🗊Презентация Серологические реакции и вирусологическое исследование

Выполнил студент 1 курса 2 группы Факультет лечебное дело Айтар Фатих

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Серологические реакции – это реакции взаимодействия между антигеном и соответствующим ему специфическим антителом in vitro, имеющие различные внешние проявления. Широко используются в микробиологических и серологических лабораториях с целью: серодиагностики бактериальных, вирусных, реже других инфекционных заболеваний, сероидентификации выделенных бактериальных, вирусных и других культур различных микроорганизмов

Применение СР Для серологической диагностики: обнаружение неизвестных антител с помощью известного антигена – диагностикума обнаружение неизвестных антигенов с помощью известных антител. Для серологической идентификации возбудителя – определение серогруппы, серовара возбудителя с помощью специфической иммунной диагностической сыворотки

Фазы СР Специфическая (невидимая, быстрая, обратимая) – результат взаимодействия антигена и антитела за счет водородных, кулоновских и вандерваальсовых сил. Неспецифическая (видимая, медленная, необратимая) – появление видимых изменений: агглютинации, гемолиза и т.д.

Параметры СР Чувствительность реакции указывает на концентрацию антител или антигенов, которая определяется с помощью данной реакции. Специфичность - способность антигенов или антител реагировать только с гомологичными антителами, содержащимися в сыворотке крови, либо с гомологичными антигенами соответственно.

Реакции агглютинации и преципитации Наиболее полно механизм соединения антигена и антитела объяснен гипотезой Маррека (теория "решетки") и Полинга (теория "фермы") . Маррек рассматривает соединение антигена и антител в виде решетки, в которой антиген чередуется с антителом, образуя решетчатые конгломераты. Согласно гипотизе Полинга антитела имеют две валентности (две специфические детерминанты), а антиген несколько валентностей - он поливалентен. При соединении антигена и антител образуются агломераты, напоминающие "фермы" построек.

Реакции агглютинации и преципитации При оптимальном соотношении антигена и антител образуются большие прочные комплексы, видимые простым глазом. При избытке антигена каждый активный центр антител заполнен молекулой антигена, не хватает антител для соединения с другими молекулами антигена и образуются мелкие, невидимые глазом комплексы. При избытке антител, для образования решетки не хватает антигена, детерминанты антител отсутствуют и видимого проявления реакции нет.

Реакция агглютинации Метод обнаружения корпускулярных антигенов (бактерий, эритроцитов) путем их склеивания антителами с образованием аггломератов – хлопьев, в присутствии электролита NaCl.

Реакция агглютинации (РА) Компоненты реакции: Антиген – крупный, корпускулярный, целая клетка (бактерия или эритроцит) Антитело – IgM (валентность 5) Физраствор Агглютинация с О-диагностикумом (бактерии, убитые нагреванием, сохранившие O- антиген) происходит в виде мелкозернистой агглютинации. Агглютинация с Н - диагностикумом (бактерии, убитые формалином,сохранившие жгутиковый Н-антиген) - крупнохлопчатая и протекает быстрее. Способы постановки: РА на стекле; развернутая РА

РА на стекле - используется в основном для серотипирования выделенной чистой культуры возбудителя, реже для ускоренного обнаружения антител Постановка реакции: На предметное стекло помещают каплю сыворотки (Опыт) и каплю физраствора (Контроль) В каждой капле распределяют взвесь бактерий Появление мелкозернистой или хлопьевидной агглютинации – положительный результат Равномерное помутнение – отрицательный результат

Развернутая РА - используется в основном для обнаружения антител в сыворотке больного Постановка реакции: Развернутую РА проводят в пробирках или лунках пластин. При этом готовят десятикратные разведения исследуемой сыворотки и вносят одинаковые количества антигена. При положительном результате на дне пробирки образуется рыхлый осадок и сам раствор становится прозрачным, отрицательный результат- помутнение раствора сохраняется

Реакции непрямой агглютинации - Метод обнаружения антигенов и антител, который основан на способности корпускулярных носителей( эритроцитов, шариков латекса, клеток стафилококков) адсорбировать на своей поверхности растворимые антигены. - В зависимости от типа корпускулярного носителя различают: РНГА Латекс-агглютинация РКоА

Реакция непрямой гемагглютинации (РНГА) Компоненты реакции: 1. Эритроцитарный диагностикум (эритроциты с адсорбированными на них антигенами) 2. Исследуемая сыворотка 3. Физраствор  РНГА ставят в пластиковых планшетках с разведениями сыворотки крови больного, к которым добавляют эритроцитарный диагностикум.

