Методы индикации вирусов в исследуемом материале

ВИРУСОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ , комплекс методов исследования, позволяющих распознать этиологию вирусного заболевания и изучить его возбудителя.

Осн. этапами В. и. являются выделение вируса от больных и павших животных (взятие, консервирование, пересылка и подготовка материала, заражение им животных, куриных эмбрионов, культуры клеток); титрование вирусов для определения их кол-ва в исследуемых материалах; культивирование вирусов на восприимчивых домашних и лабораторных животных, особенно на развивающихся куриных эмбрионах и культурах тканей (гл. обр. первичнотрипсинизированных).

С помощью морфологич. методов выявляют элементарные тельца, внутриклеточные включения (напр., Бабеша — Негри при бешенстве, Боллингера при оспе птиц). Иммунохимич. методы (гл. обр. метод флуоресцирующих антител) позволяют определить специфич. вирусный антиген в заражённых [зараженных] клетках тканевой культуры или органов и тканей инфицир. животных. С помощью серологич. методов проводят видовую и группоспецифич. идентификацию вируса и антител в сыворотках переболевших животных. С этой целью используют реакции нейтрализации, РСК, реакцию гемагглютинации, задержки гемагглютинации, диффузионной преципитации, торможения гемадсорбции. Реакция нейтрализации позволяет улавливать антигенные различия сходных между собой вирусов даже в пределах одноимённой [одноименной] группы. РСК применяют для обнаружения вирусных антигенов в материалах от больных и павших животных, идентификации выделенного вируса, изучения антигенных связей между различными вирусами и определения антител у переболевших животных. Реакции гемагглютинации и задержки гемагглютинации широко применяют в В. и. для диагностич. целей и типирования возбудителей болезни Ньюкасла, гриппа птиц, парагриппа и нек-рых аденовирусов; непрямую реакцию гемагглютинации используют для выявления адено- и миксовирусов, хламидий. Реакцией прицепитации в агаре изучают антигенную структуру вирусов, выявляют антитела в сыворотке и антигены в исследуемом материале. Реакцию гемадсорбции применяют для предварительной индикации и титрования вирусов в культуре клеток, особенно тех, к-рые не вызывают цитопатич. действия. Гемадсорбция наступает раньше проявления цитопатогенного действия, поэтому её [ее] используют как ранний метод предварительной индикации вирусов. Гемадсорбция островковая (адсорбция эритроцитов на отдельных участках монослоя клеток) типична для гриппа свиней, эпидемич. паротита; диффузная (адсорбция эритроцитов на клетках всего монослоя)— для классич. чумы кур, болезни Ньюкасла, афр. чумы свиней и др. Методы очистки и концентрации вирусов используют при изучении физич., химич. и морфологич. свойств вирусов. Фазовые системы, образованные полимерами, используют для концентрации вирусов из больших объёмов [объемов] вируссодержащих жидкостей, выделения нуклеиновых к-т вирусов. Радиобиологич. методы применяют в В. и. для изучения распределения и локализации вирусов (антител) в организме и особенно для изучения процессов онтогенеза вирусов. С помощью электронной микроскопии обнаруживают вирионы в исследуемом материале и специфич. конгломераты вирусов и антител (иммунная электронная микроскопия). Иммуноэлектроосмофорез обусловлен одновременным встречным движением в геле агара антигена и антитела в результате разной величины электрич. заряда с образованием комплекса антиген — антитело в виде линии преципитации и последующей его денатурацией. Метод применяют при изучении антигенной структуры вируса. Изоэлектрич. фокусирование основано на способности белков переходить в инертное (в отношении электрофоретич. подвижности), а затем агрегированное состояние в изоэлектрич. точке. Метод применяют для изучения белков вирусов. При иммуноферментативном методе происходит присоединение фермента к антителам с последующим образованием комплекса фермент — антитело — антиген, к-рый выявляют в клетке с помощью цитохимич. реакции на фермент (пероксидазу, щелочную и кислую фосфотазу, глюкозооксидазу). Метод используют с диагностич. целью для выявления вирусных антигенов в культурах клеток, мазках-отпечатках, криостатных срезах, а также для изучения тонкой структуры антигенов вируса, патогенеза вирусных болезней и др. См. также Вирусоскопия .

