Как делают иммуноблот на вич. Иммуноблоттинг (выявление антител в сыворотках больных к определенным антигенам возбудителя). Диагностика ВИЧ у новорожденных

Описание

Метод определения Иммуноблот.

Исследуемый материал Сыворотка крови

Доступен выезд на дом

Антинуклерные антитела представляют семейство аутоантител, связывающихся с рибонуклеиновыми кислотами и ассоциированными с ними белками. Они встречаются более чем у 90% больных с диффузными болезнями соединительной ткани, а также часто отмечаются при аутоиммунных заболеваниях печени и ряде других состояний. На сегодняшний день охарактеризованы около 200 разновидностей этого семейства аутоантител, но не все они могут быть использованы в клинической практике.

Иммуноблот антинуклеарных антител позволяет в одном тесте одновременно провести исследование 15 основных разновидностей антинуклеарных антител, что обеспечивает проведение дифференциальной диагностики основных системных ревматических заболеваний. Каждая разновидность аутоантител, выявляемая с помощью иммуноблота, обычно отмечается у пациентов с характерной клинической картиной, поэтому спектр аутоантител позволяет не только диагностировать заболевание, но и установить риск развития определенных клинических проявлений.

Иммуноблот антинуклеарных антител целесообразно использовать на втором этапе серологического обследования при положительном результате других тестов, указывающих на присутствие в сыворотке обследуемого антинуклеарных антител. К таким тестам относятся определение антиядерных антител (скрининг ИФА ), выявление антинуклеарного фактора (АНФ) на клетках Hep2 (), антинуклеарных антител и антител к экстрагируемому ядерному антигену (ЭНА, ).

Метод иммуноблота антинуклеарных антител в диагностике системных ревматических заболеваний характеризуется высокой клинической специфичностью. Но специфику антинуклеарных антител даже при высоких титрах АНФ () удается установить не всегда, поскольку до сих пор остаются неохарактеризоваными ряд антигенов антинуклеарных антител. Отрицательный результат иммуноблота в этом случае не исключает диагноза системных ревматических заболеваний. Ряд антинуклеарных антител можно выявить с помощью иммуноблота - панель миозит-специфичных аутоантител () и иммуноблота - панель аутоантител при склеродермии ().

Литература

1. Лапин С.В. Тотолян А.А. Иммунологическая лабораторная диагностика аутоиммунных заболеваний/ Издательство «Человек», СПб - 2010. 272 c.
2. Насонов Е.Л., Александрова Е.Н. Современные стандарты лабораторной диагностики ревматических заболеваний. Клинические рекомендации / БХМ, М - 2006.
3. Conrad K, Schlosler W., Hiepe F., Fitzler M.J. Autoantibodies in Organ Specific Autoimmune Diseases: A Diagnostic Reference/ PABST, Dresden – 2011. 300 p.
4. Conrad K, Schlosler W., Hiepe F., Fitzler M.J. Autoantibodies in Systemic Autoimmune Diseases: A Diagnostic Reference/ PABST, Dresden – 2007. 300 p.
5. Gershvin ME, Meroni PL, Shoenfeld Y. Autoantibodies 2nd ed./ Elsevier Science – 2006. 862 p.
6. Shoenfeld Y., Cervera R, Gershvin ME Diagnostic Criteria in Autoimmune Diseases / Humana Press – 2008. 598 p.
7. Инструкции к набору реагентов.

Подготовка

Предпочтительно выдержать 4 часа после последнего приема пищи, обязательных требований нет.

Показания к назначению

Тест показан для диагностики и дифференциальной диагностики следующих состояний:

• системная красная волчанка;
• подострая кожная волчанка и другие разновидности кожной волчанки;
• смешанное заболевание соединительной ткани;
• синдром Шегрена и ассоциированные заболевания;
• диффузная и локализованная склеродермия, CREST-синдром;
• воспалительные миопатии (полимиозит и дерматомиозит);
• ювенильный хронический артрит;
• аутоиммунный гепатит;
• первичный билиарный цирроз и склерозирующий холангит;
• использование данного теста показано при обнаружении высоких титров антинуклеарного фактора, антинуклеарных антител, антител к экстрагируемому ядерному антигену, антител к ДНК, антител к нуклеосомам и антифосфолипидных антител.