Реакция обратной непрямой гемагглютинации (РОНГА) Компоненты реакции: 1. Эритроцитарный антительный диагностикум (эритроциты с адсорбированными на них антителами 2. Исследуемый материал 3. Физраствор  Постановка РОНГА не отличается от РНГА Применение: обнаружение аг (например, бактериального экзотоксина)

Латекс-агглютинация Вариант РНА, в которой частицы латекса с адсорбированными на них молекулами антигенов или антител агглютинируются соответствующими антигенами или антителами. Применяют качественный и количественный методы. Ставят по типу агглютинации на стекле.

Реакция коагглютинации

Реакция преципитации Реакция преципитации - РП (от лат praecipilo осаждать) - это формирование и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Компоненты реакции: Антиген – мелкодисперсный, растворимый Антитело – IgG (валентность 2) Физраствор Преципитат образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количествах, избыток одного из них снижает уровень образования иммунного комплекса. Реакцию преципитации ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Широкое распространение получили разновидности реакции преципитации в полужидком геле агара или агарозы двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиапьная иммунодиффузия, иммуноэпектрофорез и др.

Реакция кольцепреципитации Реакцию проводят в узких преципитационных пробирках: на иммунную сыворотку наслаивают растворимый антиген. При оптимальном соотношении антигена и антител на границе этих двух растворов образуется непрозрачное кольцо преципитата. Если в качестве антигенов в реакции используют прокипяченные и профильтрованные экстракты тканей, то такая реакция называется реакцией-термопреципитации (реакция, при которой выявляют сибиреязвенный гаптен).

Реакция микропреципитации

Двойная диффузия в геле по Оухтерлони Для постановки реакции растопленный агаровый гель тонким слоем выливают на стеклянную пластинку и после затвердевания в нем вырезают лунки. В лунки геля раздельно помещают антигены и иммунные сыворотки, которые диффундируют навстречу друг другу. В месте встречи в эквивалентных соотношениях они образуют преципитат в виде белой полосы.

Радиальная иммунодиффузия по Манчини Иммунную сыворотку с расплавленным агаровым гелем равномерно наливают на стекло. После застывания в геле делают лунки, в которые помещают антиген в различных разведениях. Антиген, диффундируя в гель, образует с антителами кольцевые зоны преципитации вокруг лунок. Диаметр кольца преципитации пропорционален концентрации антигена. Реакцию используют для определения в сыворотке крови иммуноглобулинов различных классов, компонентов системы комплемента и др.

Иммуноэлектрофорез Иммуноэлектрофоретический анализ представляет собой сочетание электрофореза в агаровом геле с иммунодиффузией. Принцип ИЭФ состоит в следующем: Вначале проводят электрофоретическое разделение белков в забуференном геле агара; после разделения в канавку, которая идет в направлении миграции белков, вносят преципитирующую иммунную сыворотку. АГ и АС диффундируют в геле навстречу друг другу, и в месте их взаимодействия возникают дугообразные линии преципитации, число, положение и форма которых дают представление о составе исходной смеси антигенов.

Реакция нейтрализации токсина Тип иммунологической реакции, основанный на способности специфических антител – антитоксинов подавлять биологическую активность экзотоксинов бактерий при образовании комплекса аг-ат.

Реакция нейтрализации токсина in vivo

Реакция нейтрализации токсина in vivo

Реакция флоккуляции основана на способности токсина или анатоксина при смешивании в определенныхсоотношениях с анти­токсической сывороткой образовывать помутнение- инициальную флоккуляцию Реакция флоккуляции основана на способности токсина или анатоксина при смешивании в определенныхсоотношениях с анти­токсической сывороткой образовывать помутнение- инициальную флоккуляцию Механизм реакции флоккуляции аналогичен таковому реакции преципитации. Применяется для титрования антитоксических сывороток и определения типа токсина Специфическую активность или силу анатоксина определяют в реакции флоккуляции в так называемых единицах флоккуляции— (Lf) . Силу антитоксической сыворотки выражают в международных антитоксических единицах – МЕ Одна антигенная единица анатоксина обозначается Limes flocculationis (Lf — порог флоккуляции), это то количество анатоксина, которое вступает в реакцию флоккуляции с одной единицей антитоксина. То есть, условие инициальной флоккуляции: nLF=n МЕ

