов Л.Б. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М. 1997 г.

Дополнительная:

1. Генкель П.А., Микробиология с основами вирусологии. М.,1974 г.

2. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: учебник для мед. вузов.- 3-е издание, испр. и доп. - СПб, СпецЛит. 2002. - 591 с.

3. Борисов Л.Б., Смирнова А.М., Медицинская микробиология, вирусология, иммунология, М., Медицина. 1994 г.

4. Тимаков В.Д., Левашов В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. М. 1983 г.

Тема № 7: ИММУНИТЕТ: ИММУННЫЕ РЕАКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕЧЕНЫХ АНТИТЕЛ ИЛИ АНТИГЕНОВ. ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ

Цель: Изучить основные иммунобиологические препараты, их особенности, получение и применение в медицине. Получить представление о принципах приготовления диагностических препаратов, меченых флюорохромами, радиоактивными элементами, ферментами; чувствительности отдельных иммунных реакций и областях их применения..

Основные вопросы, разбираемые на занятии:

1. Вакциопрофилактика и вакцинотерапия.

2. Состав и классификация вакцин.

3. Живые вакцины, получение и применение.

4. Инактивированные вакцины, получение и применение.

5. Синтетические и полусинтетические вакцины, получение и применение.

6. Ассоциированные вакцины.

7. Календарь профилактических прививок.

8. Серопрофилактика и серотерапия.

9. Сывороточные иммунные препараты.

10. Получение и применение моноклональных антител.

11. Иммуномодуляторы.

12. Реакции с мечеными диагностическими компонентами (ИЛМ, РИФ, ИФА, РИА, иммуноблоттинг).

План

Программа

1. Состав и классификация вакцин

2. Сывороточные иммунные препараты, состав и классификация.

3.Иммуномодуляторы

4. Реакции с мечеными диагностическими компонентами

Демонстрации.

1. Вакцинные иммунобиологичские препараты, применяемые в РФ.

2. Сывороточные иммунобиологические препараты, применяемые в РФ

3. Схема получения моноклональных антител

4. Иммуноферментные тест-системы

Задание студентам

1. Заполнить таблицу: Классификация вакцин

2. Определить, к какой группе вакцин относится выданный иммунобиологический препарат, рассказать о способе его получения, дать характеристику иммунитета, индуцированного этим препаратом

3. Определить, к какой группе сывороточных препаратов относится выданный иммунобиологический препарат, рассказать о способе его получения, дать характеристику иммунитета, индуцированного этим препаратом.

4. Зарисовть схему получения моноклональных антител

Информационный материал.

Иммуно-люминесцентный метод (ИЛМ, РИФ) Метод флуоресцирующих антител (МФА, иммунофлуоресценция) (англ. Immunofluorescence) -- лабораторный иммунологический метод качественного определения антигена по известному глобулину или антител по известному антигену.

Сущность и классификация МФА

Сущность метода флюоресцирующих антител заключается в визуализации реакции антиген-антитело люминесцентными маркерами. Метод конъюгации глобулинов с органическими флюорохромами разработан в 1942 году А. Кунсом.

Различают МФА прямой, разработанный А. Кунсом и Мелвином Капланом, МФА непрямой, разработанный А. Кунсом и Уиллером и непрямой МФА с комплементом.

При прямом методе (пМФА) на препарат с антигеном наносят известную, предположительно соответствующую ему, люминесцирующую сыворотку. В случае образования комплекса, он обнаруживается, люминесцентной микроскопией в виде зеленоватого свечения разной степени интенсивности и четкости.

При непрямом методе (нМФА) на мазок из наслоения антигена и немеченой сыворотки наносят антиглобулиновую (видовую по отношению к диагностической сыворотке) люминесцирующую сыворотку. В случае образования комплекса антиген-антитело, последний компонент реагирует с видовой антиглобулиновой люминесцирующей сывороткой. При нМФА с комплементом, его добавляют к комплексу антиген-антитело и идентифицируют образование тройного комплекса по люминесцирующей антикомплементарной сыворотке.