Интерпретация результатов

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Единицы измерения: качественный тест, результат представляют в форме «обнаружено» или «не обнаружено».

При обнаружении полосы, характеризующей наличие какого-либо вида антител, интенсивность окраски полосы дополнительно описывают количеством плюсов («крестов») для каждого из выявленных видов антител. Увеличение степени позитивности косвенно отражает содержание и аффинность аутоантител.

Референсные значения: антитела к Sm, RNP/Sm, SS-A (60 kДа), SS-A (52 кДа), SS-B, Scl-70, PM-Scl, PCNA, CENР-B, dsDNA, Histone, Nucleosome, Rib P, AMA-M2, Jo-1 не обнаружены.

Результат определения аутоантител представляется в «крестах» для каждого соответствующего антигена. Увеличение степени серопозитивности косвенно отражает содержание и аффинность аутоантител. Варианты результата оценки серопозитивности приведены ниже:

1. Антитела не обнаружены.
2. +/- - пограничный результат;
3. + – низкое содержание аутоантител к специфическому антигену;
4. ++ – среднее содержание аутоантител к специфическому антигену;
5. +++ – высокое содержание аутоантител к специфическому антигену.

Основные заболевания, связанные с выявлением антинуклеарных антител:

Иммуноферментный анализ (ИФА)

Иммуноферментный анализ (ИФА) проводят в два этапа: первый -- взаимодействие антител с антигеном, второй -- ферментативная индикация комплекса антиген -- антитело за счет появления окрашивания реакционной смеси и регистрации окрашивания визуально либо спектрофотометрическим методом.

Существуют два варианта ИФА: твердофазный и жидко-фазный, различающиеся по способу разделения компонентов иммунохимической реакции. По сравнению с описанными ранее методами выявления антигенов и антител ИФА обладает существенными преимуществами:

высокой чувствительностью, позволяющей определять до 0,05 нг/мл вещества;

возможностью использования минимальных объемов исследуемого материала (1--2 мкл);

возможностью инструментального или визуального учета реакции;

экспрессностью и возможностью автоматизации всех этапов реакции.

ИФА в настоящее время широко используют в практике для диагностики многих инфекционных болезней бактериальной, грибковой этиологии, протозойных инфекций и гельминтозов, но особенно вирусных инфекций, в частности гепатитов А, В, С, D, Е, G, ВИЧ-инфекции, герпесвирусных, ротавирусных, аденовирусных, астровирусных, парвовирусных и других инфекций.

Иммунный блоттинг

Принцип метода иммунного блоттинга состоит в выявлении антител к отдельным антигенам возбудителя. С помощью этого метода определяют антитела к антигенам ВИЧ (гликопротеинам оболочки вируса, белкам сердцевины и ферментам вируса). Результаты иммунного блоттинга оценивают как положительные, сомнительные и отрицательные в зависимости от количественного и качественного набора выявленных антител.

Необходимо отметить, что иммунный блоттинг уступает по чувствительности ИФА, в некоторых случаях может регистрироваться отрицательный результат при наличии ВИЧ-инфекции у пациента. Однако возможность регистрации лож-ноположительных результатов в ИФА при ВИЧ-инфекции требует комплексного подхода в диагностике ВИЧ-инфекции с учетом, помимо результатов иммунологических реакций (ИФА, иммунный блоттинг), эпидемиологических и клинических данных.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

Метод ПЦР был разработан американским биохимиком Кэри Мюллисом в 1983 г. на основе применения открытой им термостабильной ДНК-полимеразы (Tag-полимеразы). Принцип метода состоит в увеличении в 10 6 --10 8 раз числа копий специфического участка ДНК возбудителя, катализируемого in vitro ДНК-по-лимеразой в автоматическом режиме.