Штаммы возбудителя дифтерии — С. diphtheriae могут быть токсигенными (продуцирующими экзотоксин) и нетоксигенными. Штаммы возбудителя дифтерии — С. diphtheriae могут быть токсигенными (продуцирующими экзотоксин) и нетоксигенными. Образование экзотоксина зависит от наличия в бактериях профага, несущего tox-ген, кодирующий образование экзотоксина. При заболевании все изоляты тестируются на токсигенность — продукцию дифтерийного экзотоксина с помощью реакции преципитации в агаре Главное преимущество – отсутствие необходимости выделения чистой культуры

Реакция нейтрализации токсина in vitro. РНГА Учет результатов РНГА, поставленной с целью обнаружения ботулотоксина. Возбудитель ботулизма - Clostridium botulinum вырабатывает токсины семи сероваров (А, B, C, D, E, F, G), однако чаще других встречаются серовары А, В, Е. Все токсины отличаются по антигенным свойствам и могут быть дифференцированы в реакциях типоспецифическими сыворотками. Для этой цели можно поставить реакцию пассивной (непрямой) гемагглютинации с сывороткой больного, в которой предполагается наличие токсина, и эритроцитами, нагруженными антителами антитоксических противоботулинических сывороток типов А, В, Е. Контролем служит нормальная сыворотка.

Реакция нейтрализации токсина in vitro. РОНГА, РНАТ РОНГА - применяют антительный эритроцитарный диагностикум - эритроциты, на которых адсорбированы антитела. Антиген –дифтерийный токсин

Реакция нейтрализации токсина in vitro. РОНГА, РНАТ РНАТ позволяет быстро выявить неизвестный антиген. Компоненты реакции: Эритроцитарный диагностикум с дифтерийным анатоксином Стандартная противодифтерийная сыворотка (антитела против дифтерийного токсина) Исследуемая сыворотка ? Принцип метода Результаты: При отсутствии антигена в исследуемой сыворотке диагностикум взаимодействует со стандартной сывороткой и наблюдаем гемагглютинацию При наличии антигена в исследуемой сыворотке антитела в нашей диагностической сыворотке будут нейтрализованы и агглютинации эритроцитов не будет

Реакции с участием комплемента Сущность этих реакций состоит в том, что при взаимодействии специфических антител с антигенами клеток (эритроцитов, бактерий), на их поверхности образуется комплекс антиген-антитело, который активирует комплемент по классическому пути, вследствие чего наступает лизис этих клеток.

Реакция иммунного бактериолиза Нативная сыворотка обладает бактерицидной активностью, В иммунной сыворотке в присутствии специфических антител-бактериолизинов и комплемента лизис бактерий идет существенно интенсивнее

Реакция иммунного гемолиза Как видно из результатов опыта, гемолиз происходит только в присутствии аг (эритроциты барана), соответствующих антител и комплемента В отсутствии одного из ингредиентов гемолиза не наблюдается

Реакция связывания комплемента (РСК) РСК - сложная серологическая реакция. В ней участвуют комплемент и две системы антиген - антитело.  Первая система – специфическая :антиген, антитело (испытуемая сыворотка) и комплемент (сыворотка морских свинок) Вторая система – неспецифическая индикаторная – гемолитическая (эритроциты барана с гемолитической сывороткой, лишенной собственной активности комплемента).

Реакция связывания комплемента (РСК)

РСК. Титрование комплемента В приведенном примере титр комплемента в разведении 1:10 равен 0,15 мл. В опыте активность комплемента может снизиться за счет неспецифической адсорбции его другими компонентами реакции, поэтому для опыта количество комплемента увеличивают: берут следующую за титром дозу. Это - рабочая доза. В приведенном примере она равна 0,2 мл комплемента в разведении 1:10.