Результаты описываются в так называемых «крестах» (от одного + до четырех ++++) -- субъективная градация исследователем степени выраженности реакции. Непрямые методы требуют наличия только антиглобулиновых видовых сывороток с флюорохромами, но при этом необходимо большое количество тестовых контролей. При постановке прямым методом делается только один контроль, но требуется множество моноспецифических сывороток. Недостатками всех видов МФА является ограниченная чувствительность из-за наличия возможных перекрестных реакций между близкими по антигенному составу объектами и неспецифическая флуоресценция вследствие адсорбции флуоресцирующих глобулинов на различных элементах препарата. В настоящее время используются коммерческие стандартные конъюгаты, содержащие глобулины к исследуемым антигенам. Метод флуоресцирующих антител

Иммуноферментный анализ (сокращённо ИФА, (англ. enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) -- лабораторный иммунологический метод качественного или количественного определения различных соединений, макромолекул, вирусов и пр., в основе которого лежит специфическая реакция антиген-антитело. Выявление образовавшегося комплекса проводят с использованием фермента в качестве метки для регистрации сигнала.

Сущность и классификация

Из-за разнообразия объектов исследования -- от низкомолекулярных соединений до вирусов и бактерий, и многообразия условий проведения ИФА существует большое количество вариантов этого метода.

Возможна классификация по типу иммунохимического взаимодействия на первой стадии анализа (в которой происходит связывание определяемого вещества). Если в системе присутствуют только анализируемое соединение и соответствующие ему центры связывания (антиген и специфические антитела), то метод является неконкурентным. Если же на первой стадии в системе одновременно присутствует анализируемое соединение и его аналог (меченное ферментом анализируемое соединение или анализируемое соединение, иммобилизованное на твердой фазе), конкурирующие за ограниченное количество центров специфического связывания, то метод является конкурентным.

Примером неконкурентного формата ИФА является «сэндвич»-метод. К носителю с иммобилизованными антителами добавляют раствор, содержащий анализируемый антиген. В процессе инкубации на первой стадии на твердой фазе образуется комплекс антиген-антитело. Затем носитель отмывают от несвязавшихся компонентов и добавляют меченные ферментом специфические антитела. После вторичной инкубации и удаления избытка конъюгата антител с ферментом определяют ферментативную активность носителя, которая пропорциональна начальной концентрации исследуемого антигена. На стадии выявления специфического иммунокомплекса антиген оказывается как бы зажатым между молекулами иммобилизованных и меченных антител, что послужило поводом для широкого распространения названия «сэндвич»-метод. Ферментативная реакция (цветная реакция) проходит в присутствии перекиси водорода и субстрата, представленного неокрашенным соединением, которое в процессе пероксидазной реакции окисляется до окрашенного продукта реакции на заключительном этапе проведения исследования. Интенсивность окрашивания зависит от количества выявленных специфических антител. Результат оценивается спектрофотометрически или визуально.

«Сэндвич»-метод может быть использован для анализа только тех антигенов, на поверхности которых существуют, по крайней мере, две антигенные детерминанты. На этом формате основано большое количество тест-систем для иммуноферментной диагностики различных инфекций: ВИЧ-инфекция, вирусные гепатиты, цитомегаловирусная, герпесная, токсоплазменная и другие инфекции.

Среди конкурентных схем твердофазного ИФА существует два основных формата:

1. Прямой конкурентный формат ИФА использует иммобилизованые на твердой фазе специфические антитела, а меченый ферментом и немеченыйантиген конкурируют за связь с иммобилизованным антителом.
К иммобилизованным антителам добавляют раствор, содержащий определяемое вещество и фиксированную концентрацию меченого антигена, инкубируют и после отмывки носителя от несвязавшихся компонентов регистрируют ферментативную активность образовавшихся на твердой фазе специфических иммунных комплексов. Величина детектируемого сигнала находится в обратной зависимости от концентрации антигена.
Преимуществом прямой схемы является небольшое число стадий, что позволяет легко автоматизировать анализ. К недостаткам схемы относятся сложность методов синтеза ферментных конъюгатов, а также возможное влияние компонентов образца на активность фермента.