В искусственных условиях воспроизведение процесса репликации специфического для определенного вида или рода возбудителей участка генома возможно при условии знания его нуклеотидной последовательности. Применение методов детекции продуктов репликации таких участков (ампликонов) позволяет констатировать наличие возбудителя в исследуемой пробе.

Описанное выше комплементарное достраивание цепей начинается только в определенных стартовых блоках, представляющих собой короткие двунитевые участки. При присоединении таких блоков к специфическим участкам ДНК процесс синтеза новой цепи направляется только в выбранном участке, а не по всей длине цепи ДНК. Для создания стартовых блоков в заданных участках ДНК используют две олиго-нуклеотидные затравки, которые называют праймерами. Праймеры комплементарны последовательностям ДНК на левой и правой границах специфического фрагмента и ориентированы так, что достраивание новой цепи ДНК протекает только между ними.

К достоинствам метода ПЦР следует отнести:

высокую чувствительность, позволяющую определять 10--1000 клеток в пробе;

высокую специфичность, поскольку в исследуемом материале выявляется уникальный для данного возбудителя фрагмент ДНК;

универсальность процедуры обнаружения различных возбудителей из одной биопробы;

Высокую скорость анализа (4--4,5 ч);

Возможность диагностики не только острых, но и латентных инфекций.

Применение ПЦР эффективно для диагностики широкого спектра бактериальных и вирусных инфекций.

В последнее время достаточно успешно реализуются количественные методы ПЦР-анализа, позволяющие определить концентрацию возбудителя в материале (микробную или вирусную нагрузку), например оценить репликативную активность вируса гепатита В, Си ВИЧ.

Однако следует иметь в виду, что метод ПЦР имеет и свои ограничения, в частности, для диагностики инфекций, вызванных условно-патогенной аутофлорой.

Гибридизация нуклеиновых кислот

Гибридизация нуклеиновых кислот, как и ПЦР, позволяет идентифицировать возбудителя в пробе без предварительного выделения. Для проведения анализа синтезируют одноцепочечный ДНК- или РНК-зонд, комплементарный специфическим нуклеотидным последовательностям возбудителя. Зонд метят радионуклидом, ферментом или другой легко распознаваемой меткой. Исследуемый материал подвергают обработке с целью лизиса микроорганизмов, находящихся в биопробе, выделения и денатурации ДНК. Далее проводят инкубацию зонда с исследуемым образцом и измерение количества меченой ДНК, вступившей в гибридизацию с ДНК, находящейся в исследуемой пробе. Реакция может происходить как на твердофазных сорбентах, так и в растворе, однако обязательным условием является отмывка несвязавшихся количеств меченого зонда. Чувствительность метода гибридизации нуклеиновых кислот уступает таковой ПЦР и составляет 10 3 микробных клеток в пробе.

Кровь забирают из вены. Затем исследование проходит по инструкции:

• образец помещают в гель для электрофоретического разделения, в результате получают специфические белки, чувствительные к вирусу;
• на обработанный гель накладывается нитроцеллюлозная бумага;
• подготовленный образец помещают в аппарат для блоттинга.

Чтобы выявить специфические ферменты, необходимо правильно подготовить бумагу для лабораторного исследования. Для этого на нее наносят антитела и меченый радиоактивный конъюгат. Результат исследования оценивают визуально, исследуют построенные цепочки ферментов.

Расшифровка результатов

После проведенных манипуляция на бумаге остаются полосы. Они располагаются там, где произошла конъюгация, то есть нанесенный препарат вступил в реакцию с протеином вируса. Таким образом можно обнаружить части белка:

• из сердцевины ВИЧ-1 – р17, р24, р55;
• возбудителя ВИЧ-2 – р16, р26, р56.

Результаты иммуноблоттинга считаются положительными, если обнаружено 2 из 3 протеина ВИЧ-1 или ВИЧ-2. Так как часто вестерн-блот (второе название исследования) используют для подтверждения положительного ИФА, то реакцию проверяют на специфические протеины: gp120/160, gp41 или р24. Они являются частью трех основных генов СПИДа – gag, pol, and env. При первичной диагностике проверка проводится только на белки р25, gp110/120 и gp160, если она дала положительный результат, то проверку проводят на р24. Эта часть белка позволяет обнаружить вирус на ранней стадии.

