Исследования для диагностики заболеваний с вирусной природой. Это необходимо, чтобы идентифицировать вирус, изучить его биологию и способность воздействовать на клетки животного и человека. Таким образом, появляется возможность понять патогенез вирусных заболеваний и, соответственно, правильно выбрать методику лечения.

В чем заключается диагностика?

В живых клетках. Чтобы его исследовать, необходимо культивирование на уровне подопытного организма или Для этого в медицинской практике и микробиологии в целом проводятся вирусологические методы исследования, которые имеют следующие основные подходы:

прямой;
непрямой;
серологический.

Материал могут исследовать непосредственно на наличие нуклеиновых кислот, вирусного антигена или, например, изолировать и идентифицировать вирус из клинического материала.

Кроме возможности установить этиологию заболевания, мониторинга терапевтического эффекта, вирусологические методы исследования играют большую роль в противоэпидемических мероприятиях. Для выделения и используют куриные эмбрионы, лабораторных животных или культуры клеток.

Как исследуют?

Самый быстрый - это прямой метод. Он позволяет обнаружить вирус, антиген или НК (нуклеиновую кислоту) в самом клиническом материале. Занимает время от двух часов до суток.

ЭМ - электронная микроскопия. Обнаруживает непосредственно вирус.
ИЭМ - иммунная электронная микроскопия. Использует специфические антитела к вирусам.
РИФ - реакция иммунофлюоресценции. Использует антитела, связанные с красителем. Такие вирусологические методы исследования широко применяются в качестве быстрой расшифровки этиологии ОРВИ (острых респираторных вирусных инфекций), когда берут мазки-отпечатки со слизистой оболочки верхних дыхательных путей.
ИФА - иммуноферментный анализ - определение вирусных антигенов, похожее на РИФ, но основанное на мечении антител ферментами.
РИА - радиоиммунный анализ. Использует метку антител радиоизотопами для обеспечения высокой чувствительности в определении вирусного антигена.
Молекулярный - гибридизация НК или выделение геномов вируса при помощи ПЦР (полимеразной цепной реакции).
Цитология - применяется редко, но при определенных инфекциях эти вирусологические методы исследования очень эффективны. Исследуются материалы биопсии, аутопсии и мазки, обрабатываемые с целью окрашивания и анализа под микроскопом.

В чем смысл исследований?

Для успешного выделения вирусов клинический материал берут в соответствии с патогенезом и как можно раньше. Часто этот процесс требует проведения нескольких пассажей, прежде чем применить определенные вирусологические методы исследования.

Микробиология изучает микроскопические существа. И ее область - это не только медицина. Она является основополагающей наукой для сельского хозяйства, ветеринарии, космической и технической промышленности, геологии.

Но безусловно все создано для человека и его развития на этой прекрасной планете. Поэтому очень важно вовремя обнаружить опасность и нейтрализовать ее. Вирусы отличны от бактерий. Это структуры, попадающие в организм и вызывающие образование нового поколения. Они похожи на кристаллы и направлены на управление процессом своего размножения, хотя сами не питаются, не растут и не выделяют продуктов обмена.

Вирус способен вызвать тяжелое заболевание у любого живого организма, в который он попал. К тому же он может эволюционировать. Именно поэтому вирусологические методы исследования в микробиологии должны развиваться и совершенствоваться, так как под угрозой может быть человеческая цивилизация в целом.

Материалы

Для обнаружения и идентификации вирусов в медицине, как правило, берутся:

носоглоточный смыв (респираторные инфекции);
смыв и фекалии (энтеровирусные инфекции);
соскобы, содержимое пузырьков (поражения кожи, слизистых оболочек, как герпес, ветряная оспа);
смывы (экзантемные инфекции, как корь, краснуха);
кровь, спинномозговая жидкость (арбовирусные инфекции).

Фазы

Все этапы вирусологического метода исследования включают в себя:

забор материала;
выбор, получение тест-системы, определение ее жизнеспособности;
заражение тест-системы;
индикация вируса;
определение типа вируса.