2. В непрямом конкурентном формате ИФА используются меченные ферментом антитела (специфические или вторичные) и иммобилизованный на твердой фазе конъюгат антиген-белок-носитель.
Непрямая схема с использованием меченых антивидовых антител является одной из наиболее распространенных схем ИФА. На поверхности носителя иммобилизуют конъюгат антиген-белок, к которому добавляют раствор, содержащий определяемый антиген и фиксированную концентрацию немеченых специфических антител, инкубируют и после удаления несвязавшихся компонентов добавляют фиксированную концентрацию меченых антивидовых антител. После инкубации и отмывки носителя детектируют ферментативную активность образовавшихся на твердой фазе специфических иммунных комплексов, причем величина сигнала находится в обратно-пропорциональной зависимости от концентрации определяемого антигена. Применение универсального реагента -- меченых антивидовых антител -- даёт возможность выявлять антитела к разным антигенам. Кроме того, анализируемый образец и меченый реагент вводятся в систему на разных стадиях, что устраняет влияние различных эффекторов, содержащихся в образце, на каталитические свойства ферментной метки. Однако такая схема анализа усложняет его проведение из-за введения дополнительных стадий.

Как любые иммунохимические методы анализа, ИФА может давать ложноположительные и ложноотрицательные результаты. Например, ложноположительные результаты при определении антител к различным инфекциям могут возникнут за счёт ревматоидного фактора, представляющего собой иммуноглобулин M против собственных иммуноглобулинов G человека; за счёт антител, образующихся при различных системных заболеваниях, нарушениях обмена или приёме лекарственных препаратов; у новорождённых такие ложноположительные реакции могут возникать за счёт образования в организме ребёнка M-антител к иммуноглобулину G матери. Помимо этого, причиной ложнопололожительных результатов может быть синдром поликлональной активации. При этом, особые вещества -- суперантигены -- неспецифически стимулируют выработку B-лимфоцитами антител к различным инфекциям. Практически это выражается в неспецифическом нарастании титра антител сразу ко многим возбудителям. Ложноотрицательные результаты при определении антител могут быть обусловлены состояниями иммунодефицита, а также техническими ошибками при постановке реакции.

Таким образом, за счёт несомненных преимуществ иммуноферментного анализа: удобства в работе, быстроты, объективности за счёт автоматизации учёта результатов, возможности исследования иммуноглобулинов различных классов (что важно для ранней диагностики заболеваний и их прогноза) в настоящее время является одним из основных методов лабораторной диагностики.

Основные типы тест-систем в зависимости от используемых антигенов

В зависимости от того, какие антигены используются, иммуноферментные тест-системы подразделяются на:

1. Лизатные -- в которых используется смесь нативных антигенов (лизированный или обработанный ультразвуком возбудитель инфекции, полученный в культуре);

2. Рекомбинантные -- в которых используются полученные генно-инженерным способом белки-аналоги определённых белковых антигенов возбудителя;

3. Пептидные -- использующие химически синтезированные фрагменты белков.

Общее направление развития ИФА-диагностикумов -- это направление от лизатных тест-систем, которые принято называть тест-системами первого поколения, к рекомбинантным и пептидным.

Технология получения рекомбинантных белков позволяет получить в достаточно чистом виде аналог практически любого отдельного антигена.

Для создания высококачественной рекомбинантной тест-системы необходимо из всего антигенного многообразия возбудителя выбрать антигены, которые были бы иммуногенными (то есть, в организме инфицированного человека должны вырабатываться антитела к этим антигенам) и высоко специфичными (то есть, характерными лишь для данного возбудителя и, по возможности, не дающими перекрёстных реакций с антителами к другим антигенам).

