Серологические реакции (продолжение...)

Обычно тесты иммунодиффузии используют для идентификации белков в биологических жидкостях, таких, как сыворотка крови, цереброспинальная жидкость, секреты желез или экстракты различных органов и т.д.

Иммуноэлектрофорез (ИЭФ) представляет собой сочетание электрофореза в геле с иммунодиффузией. Принцип ЙЭФ состоит в следующем. Сначала проводят электрофоретическое разделение белков (смеси антигенов) в забуференном агаровом геле. Затем в канавку, которая идет параллельно направлению миграции белков, вносят преци-питирующую иммунную сыворотку. Антигены и антитела диффундируют в геле навстречу друг другу, в месте их взаимодействия образуются дугообразные линии преципитации, количество, расположение и форма которых дают представление о составе исходной смеси антигенов. С помощью ИЭФ успешно анализируются белки сыворотки крови, спинномозговой жидкости, мочи, белки микробного происхождения. В клинической практике ИЭФ используют при диагностике имму-нодефицитных состояний, проявляющихся дисгаммаглобулинемией.

В результате комбинации с другими методами анализа предложены диск-иммуноэлектрофорез, иммуноэлектрофокусирование, ракетный иммуноэлектрофорез, радиоиммуноэлектрофорез, иммуноблотинг.

Иммуноблотинг - один из современных высокоточных вариантов электрофореза с анализом разделенных белков иммунологическим методом. Тест осуществляется в три этапа: сначала проводится-электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии ионного детергента додецилсульфата натрия. Разделенные антигены переносятся за счет капиллярных сил или дополнительного электрофореза на иммобилизующую нитроцеллюлозную мембрану. Находящиеся на мембране антигены анализируются с помощью меченых ферментной или радиоактивной меткой антител (иммуноферментным или радиоиммунным методом).

Реакция Кумбса (антиглобулиновый тест). Неполные антитела в отличие от нормальных моновалентны, поскольку они имеют один активный центр, способный взаимодействовать только с одним эпи-топом: в то время как другие эпитопы остаются не связанными. В результате этого не происходит образования крупных комплексов, выпадающих в осадок в растворе электролита. Последние проявляются только в реакциях с бивалентными антителами. Для исправления этого положения вводится антиглобулиновая сыворотка (АГС), содержащая бивалентные антитела к глобулину, которая свяжет между собой моновалентные антитела, содержащиеся в исследуемом материале Таким образом произойдет визуально видимая реакция гемагглютинации или агглютинация, свидетельствующая о наличии в исследуемой сыворотке неполных (моновалентных) антител. Например, в случае беременности резус-отрицательной женщины резус-положительным плодом у нее в сыворотке крови появятся неполные антитела. Для их выявления в пробирку с исследуемой сывороткой крови вносят резус-положительные эритроциты, а затем АГС. Появление ге-магглютинации свидетельствует о положительной реакции.

Реакции, протекающие с нейтрализацией антигена

Реакции нейтрализации основаны на способности антител нейтрализовать in vitro биологически-активные антигенсодержащие субстраты: токсины, вирусы, яды змей и т.п. Реакция состоит в смешивании биологически-активного вещества с сывороткой, содержащей антитела, и выявлении нейтрализации его активности в биологическом тесте на животном или в культуре ткани.

Реакция флоккуляции применяется для титрования антитоксических сывороток, токсинов и анатоксинов, а также для определения типа токсина. Реакция флоккуляции основана на способности токсина или анатоксина при смешивании в эквивалентных соотношениях с антитоксической сывороткой образовывать помутнение, а затем рыхлый осадок (флоккулят). Механизм реакции флоккуляции аналогичен таковому реакции преципитации.

Одним из вариантов реакции нейтрализации токсина антитоксином является реакция нейтрализации гемолитических свойств токсина специфической антисывороткой.

Реакция нейтрализации in vivo может быть поставлена для выявления антитоксина в организме исследуемого человека. С этой целью в область предплечья внутрикожно вводят незначительное количество токсина, измеряемое в кожных дозах. Отсутствие покраснения и припухлости в месте введения токсина свидетельствует о его нейтрализации циркулирующим в крови антитоксином. Данная реакция была предложена Шиком для выявления иммунитета к дифтерии и получила название кожной пробы Шика. Она применяется для решения вопроса о целесообразности иммунизации детей дифтерийным анатоксином с целью профилактики дифтерии.

Реакция нейтрализации вирусов. При перенесении многих вирусных заболеваний или вакцинации в сыворотке крови людей обнаруживаются антитела, нейтрализующие инфекционные свойства соответствующих вирусов. Их обнаруживают при смешивании испытуемой сыворотки с вирусом с последующим заражением чувствительного животного либо клеточной культуры. Через несколько суток регистрируют результаты опытов по гибели подопытного животного или ЦПД в пробирке с клеточной культурой. Реакция нейтрализации вирусов нашла широкое применение в вирусологической практике для определения вида (типа) исследуемого вируса и титра вируснейтрализующих антител. В этих случаях используют соответствующие диагностические антисыворотки.