Лит.: Тихоненко Т. И., Методические основы биохимии вирусов, М., 1973, с. 152—58; Лабораторная диагностика вирусных и риккетсиозных заболеваний, пер. с англ., ред. Э. Леннет и Н. Шмидт, М., 1974.

тЙУ. 5. йОДЙЛБГЙС ТЕРТПДХЛГЙЙ ЧЙТХУБ Ч ЛХМШФХТЕ ФЛБОЙ РП ГЙФПРБФЙЮЕУЛПНХ ДЕКУФЧЙА (грд): 1.ЙОФБЛФОБС НПОПУМПКОБС ЛХМШФХТБ ЛМЕФПЛ; 2. ЪБТБЦЕООБС ЛХМШФХТБ (грд). (нЙЛТПВЙПМПЗЙС Й ЙННХОПМПЗЙС.-рПД ТЕД. б.б. чПТПВШЕЧБ.-н, нЕДЙГЙОБ, 1999.-464 У.)

л РПМХРЕТЕЧЙЧБЕНЩН ЛХМШФХТБН ПФОПУСФУС ДЙРМПЙДОЩЕ ЛМЕФЛЙ ЮЕМПЧЕЛБ. пОЙ РТЕДУФБЧМСАФ УПВПК ЛМЕФПЮОХА УЙУФЕНХ, УПИТБОСАЭХА Ч РТПГЕУУЕ 50 РБУУБЦЕК (ДП ЗПДБ) ДЙРМПЙДОЩК ОБВПТ ИТПНПУПН. дЙРМПЙДОЩЕ ЛМЕФЛЙ ЮЕМПЧЕЛБ ОЕ РТЕФЕТРЕЧБАФ ЪМПЛБЮЕУФЧЕООПЗП РЕТЕТПЦДЕОЙС Й ЬФЙН ЧЩЗПДОП ПФМЙЮБАФУС ПФ ПРХИПМЕЧЩИ.
дМС ЧЩТБЭЙЧБОЙС ЧЙТХУПЧ НПЦОП ЙУРПМШЪПЧБФШ ЛХМШФХТЩ ФЛБОЕК МАВПЗП ФЙРБ. дПЪБ ЪБТБЦЕОЙС ЪБЧЙУЙФ ПФ ГЕМЙ Й ОБЪОБЮЕОЙС ПРЩФБ. фЛБОЕЧЩЕ ЛХМШФХТЩ ЙУРПМШЪХАФ ДМС ЧЩДЕМЕОЙС ОПЧЩИ НБМПЙЪХЮЕООЩИ ЧЙТХУПЧ, ЛПЗДБ ПВЩЮОЩН НЕФПДПН (ЪБТБЦЕОЙЕ ЦЙЧПФОЩИ, ЛХТЙОЩИ ЬНВТЙПОПЧ) ОЕЧПЪНПЦОП ХУФБОПЧЙФШ ЧЙТХУОХА РТЙТПДХ ЧПЪВХДЙФЕМС. чЩВПТ ЛМЕФПЮОЩИ ЛХМШФХТ ПРТЕДЕМСЕФУС ЙИ ЮХЧУФЧЙФЕМШОПУФША Л ПФДЕМШОЩН ЗТХРРБН ЧЙТХУПЧ.
тБЪМЙЮБАФ ПУФТХА Й ИТПОЙЮЕУЛХА ЙОЖЕЛГЙЙ. пУФТПЕ ФЕЮЕОЙЕ ЙОЖЕЛГЙЙ ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС ГЙФПРБФЙЮЕУЛЙН ДЕКУФЧЙЕН (ДЕУФТХЛФЙЧОЩНЙ ЙЪНЕОЕОЙСНЙ ЪБТБЦЕООЩИ ЛМЕФПЛ, ЪБЧЕТЫБАЭЙИУС ЙИ ЗЙВЕМША). иТПОЙЮЕУЛБС ЖПТНБ ТЕРТПДХЛГЙЙ ЧЙТХУБ ОЕ ЧЩЪЩЧБЕФ ВЩУФТХА ЗЙВЕМШ ЛМЕФПЛ, ПОЙ ДПМЗПЕ ЧТЕНС ПУФБАФУС ЦЙЪОЕУРПУПВОЩНЙ Й ЧОЕЫОЕ НПЗХФ ОЕ ПФМЙЮБФШУС ПФ ЪБТБЦЕООЩИ.
йОДЙЛБГЙА ЧЙТХУПЧ Ч ЛХМШФХТЕ ЛМЕФПЛ РТПЧПДСФ ОБ ПУОПЧБОЙЙ УМЕДХАЭЙИ ЖЕОПНЕОПЧ:

гЙФПРБФЙЮЕУЛПЕ ДЕКУФЧЙЕ (грд) - ЧЙДЙНЩЕ РПД НЙЛТПУЛПРПН НПТЖПМПЗЙЮЕУЛЙЕ ЙЪНЕОЕОЙС ЛМЕФПЛ, ЧРМПФШ ДП ЙИ ПФФПТЦЕОЙС ПФ УФЕЛМБ, ЛПФПТЩЕ ЧПЪОЙЛБАФ Ч ТЕЪХМШФБФЕ ЧОХФТЙЛМЕФПЮОПК ТЕРТПДХЛГЙЙ ЧЙТХУПЧ (ТЙУ. 5). иБТБЛФЕТ грд РТЙ ТБЪМЙЮОЩИ ЧЙТХУОЩИ ЙОЖЕЛГЙСИ ОЕПДЙОБЛПЧ. рТЙ ТЕРТПДХЛГЙЙ ПДОЙИ ЧЙТХУПЧ (РБТБНЙЛУПЧЙТХУЩ, ЗЕТРЕУЧЙТХУЩ) ОБВМАДБЕФУС УМЙСОЙЕ ЛМЕФПЛ У ПВТБЪПЧБОЙЕН УЙОГЙФЙС, ДТХЗЙИ (ЬОФЕТПЧЙТХУЩ, ТЕПЧЙТХУЩ) - УНПТЭЙЧБОЙЕ Й ДЕУФТХЛГЙС ЛМЕФПЛ, ФТЕФШЙИ (БДЕОПЧЙТХУЩ) - БЗТЕЗБГЙС ЛМЕФПЛ Й Ф.Д.
чЙТХУОЩЕ ЧЛМАЮЕОЙС - УЛПРМЕОЙЕ ЧЙТХУОЩИ ЮБУФЙГ ЙМЙ ПФДЕМШОЩИ ЛПНРПОЕОФПЧ ЧЙТХУПЧ Ч ГЙФПРМБЪНЕ ЙМЙ СДТЕ ЛМЕФПЛ, ЧЩСЧМСЕНЩЕ РПД НЙЛТПУЛПРПН РТЙ УРЕГЙБМШОПН ПЛТБЫЙЧБОЙЙ. чЛМАЮЕОЙС ТБЪМЙЮБАФУС РП ЧЕМЙЮЙОЕ, ЖПТНЕ, ЮЙУМЕООПУФЙ. иБТБЛФЕТОЩЕ СДЕТОЩЕ ЧЛМАЮЕОЙС ЖПТНЙТХАФУС Ч ЛМЕФЛБИ, ЪБТБЦЕООЩИ ЧЙТХУБНЙ ЗЕТРЕУБ, БДЕОПЧЙТХУБНЙ, ЗТЙРРБ, ВЕЫЕОУФЧБ, ПУРЩ Й ДТ.
вМСЫЛЙ, ЙМЙ ОЕЗБФЙЧОЩЕ ЛПМПОЙЙ - ПЗТБОЙЮЕООЩЕ ХЮБУФЛЙ, УПУФПСЭЙЕ ЙЪ ДЕЗЕОЕТБФЙЧОЩИ ЛМЕФПЛ, ЛПФПТЩЕ ЧЙТХУЩ УРПУПВОЩ ПВТБЪПЧЩЧБФШ Ч НПОПУМПЕ ЛМЕФПЛ РПД БЗБТПЧЩН РПЛТЩФЙЕН. пОЙ ЧЙДОЩ ОЕЧППТХЦЕООЩН ЗМБЪПН ЛБЛ УЧЕФМЩЕ РСФОБ ОБ ЖПОЕ РТЙЦЙЪОЕООП ПЛТБЫЕООЩИ ОЕКФТБМШОЩН ЛТБУОЩН ЛМЕФПЛ. пДОБ ВМСЫЛБ УППФЧЕФУФЧХЕФ РПФПНУФЧХ ПДОПЗП ЧЙТЙПОБ. оЕЗБФЙЧОЩЕ ЛПМПОЙЙ ТБЪОЩИ ЧЙТХУПЧ ПФМЙЮБАФУС РП ТБЪНЕТХ, ЖПТНЕ. вМСЫЛППВТБЪПЧБОЙЕ ЙУРПМШЪХАФ ДМС ДЙЖЖЕТЕОГЙБГЙЙ, УЕМЕЛГЙЙ ЧЙТХУПЧ, Б ФБЛЦЕ ДМС ПРТЕДЕМЕОЙС ЙИ ЛПОГЕОФТБГЙЙ Ч ЙУУМЕДХЕНПН НБФЕТЙБМЕ. фЙФТ ЧЙТХУБ, ХУФБОПЧМЕООЩК ЬФЙН НЕФПДПН, ЧЩТБЦБАФ ЮЙУМПН ВМСЫЛППВТБЪХАЭЙИ ЕДЙОЙГ (впе) Ч 1 НМ.