Кроме того, большое значение имеет качество очистки рекомбинантных белков. В идеальном случае возможно получение рекомбинантной тест-системы практически со 100%-ной специфичностью при высокой чувствительности.

На практике этого не всегда удаётся достичь, однако специфичность лучших рекомбинантных тест-систем приближается к 100 %.

Иммуноблоттинг (выявление антител в сыворотках больных к определенным антигенам возбудителя).

Иммуноблоттинг (иммуноблот) - высокоспецифичный и высокочувствительный референтный метод, подтверждающий диагноз для пациентов с положительными или неопределенными результатами анализов, полученных в т.ч. при помощи РИГА или ИФА. Иммуноблоттинг - разновидность гетерогенного иммунного анализа.

Этот метод выявления антител к отдельным антигенам возбудителя основан на постановке ИФА на нитроцеллюлозных мембранах, на которые в виде отдельных полос нанесены специфические белки, разделенные гель-электрофорезом. Если имеются антитела против определенных антигенов -появляется темная линия в соответствующем локусе стрипа. Уникальность иммуноблота заключается в его высокой информативности и достоверности получаемых результатов.

Материалом для исследования является сыворотка или плазма крови человека. Для исследования на одном стрипе необходимо 1,5-2 мл крови или 15-25 мкл сыворотки.

ООО "Лабораторная диагностика" использует иммуноблоттинговые наборы для выявления антител к возбудителям различных заболеваний фирмы "EUROIMMUN" (Германия), "MIKROGEN" (Германия):

ВПГ 1 и ВПГ 2 IgM/IgG (герпесвирусная инфекция)

ЦМВ IgM/IgG (цитомегаловирусная инфекция)

Краснуха IgG

TORCH-профиль IgM (Токсоплазмоз, Краснуха, Цитомегаловирус, ВПГ 1 и ВПГ 2)

ВЭБ IgMTIgG (вирусная инфекция Эпштейна-Барра)

ВГС IgG (вирусный гепатит С)

Используют наборы двух типов - вестерн-блот и лайн-блот.

Вестерн-блот: Наборы содержат тестовые стрипы-мембраны с электрофоретически разделенными нативными антигенами соответствующих инфекционных агентов, т.о. антигены располагаются в порядке молекулярной массы . На мембраны могут быть также нанесены 1-2 дополнительные линии с клинически значимыми антигенами (вестерн-лайн блот). Это надежный подтверждающий метод, исключает ложноположительные ответы и перекрестные реакции.

Лайн-блот: В этом случае на тестовые стрип-мембраны нанесены только клинически значимые антигены (нативные, синтетические или рекомбинантные) в определенном порядке. Такой подход используется при дифференциальной диагностике нескольких инфекций на одном стрипе .

Сущность его заключается в переносе молекул исследуемого вещества с одного твердого носителя, используемого для фракционирования биополимеров, на другой, где с помощью иммунохимической реакции происходит их специфическое выявление. Современный высокочувствительный метод заключается в идентификации белков, в том числе вирусных антигенов. Метод основан на комбинации гель-электрофореза и реакции антиген-антитело. Высокая степень разрешения достигается за счет электрофоретического разделения белков, глико- и липопротеинов и максимальной специфичностью детектирующих иммунных сывороток или моноклональных антител. В оптимально отработанных условиях иммуноблотингом можно обнаруживать антиген в количествах менее 1 нг в испытуемом объеме. Технически иммуноблотинг выполняется в три приема:

1) подлежащие анализу белки подвергаются разделению в полиакриламидном геле в присутствии денатурирующих веществ: додецилсульфата натрия или мочевины, этот процесс часто обозначают как SDS-PAGE; разделенные белки могут визуализироваться после окрашивания и сравниваться с эталонными образцами;

2) разделенные белки переносятся с геля путем наложения (блотинга) на
нитроцеллюлозный фильтр и фиксируются на нем; во многих случаях, но
не всегда, при переносе сохраняются количественные соотношения белков;

3) на фильтры наносятся детектирующие поли- или моноклональные
антитела, содержащие радиоизотопную или ферментную метку; для
обнаружения связавшихся антител применяют также антивидовую
меченую сыворотку, иными словами, на заключительном этане блотинг
аналогичен твердофазным иммунологическим тестам.