РСК. Основной опыт 1:20 1:40 1:80 1:160 1:320 К1 К2 К3 К4

Микрореакция связывания комплемента (МРСК) Пример МРСК с парными сыворотками В сыворотке, взятой через 5 дней после первого исследования титр выше, что свидетельствует о развитии иммунного ответа на данный антиген

Реакция радиального гемолиза (РРГ)

Реакция иммунофлюоресценции (метод Кунса) Иммунофлюоресцентный метод (РИФ, реакция иммунофлюоресценции, реакция Кунса) - качественный метод выявления специфических Аг с помощью Ат, конъюгированных с флюорохромом. Обладает высокой чувствительностью и специфичностью. Применяется для экспресс-диагностики инфекционных заболеваний (идентификация возбудителя в исследуемом материале), а также для определения Ат и поверхностных рецепторов и маркеров лейкоцитов (иммунофенотипирование) и др. клеток. Обнаружение бактериальных и вирусных антигенов в инфек­ционных материалах, тканях животных и культурах клеток при помощи флюоресцирующих антител (сывороток) получило широкое применение в диагностической практике. Приготовление флюоресцирующих сывороток основано на спо­собности некоторых флюорохромов (например, изотиоцианата флюоресцеина) вступать в химическую связь с сывороточными белками,  не    нарушая    их    иммунологической   специфичности.

Реакция иммунофлюоресценции (метод Кунса) Различают две разновидности метода: прямой, непрямой.  Прямой метод РИФ основан на том, что антигены тканей или микробы, обработанные иммунными сыворотками с антителами, меченными флюорохромами, способны светиться в УФ-лучах люминесцентного микроскопа. Бактерии в мазке, обработанные такой люминесцирующей сывороткой, светятся по периферии клетки в виде каймы зеленого цвета. 

Реакция иммунофлюоресценции (метод Кунса) Непрямой метод РИФ заключается в выявлении комплекса антиген - антитело с помощью антиглобулиновой (против антитела) сыворотки, меченной флюорохромом. Для этого мазки из взвеси микробов обрабатывают специфическими антителами антимикробной кроличьей диагностической сыворотки. Затем антитела, не связавшиеся антигенами микробов, отмывают, а оставшиеся на микробах антитела выявляют, обрабатывая мазок антиглобулиновой (антикроличьей) сывороткой, меченной флюорохромами. В результате образуется комплекс микроб + антимикробные кроличьи антитела + антикроличьи антитела, меченные флюорохромом. Этот комплекс наблюдают в люминесцентном микроскопе, как и при прямом методе.. 

Иммуноферментный анализ (англ. Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, ELISA)

Иммуноферментный анализ Прямой твердофазный ИФА

Иммуноферментный анализ Непрямой твердофазный ИФА Этот вариант ИФА используют обычно для выявления специфических антител. В лунках панелей адсорбируют стандартный антиген и инкубируют с образцами сыворотки или другого биологического материала, полученного от больного (спинномозговая жидкость, слюна и др.). Специфические антитела, связавшиеся с антигеном на твердой фазе, выявляют с помощью антиглобулинового конъюгата(антиглобулиновая сыворотка с ферментной меткой).

Иммуноферментный анализ Конкурентный ИФА Этот вариант анализа основан на конкуренции меченых (конъюгат) и немеченых (исследуемых) антител за связывание с антигеном, адсорбированным на твердой фазе. Количество фермента, присоединившегося к твердой фазе, уменьшится пропорционально содержанию в смеси свободных антител. Для определения антигена используется тот же вариант, но в этом случае искомый антиген конкурирует с меченым, стандартным антигеном за связывание с антителами, иммобилизованными на поверхности твердой фазы

Иммуноферментный анализ Общая схема

Радиоиммунологический анализ Принцип. В основе РИА лежит феномен конкуренции: связывание антител с антигеном, меченным радиоактивным изотопом, подавляется в присутствии немеченного антигена. Методика РИАпроста и включает следующие основные этапы: А. К раствору антител добавляют меченный антиген и пробу (содержащую неизвестное количество немеченного антигена). Концентрацию антител в реакционной смеси подбирают так, чтобы число мест связывания было намного меньше общего числа антигенов. Концентрация меченного антигена должна превышать максимальную возможную концентрацию антигена в пробе. Б. Реакционную смесь инкубируют при определенной температуре. Меченный и немеченный антигены конкурентно связываются с антителами, при этом образуются иммунные комплексы, содержащие либо меченный, либо немеченный антиген. Таким образом, к концу инкубации в реакционной смеси присутствуют меченные и немеченные иммунные комплексы, а также свободные меченные и немеченные антигены. Количество меченных иммунных комплексов обратно пропорционально количеству немеченного антигена в пробе. В. Чтобы оценить количество меченных иммунных комплексов, их отделяют от свободного меченного антигена. Иммунные комплексы, имеющие большую молекулярную массу, чем свободные антигены, осаждают центрифугированием и измеряют радиоактивность осадка. Г. Определяют концентрацию антигена в пробе по калибровочной кривой.