`гЧЕФОБС' РТПВБ. еУМЙ ЧЙТХУЩ ОЕ ТБЪНОПЦБАФУС Ч ЛХМШФХТЕ ЛМЕФПЛ, ФП ЦЙЧЩЕ ЛМЕФЛЙ Ч РТПГЕУУЕ УЧПЕЗП НЕФБВПМЙЪНБ ЧЩДЕМСАФ ЛЙУМЩЕ РТПДХЛФЩ, ЮФП ЧЕДЕФ Л ЙЪНЕОЕОЙА То УТЕДЩ Й ГЧЕФБ ЙОДЙЛБФПТБ ЖЕОПМПЧПЗП ЛТБУОПЗП ОБ ЦЕМФЩК. рТЙ РТПДХЛГЙЙ ЧЙТХУПЧ ОПТНБМШОЩК НЕФБВПМЙЪН ЛМЕФПЛ ОБТХЫБЕФУС, ЛМЕФЛЙ ЗЙВОХФ, Й УТЕДБ УПИТБОСЕФ УЧПК РЕТЧПОБЮБМШОЩК (ЛТБУОЩК) ГЧЕФ. фБЛЙН ПВТБЪПН, ЛТБУОЩК ГЧЕФ УТЕДЩ ХЛБЪЩЧБЕФ ОБ ОБМЙЮЙЕ ЧЙТХУБ Й РТЕЛТБЭЕОЙЕ ЦЙЪОЕДЕСФЕМШОПУФЙ ЛМЕФПЛ.
зЕНБДУПТВГЙС - УРПУПВОПУФШ ЛХМШФХТ ЛМЕФПЛ, ЙОЖЙГЙТПЧБООЩИ ЧЙТХУБНЙ, БДУПТВЙТПЧБФШ ОБ УЧПЕК РПЧЕТИОПУФЙ ЬТЙФТПГЙФЩ ПРТЕДЕМЕООЩИ ЧЙДПЧ ЦЙЧПФОЩИ Й РФЙГ. зЕНБДУПТВГЙС РТПСЧМСЕФУС УЛПРМЕОЙЕН Ч ЧЙДЕ ЗТПЪДЕК ЬТЙФТПГЙФПЧ, БДУПТВЙТПЧБООЩИ ОБ ЙОЖЙГЙТПЧБООЩИ ЧЙТХУПН ЛМЕФЛБИ.
йОФЕТЖЕТЕОГЙС - ОЕЛПФПТЩЕ ЧЙТХУЩ НПЦОП ПВОБТХЦЙФШ Ч ЛХМШФХТЕ ФЛБОЙ ФПМШЛП РП ОБМЙЮЙА ЙОФЕТЖЕТЕОГЙЙ. йУРЩФХЕНЩК ЧЙТХУ ЧЧПДЙФУС Ч ЛХМШФХТХ ЛМЕФПЛ РЕТЧЩН, ЮЕТЕЪ ОЕУЛПМШЛП ДОЕК ФХДБ ЦЕ ЧОПУСФ УФБОДБТФОХА ДПЪХ ЧЙТХУБ, ПВМБДБАЭЕЗП ЧЩТБЦЕООПК ГЙФПРБФЙЮЕУЛПК БЛФЙЧОПУФША ЙМЙ УРПУПВОПУФША ЧЩЪЩЧБФШ ЗЕНБДУПТВГЙА. рПУМЕ ПРТЕДЕМЕООПЗП ЙОЛХВЙТПЧБОЙС РТПЧЕТСАФ ОБМЙЮЙЕ ГЙФПРБФЙЮЕУЛЙИ ЙЪНЕОЕОЙК ЙМЙ ЗЕНБДУПТВГЙЙ, РПДФЧЕТЦДБАЭЙИ ТБЪНОПЦЕОЙЕ `ЧЩСЧМСАЭЕЗП' ЧЙТХУБ. пФУХФУФЧЙЕ Ч ЛХМШФХТЕ `ЧЩСЧМСАЭЕЗП' ЧЙТХУБ ЗПЧПТЙФ П ОБМЙЮЙЙ ЙУРЩФХЕНПЗП ЧЙТХУБ.