Реакция торможения гемагглютинации (РТГА) является вариантом реакции нейтрализации вируса. Она основана на способности противовирусной антисыворотки подавлять вирусную гемагглютинацию эритроцитов определенных видов животных (кур, гусей и др.). Это объясняется способностью специфических антисывороток нейтрализовать вирусные гемагглютинины. РТГА широко применяется для идентификации и типирования вирусов, а также для выявления антигемагглютининов в сыворотке крови исследуемых людей.

Реакции, протекающие с участием комплемента

Реакция связывания комплемента (РСК). Предложена Ж. Бордэ и О. Жангу в 1901 г. и, несмотря на столь длительное применение в лабораторной практике, не утратила своего значения по настоящее время. Более того, диапазон ее применения значительно расширился по мере открытия ранее неизвестных возбудителей новых инфекционных заболеваний: бактерий, микоплазм, вирусов, грибов и других патогенов. Данная реакция используется для серодиагностики и обнаружения антигена в исследуемом материале, сероидентификации выделен ных культур. Она характеризуется высокой чувствительностью и достаточной специфичностью, а также возможностью применения как корпускулярных, так и растворимых антигенов. Последнее связано с тем, что комплемент связывается с Fc-фрагментом антител независимо от их специфичности. Таким образом, способность комплемента связываться только с комплексом антиген - антитело за счет Fc-фрагментов последнего и не вызывать гемолиз сенсибилизированных эритроцитов (тест-система) послужила основой для широкого применения РСК в лабораторной практике в течение прошедшего столетия.

Для постановки РСК требуется предварительная подготовка ингредиентов реакции, особенно комплемента, в качестве которого используют сыворотку крови морской свинки с установкой рабочей дозы. Однако за последние десятилетия выпускается сухой оттитрованный комплемент, что значительно облегчило постановку реакции. Исследуемые сыворотки крови и антигены обязательно контролируются на антикомплементарность.

Постановку основного опыта производят в пробирках путем внесения в нее определенных объемов сыворотки крови, антигена и рабочей дозы комплемента. Смесь инкубируют в термостате при 37°С в течение часа. Регистрацию результатов реакции проводят по гемолизу сенсибилизированных эритроцитов барана. Их приготавливают при смешивании гемолитической сыворотки кролика с эритроцитами барана. При внесении комплемента в эту смесь происходит реакция гемолиза. Таким образом, в тех случаях, когда комплемент не связывается с исследуемой системой антиген - антитело, т.е. остается свободным, наблюдается полный гемолиз бараньих эритроцитов, который свидетельствует об отрицательной реакции. Отсутствие гемолиза указывает на связывание комплемента системой антиген - антитело, т.е. на положительную реакцию, которая обозначается крестами. Интенсивность задержки гемолиза оценивается по четырехкрестной системе, при этом полное отсутствие гемолиза обозначается ++++.

Реакция иммунного лизиса. В основе реакции лежит способность специфических антител образовывать иммунные комплексы с клетками, в том числе с эритроцитами, бактериями, что приводит к активации системы комплемента по классическому пути и лизису клеток. Из реакций иммунного лизиса чаще других применяется реакция гемолиза и редко - реакция бактериолиза (главным образом при дифференциации Холерных и холероподобных вибрионов).

Реакция гемолиза. Под влиянием реакции с антителами в присутствии комплемента мутная взвесь эритроцитов превращается в ярко-красную прозрачную жидкость - «лаковую кровь» вследствие выхода гемоглобина. При постановке диагностической реакции связывания комплемента (РСК) реакция гемолиза используется как индикаторная: для тестирования присутствия или отсутствия (связывания) свободного комплемента.

Реакция локального гемолиза в геле (реакция Ерне) является одним из вариантов реакции гемолиза. Она позволяет определить число антителообразующих клеток. Количество клеток, секретирую-щих антитела - гемолизины, определяют по числу бляшек гемолиза, возникающих в агаровом геле, содержащем эритроциты, суспензию клеток исследуемой лимфоидной ткани и комплемент.

Реакция иммобилизации. Способность антисыворотки вызывать иммобилизацию подвижных микроорганизмов связана с реакцией между микробными антигенами и специфическими антителами в присутствии комплемента. Иммобилизующие антитела обнаружены при сифилисе, холере и некоторых других инфекционных заболеваниях, возбудители которых являются подвижными микроорганизмами.