Следует иметь в виду, что в данной постановке иммуноблотинга белки находятся в денатурированном состоянии, и поэтому могут не распознаваться антителами, специфическими по отношению к нативному белку, но зато при наличии сывороток ко всем составляющим пептидам одновременно выявляется весь антигенный спектр испытуемого белка. Иммуноблотинг достаточно широко используется в исследованиях строения вирусов гепатитов, в частности, для установления антигенного родства между отдельными штаммами. Высокая разрешающая способность иммуноблотинга позволяет получать хорошие результаты и в диагностической практике, когда требуется идентифицировать вирус в тканях или экскретах больного.

В зависимости от исследуемого вещества различают ДНК,-- РНК и белок -- блоттинг.

Иммунохимическое выявление антигенов можно проводить с помощью антител, конъюгированных с меткой. В качестве метки в последнее время широко применяют либо радиоактивные изотопы, либо ферменты (пероксидазу, щелочную фосфатазу, лактамазу и др.).

Время блоттинга путем диффузии составляет 36--48 ч. Но наиболее быстрый и эффективный способ переноса белков с гелей -- электроблот, время которого, в основном, составляет 1--3 ч , для некоторых высокомолекулярных белков-- более 12 ч.

Конкретный выбор сорбентов для различных модификаций блотов (нитроцеллюлоза либо бумага, обработанная соответствующим образом), выбор условий блокирования и иммуно-химического выявления антигенов полностью зависит от антигена, его количества, метода иммуноанализа и целей исследования.

Возможность обнаружить антитела к конкретным антигенам возбудителя позволяет оценить значимость этих антител (специфичность для данного этиологического агента), исключить реакцию на перекрестные антигены. Это и отличает иммуноблоттинг от ИФА, где в качестве антигена могут быть использованы различные комбинации антигенных детерминант - как специфичные, так и нет, дающих перекрестные реакции с другими возбудителями. В другом случае, при получении положительного результата в ИФА можно только предполагать, что он является следствием перекрестного реагирования, а в случае иммуноблоттинга это доказательно

Метод ИБ по целому ряду обстоятельств получил наибольшее распространение как метод, пригодный для использования в качестве теста подтверждения.

Безусловное достоинство метода -- возможность тестирования антител к слабо или вовсе нерастворимым антигенам и исключение стадии введения радиоактивной метки в антигены.

О чувствительности в случае ИБ судят по предельному количеству нанесенного на гель антигена, которое при фракционировании белков удается выявить иммунохимически после переноса с геля на твердую фазу (нитроцеллюлозу). Общая чувствительность анализа зависит от целого ряда причин: условий фракционирования и иммобилизации антигена на твердом носителе, уровня фона, специфичности и аффинности антител. Важное значение имеет вид используемой метки и способ ее выявления.

Таким образом, метод иммуноблотинга позволяет идентифицировать зоны антигена на твердой фазе, не связывая весь белок с антителами специфической сыворотки. Иммуноблотинг и его модификации в основном используются для типирования бактериальных и вирусных антигенов и антител, особенно в случае недостаточной разрешающей способности обычных систем, а также при анализе иммуноглобулинов, нуклеиновых кислот или как тест подтверждения в сочетании с другими методами.