В основном, патогенные вирусы отличаются наличием тканевой и типовой специфичности. Взять, к примеру, полиовирус, который репродуцируется только у приматов (в их клетках). Соответственно, для выделения определенного вируса используют определенную культуру ткани. Если речь идет о неизвестном возбудителе, то целесообразно будет одномоментно заразить три, а лучше четыре культуры клеток.

Таким образом, возможно, одна из них окажется чувствительной. Чтобы определить наличие вируса в зараженных культурах, смотрят на развитие специфической дегенерации клеток, внутриклеточные включения, выявление специфического антигена, положительные реакции гемагглютинации и гемадсорбции.

Все вирусологические методы исследования (прямые и непрямые, серологические) должны быть выбраны, как наиболее подходящие для конкретного случая предполагаемого инфицирования.

Непрямые методы основываются на выделении и идентификации вируса. Они трудоемкие, длительные, но точные.

Серодиагностика

Под такой диагностикой подразумевается метод, основанный на реакции антиген-антитело. Чаще всего используют парные сыворотки крови, взятые с интервалом в несколько недель. Если нарастание титра антител в 4 и больше раз, реакцию считают за положительную. Чтобы определить типоспецифичность вируса, применяют реакцию вируснейтрализации. Для определения группоспецифичности нужно получить реакцию связывания комплемента.

Широко используют различные варианты иммуноферментного анализа, реакции торможения гемагглютинации, пассивной гемагглютинации, обратной пассивной гемагглютинации, РИФ. Еще в генной инженерии был разработан метод получения моноклональных антител. Преодолеть узкую специфичность моноклонов можно применением нескольких моноклональных антител к различным вирусным детерминантам. Таким образом, была повышена специфичность и чувствительность исследования с определением антигенов.

Некоторые особенности

Сегодня создано много разных тест-систем для иммунологической диагностики инфекций, возникших вследствие попадания вируса в живой организм.

Таким образом, вирусологические методы исследования - это способы выделения вирусов, изучение их свойств и установление их этиологической связи с определенными заболеваниями.

занятие № 2 7

ТЕМА: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВИРУСОВ С ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ КЛЕТКАМИ. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ. СПОСОБЫ ИНДИКАЦИИ и идентификации. ПРОТИВОВИРУСНЫЙ ИММУНИТЕТ.

ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1. Вирусы, природа и происхождение. История открытия. Этапы развития вирусологии. Понятие о вирионе, его структура. Химический состав и свойства вирусов.

2. Принципы классификации вирусов - критерии. Семейства РНК и ДНК-содержащих вирусов (контрольная).

3. Тропизм вирусов. Взаимодействие вирусов с чувствительными клетками - фазы.

4. Культивирование вирусов. Индикация и идентификация вирусов при культивировании их на клеточных культурах и курином эмбрионе. Клеточные культуры, линии клеток, получение, условия культивирования.

5. Классификация вирусных инфекций: а) на уровне клетки; б) на уровне организма.

6. Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций. Прямые методы исследования клинического материала (обнаружение вирусов, вирусных антигенов или вирусных НК). Вирусологический метод диагностики. Серодиагностика вирусных инфекций.

7. Противовирусный иммунитет - факторы. Видовая резистентность. Неспецифические факторы антивирусной защиты (ингибиторы, интерферон, комплемент, фагоцитоз). Приобретенный иммунитет (гуморальные и клеточные механизмы).

8. Принципы специфической профилактики и терапии вирусных инфекций: вакцины, иммунные сыворотки (иммуноглобулины), интерфероны, этиотропная химиотерапия.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ


1. Экспресс-диагностика	Выявление антигена вируса в исследуемом материале с помощью диагностических противовирусных сывороток в реакциях: РИФ, ИФА, РИА, встречного иммуноэлектрофореза (ВИЭФ), реакции пассивной гемагглютинации (РПГА), реакции торможения гемагглютинации (РТГА) и др.;
2. Вирусологический метод	Культивирование вирусов в культурах клеток, куриных эмбрионах, лабораторных животных
3. Серодиагностика	Выявление антител против вируса в сыворотке крови пациента с помощью диагностикумов, содержащих вирусы или их антигены в реакциях: ИФА, непрямой РИФ или в парных сыворотках в РН, РТГА, РПГА, РСК.