Реакции, протекающие с участием фагоцитов

Опсонофагоцитарная реакция проводится для определения способности антител и комплемента усиливать фагоцитоз. Антитела, стимулирующие фагоцитоз, называют опсоншами (греч. opsonion - готовить пищу). Опсонизация определяется тем, что антитела, присоединившиеся к микроорганизму, обуславливают его быстрое поглощение фагоцитом благодаря тому, что фагоцит обладает рецепторами для Fc-фрагмента иммуноглобулина, присоединившегося к микробной клетке. Комплемент тоже обладает опсонизирующими свойствами, так как фагоцит содержит рецепторы и к компонентам комплемента. Для количественной оценки опсонического эффекта определяют опсонический индекс - отношение показателей фагоцитоза неопсонизированных микроорганизмов к показателям фагоцитоза (фагоцитарный индекс и фагоцитарное число) после обработки фагоцитоза антителами и/или комплементом.

Реакции, протекающие с участием меченых антигенов или антител

Тесты основаны на выявлении взаимодействия антигена с антителом с образованием иммунного комплекса антиген - антитело по метке одного из участников реакций, выявляемой либо визуально, либо с помощью специальных высокочувствительных приборов, позволяющих количественно выявить меченый субстрат и, следовательно, искомый антиген или антитело. В качестве метки используют либо флюоресцирующий в ультрафиолетовом свете краситель (изоционат флюоресцеина), либо фермент (пероксидаза, щелочная фосфатаза), выявляемый по изменению окраски соответствующего субстрата (иммуноферментный анализ - ИФА), либо изотоп, выявляемый радиометрией (радиоиммунный анализ - РИА). В отечественных лабораториях в течение многих лет используется иммунофлюоресцентный метод, разработанный Альбертом Кунсом и получивший его имя. Одна модификация метода, получившая название прямого метода Кунса, включает обработку материала на предметном стекле (мазок мокроты, срез ткани) меченой флюорохромом диагностической антисывороткой. Если на предметном стекле был искомый антиген, антитела фиксируются на антигене, и после отмывки стекла от несвязавшихся антител антиген выявляется в люминесцентном микроскопе по яркому свечению. Другая модификация - непрямой метод Кунса - основан на использовании меченой антиглобулиновой сыворотки. От прямого метода Кунса этот вариант отличается тем, что используется немеченая диагностическая сыворотка, а ее присоединение к антигену выявляется с помощью меченой антиглобулиновой сыворотки, выявляющей иммуноглобулин немеченой диагностической сыворотки, присоединившийся к искомому антигену.

Более современные методы выявления антигенов либо антител имеют множество вариантов. Большинство из них используют «твердофазную» технологию, основанную на том, что один из стандартизованных компонентов реакции (антиген или антитело) заранее в производственных фирменных лабораториях фиксируется в лунках специально приготовленных полистироловых или поливинилхлорид-ных панелей. Исследуемый материал помещается в эти лунки. Для выявления антигена могут быть использованы лунки, в которых фиксированы антитела. Если в материале содержался антиген, то он присоединяется к фиксированным антителам и сам оказывается фиксированным в лунке. Для выявления этого антигена используются меченые антитела, и после ряда отмывок для удаления несвязвавшихся компонентов эти антитела выявляются в соответствии со своей меткой. Для выявления антител могут быть использованы лунки, в которых фиксирован антиген. Добавленные антитела фиксируются на антигене, остаются в лунке и могут быть выявлены с помощью меченых антиглобулиновых антител. Мы привели примеры вариантов использования твердофазных методов и меченых компонентов реакций. Могут быть и другие варианты. Так, например, клетки крови или костного мозга могут быть обработаны флюоресцирующими антителами в жидкости. При этом клетки могут быть обработаны разными антителами, помеченными разными флюорохромами. Пропуская такие взвеси через специальный проточный флюориметр, можно одновременно выявить и подсчитать разные виды клеток. Присоединив к проточному флюоримет-ру прибор, именуемый сортером, можно выделить или удалить из взвеси те клетки, которые необходимы исследователю или врачу.

Современные иммунофлюоресцентные, иммуноферментные и радиоиммунные методы отличаются высокой чувствительностью (вы-явление 0,0005-0,00005 мкг/мл белка), специфичностью, воспроизводимостью, возможностью выявления широкого круга биологических веществ. Современные производственные фирмы готовят все необходимые ингредиенты и оборудование для их использования.

Таким образом, развитие серологических методов диагностики происходит в настоящее время в следующем направлении:

  • использование меченых антигенов или антител с помощью флюорохрома, фермента либо радиоактивной метки;
  • постановка реакции на твердофазном носителе - полистеро-ловом планшете с лунками с нанесенными в них антигенами или антителами.

Это позволяет повысить чувствительность метода, автоматизировать постановку реакции и использовать специальную аппаратуру для снятия результатов.







Также в разделе: Клиническая иммунология:
  » Вакцины
  » Получение моноклональных антител (гибридомная технология)
  » Иммунные сыворотки и иммуноглобулины
  » Оценка иммунного статуса