Для количественного накопления вирусов наиболее удобную систему представляют культуры клеток. Первые попытки культивирования клеток животных вне организма относятся к концу прошлого столетия. Эти отрывочные наблюдения указывали на возможность сохранения жизнеспособности тканей и клеток в искусственных условиях и положили начало глубоким научным исследованиям тканевых культур.

Тканевые культуры давно нашли применение для решения различных вопросов биологии и медицины. Однако лишь успехи в области вирусологии, достигнутые с помощью тканевых культур, явились мощным стимулом их развития до современного уровня.

Культивирование вирусов помогает решить ряд теоретически проблем, связанных с изучением особенностей взаимодействия "вирус-клетка". Кроме того решение целого ряда прикладных задач, связанных с диагностикой и производством препаратов для профилактики вирусных инфекций невозможно без накопления вируссодержащего сырья.

Более 80 курсов для обучения Всего 20 минут в день на занятия Персональный преподаватель

Индикация вирусов – лабораторный процесс установления присутствия неидентифицированных вирусов в исследуемом материале или в системе культивирования вирусов. Осуществляется путем электронной микроскопии, выявления цитопатического действия (ЦПД) и образования включений, реакциями гемагглютинации, гемадсорбции, гемолиза, присутствия бляшек на ХАО КЭ и кре клеток под агаровым покрытием, признаков экспериментальной инфекции.

Для культивирования вирусов используют культуры клеток, куриные эмбрионы и чувствительных лабораторных животных. Эти же методы используют и для культивирования риккетсий и хламидий — облигатных внутриклеточных бактерий, которые не растут на искусственных питательных средах.

Культуры клеток. Культуры клеток готовят из тканей животных или человека. Культуры подразделяют на первичные (неперевиваемые), полуперевиваемые и перевиваемые.

Приготовление первичной культуры клеток складывается из нескольких последовательных этапов: измельчения ткани, разъединения клеток путем трипсинизации, отмывания полученной однородной суспензии изолированных клеток от трипсина с последующим суспендированием клеток в питательной среде, обеспечивающей их рост, например в среде 199 с добавлением телячьей сыворотки крови.

Перевиваемые культуры в отличие от первичных адаптированы к условиям, обеспечивающим им постоянное существование in vitro, и сохраняются на протяжении нескольких десятков пассажей.

Перевиваемые однослойные культуры клеток приготовляют из злокачественных и нормальных линий клеток, обладающих способностью длительно размножаться in vitro в определенных условиях. К ним относятся злокачественные клетки HeLa, первоначально выделенные из карциномы шейки матки, Нер-3 (из лимфоидной карциномы), а также нормальные клетки амниона человека, почек обезьяны и др.