1. Для экспресс-диагностики используют:

а) определение вирусного антигена в исследуемом материале с помощью диагностических противовирусных сывороток в реакциях: РИФ, ИФА, РИА, встречного иммуноэлектрофореза (ВИЭФ), реакции пассивной гемагглютинации (РПГА), реакции торможения гемагглютинации (РТГА) и др.;

в) обнаружение вирионов в патологическом материале с помощью электронной микроскопии или ИЭМ.

г) обнаружение геномов вируса молекулярно-генетическими методами: ПЦР; молекулярная гибридизация нуклеиновых кислот с помощью меченых зондов.

2. Вирусологический метод

Основные этапы:

1. Забор исследуемого материала.

2.Выбор по принципу цитотропизма и получение чувствительной тест-системы, определение ее жизнеспособности.

3. Заражение выбранной системы.

4.Индикация вируса на основании обнаружения его нуклеиновой кислоты, антигенов, гемагглютинина, ЦПД, включений.

5. Идентификация и титрование вируса проводится на основании:

а) определения антигенов вируса с помощью иммунологических реакций (РИФ, ИФА, РПГА, РСК, РН, ВИЭФ и др.); б) патогистологического исследования органов и тканей; в) ЦПД; г) клинических симптомов, биологических проб (кератоконьюнктивальная и др.).

Вирусологический метод (схема)

Исследуемый материал (фекалии, носоглоточные смывы, секционный материал и др.)

Обработка антибиотиками для подавления бактериальной и грибковой

микрофлоры, центрифугирование, фильтрация

Заражение серии

Куриных эмбрионов

Культур клеток

Животных

Индикация вирусов по следующим феноменам

Отставание в развитии,

гибель, изменение

оболочек эмбриона, РГА

ЦПД, образование бляшек, РИФ, РГадс, интерференция

Заболевание, гибель,

гистологические изменения

в тканях, включения

Титрование выделенного вируса; выбор рабочей дозы .

Титр вируса - максимальное разведение вируссодержащего материала, в котором еще наблюдается ожидаемый эффект (ЦПД, РГА, гибель животного).

Идентификация выделенного вируса в реакциях нейтрализации, РТГадс, РСК, подавление бляшкообразования и др. с диагностическими сыворотками. Вид (тип) вируса определяется по нейтрализации специфического эффекта вируса соответствующей иммунной сыворотокой.

Примечание: титрование и идентификация вируса проводится с использованием одного и того же феномена.

Культивирование вирусов

В лабораторной диагностике вирусных инфекций имеются три основных подхода

1) непосредственное исследование материала на наличие вирусного антигена или нуклеиновых кислот;

2) изоляция и идентификация вируса из клинического материала;

Прямые методы диагностики клинического материала

Прямые методы – это методы, которые позволяют обнаружить вирус, вирусный антиген или вирусную нуклеиновую кислоту (НК) непосредственно в клиническом материале, то есть являются наиболее быстрыми (2–24 ч).

Электронная микроскопия (ЭМ). С помощью этого метода можно обнаружить собственно вирус.

иммунная электронная микроскопия (ИЭМ), при которой применяются специфические антитела к вирусам. В результате взаимодействия антител с вирусами образуются комплексы, которые после негативного контрастирования легче обнаруживаются.

Реакция иммунофлюоресценции (РИФ). Метод основан на использовании антител, связанных с красителем

Метод РИФ широко применяется для быстрой расшифровки этиологии острых респираторных вирусных инфекций при анализе мазков-отпечатков со слизистой оболочки верхних дыхательных путей .