Большие трудности интерпретации результатов перекресных при реакциях и в случаях начальных стадий сероконверсии. В первой ситуации при повторном исследовании через промежуток определенный времени антитела не выявляются, а во в втором иммуноблоте появляются новые полосы, свидетельствующие о антител появлении к протеинам или гликопротеидам ВИЧ, характеризуя ответной динамику иммунной реакции на антигены вируса.

Является фактически конечным верификационным методом в цепи серологических исследований, позволяющих сделать окончательное заключение о ВИЧ-позитивности пациента или же отвергнуть таковую. Для постановки ИБ используют нитроцеллюлозные полоски, на которые методом горизонтального и затем вертикального иммунофореза заранее перенесены белки ВИЧ в порядке нарастания их молекулярных масс. Антитела испытываемых сывороток взаимодействуют с белками определенных зонах полоски. Дальнейший ход реакции не отличается от такового для ИФА, то есть предусматривает обработку полоски (стрипа) конъюгатом и хромоген-субстратом с отмыванием не связавшихся компонентов и прекращением реакции дистиллированной водой. Предварительное электрофоретическое разделение белков и их фиксация на нитроцеллюлозе позволяет идентифицировать антитела к конкретным белкам в соответствии с наличием (или отсутствием) окрашивания (серовато-голубого) соответствующих зон полоски. Иммуноблотинг не может использоваться для массового скрининг исследования вследствие высокой стоимости и является методом индивидуального арбитража на заключительном этапе серологического исследования.

Существует достаточно четкие корреляции между результатами исследования сывороток в ИБ и ИФА. Дважды положительные в ИФА (в разных тест-системах) сыворотки интерпретируются затем в ИБ как ВИЧ-позитивные в 97-98% случаев. Сыворотки, положительные в ИФА лишь в одной из двух использованных тест-системах, оказываются ВИЧ-позитивными в ИБ не чаще, чем в 4% случаев. При проведении подтверждающих исследований около 5% ИБ могут давать так называемые "неопределенные" результаты, которым, как правило, соответствуют положительные ИФА, но не РИП. Примерно в 20% случаев "неопределенные" ИБ вызывают антитела к gag- белкам ВИЧ-1 (р55, р25, р18). [3] При получении сомнительных результатов иммуноблотинга необходимо исследование повторить через 3 месяца и при сохранении неопределённости результата - через 6 месяцев.

Радио-иммунный метод (РИМ)(Радиоиммунологический анализ, РИА) Радиоиммунный анализ - метод количественного определения биологически активных веществ, (гормонов, ферментов, лекарственных препаратов и др.) в биологических жидкостях, основанный на конкурентном связывании искомых стабильных и аналогичных им меченных радионуклидом веществ со специфическими связывающими системами. Последними чаще всего являются специфические антитела. В связи с тем, что меченый антиген добавляют в определенном количестве, можно определить часть вещества, которая связалась с антителами, и часть, оставшуюся несвязанной в результате конкуренции с выявляемым немеченым антигеном. Исследование выполняют in vitro. Для Р. а. выпускают стандартные наборы реагентов, каждый из которых предназначен для определения концентрации какого-либо одного вещества. Исследование проводят в несколько этапов: смешивают биологический материал с реагентами, инкубируют смесь в течение нескольких часов, разделяют свободное и связанное радиоактивное вещество, осуществляют радиометрию проб, рассчитывают результаты. Метод отличается высокой чувствительностью, его можно использовать в диагностике заболеваний сердечно-сосудистой, эндокринный и других систем, для установления причин бесплодия, нарушения развития плода, в онкологии для определения маркеров опухолей и контроля за эффективностью лечения, для определения концентрации в крови иммуноглобулинов, ферментов и лекарственных веществ. В ряде случаев исследования выполняют на фоне нагрузочных функциональных проб (например, определение содержания инсулина в сыворотке крови на фоне пробы на толерантность к глюкозе) либо в динамике (например, определение в крови половых гормонов на протяжении менструального цикла).