Положительный результат – повод обратиться за более сложной диагностикой. Он бывает ложным только в 3-х случаях:

• у пациентов с высоким уровнем билирубина;
• при контакте с вирусными антигенами;
• при патологиях соединительной ткани.

Если у пациента нет линий, соответствующих белкам СПИДа, то результат оценивают как отрицательный. Это означает, что человек не заражен ВИЧ или он находится в «периоде окна». Последнее означает, что вирус мог попасть в организм, но еще не развиться в нем. Чтобы повысить точность диагностики, используются тест-системы:

• Рекомбинат-ВИЧ;
• Антиген;
• Пептоскрин.

После проверки на них результат засчитывается за отрицательный, если в образце не найдены белки gp120, gp160, Sp4.

Есть еще один вариант интерпретации – нейтральный или сомнительный результат. Он встречается у тех, кто вступил в сексуальный контакт с ВИЧ-инфицированным партнером. В их крови находят антитела к белкам gp120 и gp160. Также сомнительный ответ при блоттинге дают, когда инфекция протекает бессимптомно, то есть находится в спящем состоянии.

Сомнительный результат важно подвергнуть тщательной проверке. Для этого используют исследование сыворотки крови в динамике, то есть регулярные проверки методами иммунноблоттинга и ИФА в течение полугода. Также назначаются дополнительные обследования, так как присутствие в крови аутоантител и иммунных комплексов может быть обусловлено:

• инфекционными заболеваниями;
• наличием раковых опухолей;
• аллергией.

Твердофазный ИФА - вариант теста, когда один из компо­нентов иммунной реакции (антиген или антитело) сорбирован на твердом носителе, напр., в лунках планшеток из полистирола. Компоненты выявляют добавлением меченых антител или анти­генов. При положительном результате изменяется цвет хромоге­на. Каждый раз после добавления очередного компонента из лунок удаляют несвязавшиеся реагенты путем промывания,

При определении антител (левый рисунок) в лунки планшеток с сорбированным антигеном последовательно добавляют сы­воротку крови больного, антиглобулиновую сыворотку, ме­ченную ферментом, и субстрат/хромоген для фермента.

II. При определении антигена (правый рисунок) в лунки с сорби­рованными антителами вносят антиген (напр. сыворотку кро­ви с искомым антигеном), добавляют диагностическую сыво­ротку против него и вторичные антитела (против диагностиче­ской сыворотки), меченные ферментом, а затем субстрат/хро­моген для фермента.

Конкурентный ИФА для определения антигенов: искомый антиген и меченный ферментом антиген конкурируют друг с другом за связывание ограниченного количества антител иммунной сыворотки.

Другой тест - конкурентный ИФА для определения антител: искомые анти­тела и меченные ферментом антитела конкурируют друг с дру­гом за антигены, сорбированные на твердой фазе.

Иммуноблоттинг - высокочувстви­тельный метод выявления белков, основанный на сочетании электрофореза и ИФА или РИА. Иммуноблоттинг ис­пользуют как диагностический метод при ВИЧ-инфекции и др.

Антигены возбудителя разделяют с помощью электрофоре­за в полиакриламидном геле, затем переносят их из геля на активированную бумагуили нитроцеллюлозную мембрану и проявляют с помощью ИФА. Фирмы выпускают такие полоски с «блотами» антиге­нов. На эти полоски наносят сыворотку больного. Затем, после инкубации, отмывают от несвязавшихся антител боль­ного и наносят сыворотку против иммуноглобулинов челове­ка, меченную ферментом. Образовавшийся на полоске комплекс [антиген + антитело больного + антитело против Ig человека] выявляют добавлением хромогенного субстрата, изменяющего окраску под действием фермента.

52. Интерфероны, природа. Способы получения и применения.