Иммуноферментный анализ (ИФА). Иммуноферментные методы определения вирусных антигенов в принципе сходны с РИФ, но основываются на мечении антител ферментами, а не красителями.

Радиоиммунный анализ (РИА). Метод основан на метке антител радиоизотопами, что обеспечивало высокую чувствительность в определении вирусного антигена.

Молекулярные методы. Первоначально классическим методом выявления вирусного генома считался высокоспецифичный метод гибридизации НК, но в настоящее время все шире используется выделение геномов вируса с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Молекулярная гибридизация нуклеиновых кислот. Метод основан на гибридизации комплементарных нитей ДНК или РНК с образованием двунитевых структур и на выявлении их

ПЦР основана на принципе естественной репликации ДНК. Суть метода заключается в многократном повторении циклов синтеза (амплификации) вирусспецифической последовательности ДНК с помощью термостабильной Taq ДНК-полимеразы и двух специфических затравок – так называемых праймеров.

Цитологические методы в настоящее время имеют ограниченное диагностическое значение, но при ряде инфекций по-прежнему должны применяться. Исследуются материалы аутопсии, биопсии, мазки, которые после соответствующей обработки окрашиваются и анализируются под микроскопом.

Для успешного выделения вирусов клинический материал должен быть взят в соответствии с патогенезом предполагаемого заболевания и в наиболее ранние сроки.

Как правило, берутся:

– при респираторных инфекциях – носоглоточный смыв;

– при энтеровирусных инфекциях – смыв и фекалии (рео-, энтеровирусы);

– при поражениях кожи и слизистых оболочек – соскобы, содержимое пузырьков (герпес, ветряная оспа);

– при экзантемных инфекциях – смывы (корь, краснуха);

– при арбовирусных инфекциях – кровь, спинномозговая жидкость.

Для выделения вирусов используют культуры клеток, лабораторных животных, эмбрионы кур. Процесс длительный, иногда требующий проведения нескольких пассажей, прежде чем вирус будет обнаружен и идентифицирован с помощью одного или нескольких методов – в реакции нейтрализации (РН), РИФ, ИФА или ПЦР.

Серодиагностика

Серологическая диагностика, основанная на реакции антиген – антитело, может быть использована для определения как тех, так и других, и играет роль в определении этиологии вирусной инфекции даже при отрицательных результатах выделения вируса.

РСК является одной из традиционных серологических реакций и используется для диагностики многих вирусных инфекций. В реакции принимают участие две системы: антитела сыворотки больного + стандартный вирус и эритроциты барана + антитела к ним, а также оттитрованный комплемент. При соответствии антител и вируса этот комплекс связывает комплемент и лизиса бараньих эритроцитов не происходит (положительная реакция). При отрицательной РСК комплемент способствует лизису эритроцитов. Недостатком метода является его недостаточно высокая чувствительность и трудность стандартизации реагентов.ИФ метод также, как ИФА, применяется для определения антител в сыворотке.

Вирусологический метод включает два основных этапа: выделение вирусов и их идентификацию. Материалами могут быть кровь, другие биологические и патологические жидкости, биоптаты органов и тканей.

Вирусологическое исследование крови часто проводят с целью диагностики арбовирусных инфекций. В слюне могут быть обнаружены вирусы бешенства, эпидемического паротита, простого герпеса. Носоглоточные смывы служат для выделения возбудителей гриппа и других ОРВИ, кори. В смывах с конъюнктивы обнаруживают аденовирусы. Из фекалий выделяют различные энтеро-, адено-, рео- и ротавирусы.