С помощью коммерческого набора фирмы “ЭББОТТ” -- Австрия II-I 125 удается выявлять HBsAg в концентрациях до 0, 1 нг/мл. К преимуществам метода можно отнести возможность стандартизации и автоматизации метода с получением ответов в цифровом выражении. Недостатком метода являются ограничения, определяемые режимом работы с радиоактивным материалом, и относительно короткий срок годности диагностического набора, что связано с распадом радиоактивной метки.

Диагностические наборы для выявления различных антигенов вирусов гепатитов А, В и D и антител к ним выпускаются фирмой “Изотоп” (Ташкент) и некоторыми зарубежными фирмами (например, фирмой “ЭББОТТ”). В качестве твердой фазы применяются полистироловые шарики (“ЭББОТТ”) или пробирки (“Изотоп”). Для метки антител или антигенов чаще всего используется изотоп I 125, который имеет период полураспада 60 дней и высокую удельную радиоактивность. Измерение радиоактивной метки, т. е. излучения, проводится на специальных счетчиках -- радиоспектрометрах. Подсчет радиоактивных импульсов как в контрольных, так и исследуемых образцах проводится в единое фиксированное время, обычно в течение 1 минуты. При анализе результатов реакции необходимо учитывать наличие фона радиоактивности, который может влиять на конечный результат реакции. Причинами повышенного фона могут быть: загрязнение контейнера или гнезда для пробы; неправильная настройка прибора; наличие источника сильного излучения вблизи прибора.

Для подтверждения положительного результата, полученного при первичном скрининге образцов, рекомендуется повторное исследование РИА или в альтернативном тесте. При обнаружении HBsAg необходимо проводить конфирмационный тест.

Список литературы

Обязательная:

1. Хаитов P.M., Игнатьева Г.А.,Сидорович И.Г. Иммунология:Учебник.--М.:Медицина,2000.-- 432 с : ил.(Учеб. лит. для студ. медвузов).

2. Ковальчук Л.В и др. Иммунология: практикум: учеб. пособие - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 176 с.

3. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / под ред. акад. РАМН В.И. Покровского - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2001. - 768 с.

4. Борисов Л.Б. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М. 1997 г.

Дополнительная:

1. Генкель П.А., Микробиология с основами вирусологии. М.,1974 г.

2. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: учебник для мед. вузов.- 3-е издание, испр. и доп. - СПб, СпецЛит. 2002. - 591 с.

3. Борисов Л.Б., Смирнова А.М., Медицинская микробиология, вирусология, иммунология, М., Медицина. 1994 г.

4. Тимаков В.Д., Левашов В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. М. 1983 г.

Тема №8: КОЛЛОКВИУМ «ИНФЕКЦИЯ И ИММУНИТЕТ»

ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ №1

1. Предмет и задачи иммунологии. История развития иммунологии.

2. Инструктивные и конструктивные теории иммунитета.

3. Оснащение и режим работы иммунологической лаборатории

4. Основные подходы к стандартизации лабораторного иммунологического обследования

5. Объекты исследования в иммунологии (инбредные животные, биологические материалы для исследований, особенности работы с иммунокомпетентными клетками).

6. Иммунологические методы, применяемые в эксперементальных и клинических исследованиях.

7. Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного процесса. Инфекционная болезнь. Стадии развития. Типы инфекционных заболеваний и их отличительные черты.

8. Роль внешней среды в процессах инфекции и иммунитета. Роль состояния макроорганизма в возникновении инфекции и развитии иммунитета.

9. Патогенность и вирулентность бактерий, единицы измерения. Патогенные, условно-патогенные и непатогенные микроорганизмы.

10. Морфологические и биохимические аспекты вирулентности. Токсины бактерий, их природа и свойства. Анатоксины. Получение, титрование, применение.

11. Принципы специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний. Вакцины, определение, классификация, применение. Вакцинопрофилактика и вакцинотерапия.