Интерферон относится к важным защитным белкам иммунной системы. Открыт при изучении интерференции вирусов, т. е. явления, когда животные или культуры клеток, инфициро­ванные одним вирусом, становились нечувствительными к заражению другим вирусом. Оказалось, что интерференция обусловлена образующимся при этом белком, обладаю­щим защитным противовирусным свойством. Этот белок назвали интерфероном.

Интерферон представляет собой семейство белков-гликопротеидов, которые синтезируются клетками иммунной системы и соединительной ткани. В зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделяют три типа: α, β и γ-интерфероны.

Альфа-интерферон вырабатывается лейкоцитами, и он получил название лейкоцитарного;бета-интерферон называют фибробластным, поскольку он синтезируется фибробластами - клетками соединительной ткани, агамма-интерферон - иммунным, так как он вырабатывается активированными Т-лимфоцитами, макрофагами, естественными киллерами, т. е. иммунными клетками.

Интерферон синтезируется в организме постоянно, и его концентрация в крови де­ржится на уровне примерно 2 МЕ/мл (1 международная единица - ME - это количество интерферона, защищающее культуру клеток от 1 ЦПД 50 вируса). Выработка интерферона резко возрастает при инфицировании вирусами, а также при воздействии индукторов интерферона, например РНК, ДНК, сложных полимеров. Такие индукторы интерферона получили названиеинтерфероногенов.

Помимо противовирусного действия интерферон обладает противоопухолевой защитой, так как задерживает пролиферацию (размножение) опухолевых клеток, а также иммуномодулирующей активностью, стимулируя фагоцитоз, естественные киллеры, регулируя антителообразование В-клетками, активируя экспрессию главного комплекса гистосовместимости.

Механизм действия интерферона сложен. Интерферон непосредственно на вирус вне клетки не действует, а связывается со специальными рецепторами клеток и оказывает влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на стадии синтеза белков.

Применение интерферона . Действие интерферона тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или поступать в организм извне. Поэтому его используют с профилактической целью при многих вирусных инфекциях, например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных инфекциях, таких как парентеральные гепатиты (В, С, D), герпес, рассеянный склероз и др. Интерферон дает положительные результаты при лечении злокачественных опухолей и заболеваний, связанных с иммунодефицитами.

Интерфероны обладают видоспецифичностью, т. е. интерферон человека менее эффективен для животных и наоборот. Однако эта видоспецифичность относительна.

Получение интерферона . Получают интерферон двумя способами: а) путем инфицирования лейкоцитов или лимфоцитов кро­ви человека безопасным вирусом, в результате чего инфицированные клетки синтезируют интерферон, который затем выделяют и конструируют из него препараты интерферона; б) генно-инженерным способом - путем выращивания в производственных условиях рекомбинантных штаммов бактерий, способных продуцировать интерферон. Обычно используют рекомбинантные штаммы псевдомонад, кишечной палочки со встроенными в их ДНК генами интерферона. Интерферон, полученный генно-инженерным способом, носит название рекомбинантного. В нашей стране рекомбинантный интерферон получил официальное название «Реаферон». Производство этого препарата во многом эффективнее и дешевле, чем лейкоцитарного.

Рекомбинантный интерферон нашел широкое применение в медицине как профилактическое и лечебное средство при вирусных инфекциях, новообразованиях и при иммунодефицитах.

В практике лабораторной диагностики ин­фекционных заболеваний существует иногда не­обходимость определять антитела не вообще к патогену, а к определенным его белкам (антиге­нам), то есть спектр специфических антител. Если с этой целью использовать метод твердо­фазного иммуноферментного анализа, то в таком случае приходится предварительно из культуры патогена выделять и очищать необходимые анти­гены. Полученные белки наносят отдельно на твердую фазу. В случае использования 96-лу-ночного планшета - в каждую лунку по одному виду антигена. Затем определяют специфичес­кие антитела непрямым методом.