К полуперевиваемым культурам относятся диплоидные клетки человека. Они представляют собой клеточную систему, сохраняющую в процессе 50 пассажей (до года) диплоидный набор хромосом, типичный для соматических клеток используемой ткани. Диплоидные клетки человека не претерпевают злокачественного перерождения и этим выгодно отличаются от опухолевых.

О размножении (репродукции) вирусов в культуре клеток судят по цитопатическому действию (ЦПД), которое может быть обнаружено микроскопически и характеризуется морфологическими изменениями клеток.

Характер ЦПД вирусов используют как для их обнаружения (индикации), так и для ориентировочной идентификации, т. е. определения их видовой принадлежности.

Один из методов индикации вирусов основан на способности поверхности клеток, в которых они репродуцируются, адсорбировать эритроциты — реакция гемадсорбции. Для ее постановки в культуру клеток, зараженных вирусами, добавляют взвесь эритроцитов и после некоторого времени контакта клетки промывают изотоническим раствором хлорида натрия. На поверхности пораженных вирусами клеток остаются прилипшие эритроциты.

Другой метод — реакция гемагглютинации (РГ). Применяется для обнаружения вирусов в культуральной жидкости культуры клеток либо хорионаллантоисной или амниотической жидкости куриного эмбриона.

Количество вирусных частиц определяют методом титрования по ЦПД в культуре клеток. Для этого клетки культуры заражают десятикратным разведением вируса. После 6—7-дневной инкубации их просматривают на наличие ЦПД. За титр вируса принимают наибольшее разведение, которое вызывает ЦПД в 50 % зараженных культур. Титр вируса выражают количеством цитопатических доз.

Более точным количественным методом учета отдельных вирусных частиц является метод бляшек.

Метод ПЦР (полимеразная цепная реакция) – принцип контролируемого умножения копий ДНК искомого микроорганизма

Некоторые вирусы можно обнаружить и идентифицировать по включениям, которые они образуют в ядре или цитоплазме зараженных клеток.

Куриные эмбрионы. Куриные эмбрионы по сравнению с культурами клеток значительно реже бывают контаминированы вирусами и микоплазмами, а также обладают сравнительно высокой жизнеспособностью и устойчивостью к различным воздействиям.

Для получения чистых культур риккетсий, хламидий и ряда вирусов в диагностических целях, а также для приготовления разнообразных препаратов (вакцины, диагностикумы) используют 8—12-дневные куриные эмбрионы. О размножении упомянутых микроорганизмов судят по морфологическим изменениям, выявляемым после вскрытия эмбриона на его оболочках.

О репродукции некоторых вирусов, например гриппа, оспы, можно судить по реакции гемагглютинации (РГА) с куриными или другими эритроцитами.

К недостаткам данного метода относятся невозможность обнаружения исследуемого микроорганизма без предварительного вскрытия эмбриона, а также наличие в нем большого количества белков и других соединений, затрудняющих последующую очистку риккетсий или вирусов при изготовлении различных препаратов.

Лабораторные животные. Видовая чувствительность животных к определенному вирусу и их возраст определяют репродуктивную способность вирусов. Во многих случаях только новорожденные животные чувствительны к тому или иному вирусу (например, мыши-сосунки — к вирусам Коксаки).

Преимущество данного метода перед другими состоит в возможности выделения тех вирусов, которые плохо репродуцируются в культуре или эмбрионе. К его недостаткам относятся контаминация организма подопытных животных посторонними вирусами и микоплазмами, а также необходимость последующего заражения культуры клеток для получения чистой линии данного вируса, что удлиняет сроки исследования.

Лизис (от греч. λύσις) — растворение, разрушение клеток и их систем, в том числе микроорганизмов, под влиянием различных агентов, например ферментов, бактериолизинов, бактериофагов, антибиотиков. Также, в медицинской практике может обозначать период постепенного и медленного падения температуры при инфекционных заболеваниях; антоним термину кризис.