Иммуноблоттинг Антигены возбудителя разделяют с помощью электрофореза в полиакриламидном геле, затем переносят их (блоттинг - от англ, blot, пятно) из геля на активированную бумагу (1) или нитроцеллюлозную мембрану и проявляют с помощью ИФА. Фирмы выпускают такие полоски с "блотами" антигенов. На эти полоски (стрипы) наносят сыворотку больного (2). Затем, после инкубации, отмывают от несвязавшихся антител больного и наносят сыворотку против иммуноглобулинов человека, меченную ферментом (3). Образовавшийся на полоске комплекс [антиген + антитело больного + антитело против Ig человека] выявляют добавлением хромогенного субстрата (4), изменяющего окраску под действием фермента.

Вирусологическое исследование ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ВИРУСНЫХ  ИНФЕКЦИЙ Различные инфекции могут проявляться в организме больного в очень сходных симптомах, и в тоже время клиническая картина инфекции, вызванная определенным вирусом, может быть весьма разнообразной по своей симптоматике. Определить возбудителя, особенно при тяжелых заболеваниях, важно и для прогноза дальнейшего течения болезни, установления ее отличий от неинфекционных заболеваний со сходными симптомами и выбора правильного способа лечения. Быстрая лабораторная диагностика позволяет провести неотложные и правильные противоэпидемические мероприятия и обнаружить источник вирусной инфекции. Лабораторные методы при диагностике вирусных инфекций включают: выделение и идентификацию возбудителя; обнаружение и определение титров противовирусных антител; обнаружение антигенов вирусов в образцах исследуемого материала;  микроскопическое исследование препаратов исследуемого материала. Забор материала. При заборе материала для исследований необходимо выполнять следующие условия: образцы следует отбирать как можно раньше либо с учетом ритма циркуляции возбудителя; материал следует отбирать в объеме, достаточном для всего комплекса исследований; образцы следует доставлять в лабораторию незамедлительно (!), при относительно кратковременной транспортировке (не более 5 сут) образцы сохраняют на льду, при более длительной - при температуре -50°С.

Выделение и культивирование Выделение и культивирование Вирусы размножаются только в живых клетках. В лаборатории их культивируют в культурах клеток,куриных эмбрионах или организмах чувствительных животных. Для диагностики вирусных заболеваний применяют следующие методы: Вирусоcкопический. Иммунной  электронной  микроскопии. Вирусологический. Серологический. Иммунофлюоресцентный. Биологический. Использование ДНК-(РНК)-зондов. Цепная  полимеразная  реакция.

Идентификация вирусов Идентификацию вирусов проводят качественным и количественным определением вирусов, по морфологии вирусов и с помощью серологических методов.

ПРАКТИЧЕСКОЕ  ПРИМЕНЕНИЕ  БАКТЕРИОФАГОВ В практической работе фаги применяют для: фаготипирования бактерий, т.е. определения фаготипа по лизису штаммов бактерий одного и того же вида типоспецифическими фагами, что важно для маркировки исследуемых при эпидемиологическом анализе заболеваний с целью установления их видовой принадлежности;     фагодиагностики, заключающейся в выделении фага из организма больного (например, из испражнений), что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих микроорганизмов;   фагопрофилактики - предупреждения некоторых заболеваний (например, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге;    фаготерапии - лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных, например, шигеллами, протеем, стафилококком. Бактериофаги с целью терапии применяют местно путем аппликации на раневую или ожоговую поверхность, введением в полости (брюшную, плевральную, суставную, мочевой пузырь), через рот, а также ректально. Соответственно способу применения препараты бактериофагов выпускают в различных лекарственных формах – жидком виде, таблетках с пектином или кислотоустойчивым покрытием, мазях, свечах, аэрозолях.