По наличию положительной реакции в лунке с тем или иным антигеном, можно судить о на­личии соответствующих специфических антител. Такого рода иммуноферментные тест-системы предлагаются фирмами-производителями, одна­ко широкое распространение, благодаря боль­шей информативности и простоте исполнения самого исследования, получил метод иммунного блотинга (Western blot).

Иммунный блотинг позволяет определять в сыворотке крови антитела одномоментно и в то же время дифференцированно ко всем диагнос­тически значимым белкам патогена. Перевод с английского Western blot означает западный перенос (дословно - промакивание). История этого необычного термина следующая.

Ученый по фамилии Саузерн (Е. Southern) в 1975 году впервые предложил метод переноса электрофорети чески разделенных фрагментов ДНК из геля на мембрану. По автору метод и был назван Southern blot, что в переводе оз­начает «южный перенос». Метод переноса моле­кул РНК в свою очередь был специалистами прозван Northern blot - «северный перенос». Поначалу в шутку, а затем это название закре­пилось и в официальной научной литературе.

Г. Тоубин в 1979 году опубликовал результа­ты первых опытов по белковому блотингу. В продолжение традиций «географических» на­именований методов переноса биологических макромолекул данный метод стал именоваться «западным» переносом -Western blot.

На первом этапе этого метода осуществляют электрофоретическое разделение смеси белков патогена в полиакриламидном геле в присутст­вии додецилсульфата натрия (ДСН). ДСН, яв­ляясь поверхностно активным веществом, равно­мерно обволакивает молекулы белка и придает всем им отрицательный заряд приблизительно равной величины. Поэтому молекулы движутся в электрическом поле в одном направлении, а скорость продвижения зависит только от разме­ров молекулы (молекулярной массы) белка.

В результате электрофоретической процеду­ры получают гелевую пластину, в толщине ко­торой в виде отдельных тонких линейных зон располагаются белки. По направлению движе­ния они разделяются в следующем порядке: ближе к старту находятся белки большой моле­кулярной массы, порядка 120-150 кДа, а к фи­нишу далее всех продвинулись протеины массой 5-10 кДа. На втором этапе гелевую пластину накладывают на лист нитроцеллюлозы и поме­шают эту конструкцию между электродами ис­точника постоянного тока. Под дей­ствием электрического поля белки перетекают из пористого геля на более плотную мембрану, где достаточно прочно закрепляются.

Полученный блот обрабатывается блокирую­щим раствором, содержащим индифферентные в антигенном отношении белки и/или неионные детергенты (Твин 20), которые блокируют на мембране свободные от антигена места. Затем лист-мембрану разрезают на узкие полоски таким образом, чтобы каждая полоска содержа­ла все антигенные фракции. Описанные этапы выполняются фирмой-производителем.

В коммерческих тест-системах для определе­ния антител методом иммунного блотинга содер­жатся уже готовые к исследованию блоты (по­лоски, или стрипы). Пользователь проводит оп­ределение всего спектра специфических антител к белкам патогена по схеме непрямого метода. В качестве хромогена для проведения цветной (ферментативной) реакции используют раство­римое бесцветное вещество, продукт которого приобретает окраску, становится нераствори­мым и оседает (преципитирует) на нитроцеллю­лозе.

В результате последовательного проведения иммунных и ферментативной реакции при нали­чии в исследуемой пробе антител к белкам пато­гена на блоте появляются темные поперечные по­лоски, расположение которых находится в зоне оп­ределенных белков патогена. Каждая такая полоса свидетельствует о наличии специфических антител к соответствующему антигену. Результат исследования, проведенного методом иммунного блотинга, выдается в виде перечисления антител к конкретным белкам патогена. Например: «выяв­лены антитела к белкам р17 и р24».

Нитроцеллюлозные блоты после проявления могут долго храниться в высушенном виде. Од­нако интенсивность окраски при этом значитель­но ослабевает. Влажные блоты можно фотогра­фировать или с помощью сканеров вводить их графическое изображение в память персональ­ных компьютеров. Специальные компьютерные программы позволяют обрабатывать получен­ные результаты и оперативно отслеживать дина­мику спектра антител при динамическом наблю­дении