Для выделения вирусов используют культуры клеток, куриные эмбрионы, иногда лабораторных животных. Большинство патогенных вирусов отличает наличие тканевой и типовой специфичности", например, полиовирус репродуцируется только в клетках приматов, поэтому для выделения определенного вируса используют соответствующую культуру ткани. Для выделения неизвестного возбудителя целесообразно одномоментно заражать 3-4 культуры клеток, предполагая, что одна из них может оказаться чувствительной. Наличие вируса в зараженных культурах определяют по развитию специфической дегенерации клеток, т.е. цитопатогенному действию, обнаружению внутриклеточных включений, а также на основе выявления специфического антигена методом иммунофлюоресценции, положительных реакций гемадсорбции и гемагглютинации. Эмбрионы птиц с их малодифференцированными тканями пригодны для культивирования очень многих вирусов. Чаще всего используют эмбрионы кур. При размножении в эмбрионах вирусы могут вызвать их гибель (арбовирусы), появление изменений на хорион-аллантоисной оболочке (оспенные вирусы) или в теле эмбриона, накопление в эмбриональных жидкостях гемагглютининов (вирусы гриппа, паротита) и комплементсвязывающего вирусного антигена.

Вирусы идентифицируют с помощью иммунологических методов: реакции торможения гемагглютинации, связывания комплемента, нейтрализации, преципитации в геле, иммунофлюоресценции.

3.4 Биологический метод

Биологический метод состоит в заражении различным материалом (клиническим, лабораторным) лабораторных животных для индикации возбудителя, а также для определения некоторых свойств микроорганизмов, характеризующих их патогенность (токсигенность, токсичность, вирулентность). В качестве лабораторных животных используют белых мышей, белых крыс, морских свинок, кроликов и др.

Воспроизведение заболевания у животного - абсолютное доказательство патогенности выделенного микроорганизма (в случае бешенства, столбняка и др.). Поэтому биологическая проба на животных является ценным и достоверным диагностическим методом, особенно при тех инфекциях, возбудители которых в исследуемых биологических средах организма человека содержатся в малых концентрациях и плохо или медленно растут на искусственных средах.

3.5 Иммунологический метод

Иммунологический метод (серологический) включает исследования сыворотки крови, а также других биологических субстратов для выявления специфических антител и антигенов. Классическая серодиагностика основана на определении антител к выявленному или предполагаемому возбудителю. Положительный результат реакции свидетельствует о наличии в исследуемой сыворотке крови антител к антигенам возбудителя, отрицательный результат указывает на отсутствие таковых. Обнаружения в исследуемой сыворотке крови антител к возбудителю ряда инфекционных болезней недостаточно для постановки диагноза, поскольку оно может отражать наличие постинфекционного или поствакцинального иммунитета, поэтому исследуют «парные» сыворотки крови, первую, взятую в первые дни болезни, и вторую, взятую с интервалом 7-10 дней. В этом случае оценивают динамику нарастания уровня антител.

Диагностически значимо увеличение титра антител в исследуемой сыворотке крови не менее чем в 4 раза относительно первоначального уровня. Этот феномен называют сероконверсией. При редких инфекционных болезнях, а также вирусных гепатитах, ВИЧ-инфекции и некоторых других факт наличия антител свидетельствует об инфицированности пациента и имеет диагностическое значение.

Кроме определения титра антител, при проведении серологических исследований можно установить изотип антител. Известно, что при первой встрече организма человека с возбудителем в остром периоде болезни выявляют более быстрое нарастание антител, принадлежащих к IgM, уровень которых, достигая максимального значения, затем снижается. В более поздние сроки болезни повышается количество IgG-антител, которые дольше сохраняются и определяются в периоде ре-конвалесценции. При повторной встрече с возбудителем благодаря иммунологической памяти реакции гуморального иммунитета проявляются более быстрой продукцией IgG-анти-тел, а антитела класса М вырабатываются в незначительном количестве. Обнаружение IgM-антител свидетельствует о наличии текущего инфекционного процесса, а наличие IgG-антител - о перенесенной в прошлом инфекции или поствакцинальном иммунитете.