12. Неспецифические факторы зашиты организма. Фагоцитоз. Показатели фагоцитоза.

13. Комплемент, его структура, функции, пути активации, роль в иммунитете.

14. Интерфероны, их характеристика. Способы получения и применение.

15. Антигены. Определение. Понятие о полноценных и неполноценных антигенах. Требования, предъявляемые к антигенам. Понятие об антигенных свойствах микроорганизмов. Антигенная структура бактерий.

16. Серотипирование. Получение, титрование и применение агглютинирующих сывороток. Получение и применение монорецепторных сывороток.

17. Филогенез и онтогенез иммунной системы. Особенности иммунологической реактивности детского возраста.

18. Понятие об иммунитете. Общебиологическое значение иммунитета. Виды иммунитета.

19. Иммуноглобулины, структура и функция. Механизм взаимодействия антитела и антигена.

20. Специфичность антител. Их классификация по методу специфичности. Полные и неполные антитела.

21. Моноклональные антитела. Получение, применение

22. Структура и функция иммунной системы.

23. Кооперация иммунокомпетентных клеток в иммунном ответе. Иммунный ответ, его типы. Иммунокомпетентные клетки (Т - и В - лимфоциты, макрофаги), их кооперация в иммунном ответе.

24. Антителогенез. Первичный и вторичный иммунный ответ. Клонально-селекционная теория Бернета.

25. Иммунологическая память.

26. Иммунологическая толерантность.

27. Серодиагностика инфекционных заболеваний. Принципы и критерии.

28. Реакция агглютинации. Компоненты, механизм, способы постановки. Применение.

29. Реакция преципитации. Механизм, компоненты. Способы постановки. Применение.

30. Нагрузочные серологические реакции. Реакция непрямой гемагглютинации. Компоненты. Применение.

31. РСК. Реакции иммунного лизиса (гемолиз, бактериолиз).

32. РИФ. Реакция иммунофлюоресценции. Механизм, компоненты, применение.

33. ИФА. Иммуноферментный анализ, иммуноблоттинг, механизм, компоненты, применение.

34. Реакция нейтрализации токсина антитоксином. Механизм. Способы постановки, применение.

35. Антитоксический иммунитет, активный и пассивный. Антимикробные и антитоксические сыворотки. Получение, титрование, применение.

36. Понятие об аллергии. Типы аллергических реакций, Аллергены.

37. Гиперчувствительность немедленного типа. Механизм реакции. Атопия. Анафилаксия.

38. Гиперчувствительность замедленного типа. Механизм реакции. Кожные аллергические пробы.

39. Трансплантационный иммунитет. Антигены гистосовместимости и их значение. Методы подавления трансплантационного иммунитета.

40. Серопрофилактика, серотерапия. Осложнения, их предупреждения. Анафилактический шок. Сывороточная болезнь.

41. Т-зависимая гиперчувствительность замедленного типа. Значение в патогенезе и диагностике инфекционных заболеваний. Аллергические пробы, их сущность, применение.

42. Особенности противоопухолевого иммунитета.

43. Особенности противовирусного иммунитета.

44. Особенности антибактериального иммунитета.

45. Особенности противоглистного иммунитета.

46. Особенности антипротозойного иммунитета.

47. Вирусная гемагглютинация и её торможение. Практическое применение. Методические подходы к серодиагностике вирусных инфекций.

48. Особенности биологического метода диагностики инфекционных заболеваний

49. Серологические методы лабораторной диагностики инфекционных болезней, достоинства и недостатки

50. Вакциопрофилактика и вакцинотерапия. Состав и классификация вакцин.

51. Живые вакцины, получение и применение.

52. Инактивированные вакцины, получение и применение.

53. Синтетические и полусинтетические вакцины, получение и применение.

54. Ассоциированные вакцины.

55. Календарь профилактических прививок.

56. Сывороточные иммунные препараты.

57. Иммуномодуляторы.

Размещено на Allbest.ru