Учитывая особенности первичного и вторичного иммунного ответа, анализ соотношения IgM- и IgG-антител позволяет в некоторых случаях дифференцировать стадию инфекционного процесса (разгар заболевания, реконвалесценция, рецидив). Например, в случае вирусного гепатита А (ГА) надежным методом диагностики служит определение анти-HAV IgM-антител в сыворотке крови. Их выявление свидетельствует о текущей или недавно возникшей HAV-инфекции.

Серологическое исследование для обнаружения антител при инфекционных заболеваниях является более доступным методом лабораторной диагностики, чем выделение возбудителя. Иногда положительная серологическая реакция служит единственным доказательством встречи и взаимодействия организма с возбудителем соответствующего инфекционного заболевания. Кроме того, ряд заболеваний со сходной клинической картиной (например, риккетсиозы, энтеровирусные инфекции) могут быть дифференцированы лишь серологически, что отражает значение серологических методов в диагностике инфекционных болезней.

Вирусологическое исследование включает два основных этапа: выделение вирусов и их идентификацию. Материалом для вирусологического исследования могут быть кровь, другие биологические и патологические жидкости, биоптаты органов и тканей.

Вирусологическое исследование крови часто проводят с целью диагностики арбовирусных инфекций. В слюне могут быть обнаружены вирусы бешенства, эпидемического паротита, простого герпеса, Носоглоточные смывы служат для выделения возбудителей гриппа и других ОРВИ, кори. В смывах с конъюнктивы обнаруживают аденовирусы. Из фекалий выделяют различные энтеро-, адсно-, рсо-, нора- и ротавирусы.

Для выделения вирусов используют культуры клеток, куриные эмбрионы, иногда лабораторных животных.

Большинство патогенных вирусов отличает наличие тканевой и типовой специфичности, например, полиовирус репродуцируется только в клетках приматов, поэтому для выделения определенного вируса используют соответствующую культуру ткани. Для выделения неизвестного возбудителя целесообразно одномоментное заражение 3-4 культур клеток, предполагая, что одна из них может оказаться чувствительной. Наличие вируса в зараженных культурах клеток определяют по развитию специфической дегенерации клеток, т.е. цитопатоген ном у действию, обнаружению внутриклеточных включений, а также на основе выявления специфического антигена методом иммунофлуоресценции, положительных реакций гемадсорбции и гемагглютинации.

Эмбрионы птиц с их малодифференцированными тканями пригодны для культивирования очень многих вирусов. Чате всего используют эмбрионы кур. При размножении в эмбрионах вирусы могут вызвать их гибель (арбовирусы), появление изменений на хорион-аллантоисной оболочке (оспенные вирусы) или в теле эмбриона, накопление в эмбриональных жидкостях те маг гл ютин ино в (вирусы гриппа, паротита) и комплементе вязывающего вирусного антигена.

Идентификация вирусов осуществляется, с помощью иммунологических методов: реакция торможения гемагтлютинации, связы- кание комплемента, нейтрализация, преципитация в геле, иммунофлуоресценция.

Еще по теме Вирусологический метод:

Оценка основных антропометрических данных параметрическим методом (сигмальный метод)
Лечение по методу угашения условной связи и методу форсированной тренировки
2. Сравнительно-правовой метод – частнонаучный метод юридической науки
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ И ВЫБОР МЕТОДА ЛЕЧЕНИЯ СУБМУКОЗНОЙ МИОМЫ МАТКИ
5.4. Понятие и структура общего метода расследованиякак метода практической деятельности
Тема 8. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯИЗМЕНЧИВОСТИ И МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕДАЧИНАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ. ПРИМЕНЕНИЕГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НОВЫХЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Тема 15. ПАТОГЕННОСТЬ И ВИРУЛЕНТНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ. ФАКТОРЫ ВИРУЛЕНТНОСТИ. МЕТОДЫ ЗАРАЖЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ. АНТИГЕНЫ, МЕТОДЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ. АНТИТЕЛА. РЕАКЦИИ ИММУНИТЕТА И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ. ФАГОЦИТОЗ