Нуклеи́новые кисло́ты (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

Але́ксис Карре́ль (фр. Alexis Carrel) (28 июня 1873, Сент-Фуа-ле-Лион — 5 ноября 1944, Париж) — французский хирург, биолог, патофизиолог и евгенист, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1912 году.

При заражении вирусами клеточных культур можно получать различные видимые проявления действия вируса:

· Цитопатическое действие вируса на культуру клеток (ЦПД) – возникновение в ней видимых морфологических дегенеративных изменений (литическая инфекция);

· Приобретение заражённой культурой клеток способностик гемадсорбции – к адсорбции эритроцитов на поверхности клеточного слоя;

· Подавление процессов метаболизма в заражённой вирусом культуре клеток, выявляемое с помощью так называемой цветной пробы.

Окончательная идентификация выделенного вируса проводится с помощью реакции нейтрализации с диагностическими вируснейтрализующими сыворотками. Определяют их родовую и видовую принадлежность.

2.1.1. Цитопатическое действие (ЦПД) вируса в культуре клеток

Основной причиной ЦПД является нарушение метаболизма клетки. Прекращается синтез РНК клетки-хозяина, что ведёт к подавлению синтеза белков, приводит к нарушению структуры клеточных мембран, лизосом, митохондрий. Освобождаются и активируются клеточные ферменты (лизосомальные), которые вызывают деструкцию клеточных компонентов, т.е. развитие ЦПД. При резкой дегенерации клеточный монослой гибнет.

При острой вирусной инфекции может наблюдаться образование гигантских многоядерных клеток – симпластов (или синцитиев). Симпластообразование вызывают более 20 различных вирусов, имеющих ферменты: лецитиназу, нейраминидазу, и богатых липидами (напр., парамиксовирусы).

Рис. 5. Проявление ЦПД в культуре клеток

К проявлению ЦПД вирусов относится образование внутриклеточных включений. Они образуются, если вирус не вызывает гибели клеток, или на стадиях до наступления гибели. Образование включений может быть единственным проявлением реакции клетки на внедрение вируса.

С целью обнаружения вируса в материалах от больных проводят заражение исследуемым материалом однослойных культур клеток. Для заражения отбирают пробирки со сплошным клеточным слоем, просматривая их под малым увеличением микроскопа. Перед заражением из пробирок отсасывают культуральную жидкость, затем вносят по 0,1 мл исследуемого материала и добавляют питательную среду до 1 мл. Каждую пробу материала вносят в 4 пробирки. Для контроля несколько пробирок оставляют незаражёнными, но также сменяют в них питательную среду. Пробирки выдерживают в термостате, обычно при 37 0 С, и ежедневно микроскопируют с целью обнаружения ЦПД (в течение недели и более).

ЦПД различных вирусов на клеточные культуры обладает определённой специфичностью. Родственные вирусы дают цитопатическую реакцию сходного типа, эффект действия отдалённых по свойствам вирусов часто различен, поэтому по типу ЦПД можно судить о семействе или роде, к которым относится исследуемый вирус:

- энтеровирусы (вирусы полиомиелита, Коксаки, ЕСНО) вызывают однородную мелкозернистую деструкцию клеток;

- аденовирусы превращают клеточный слой в скопления мелких, округлых клеток, расположенных в виде гроздьев винограда;

- парагриппозные вирусы, респираторно-синцитиальный, вирусы кори и паротита образуют симпласты.

Количественное определение вирусов в исследуемом материале проводится с помощью титрования. Для этой цели готовят 10-кратные последовательные разведения вируса, которыми заражают клеточные культуры. Титром вируса называют его наибольшее разведение, вызывающее ЦПД в половине заражённых культур. Титр вируса выражают в цитопатических дозах (ЦПД₅₀) в 1 мл. За одну ЦПД₅₀ принимают 0,1 мл вируссодержащего материала, разведённого до титра.

Для идентификации выделенного вируса по нейтрализации ЦПД культуральную жидкость смешивают с равным объёмом диагностической иммунной сыворотки (разведение сыворотки 1:5 или 1:10). После 1-2-часового контакта при комнатной температуре этой смесью (по 0,2 мл) заражают 4 пробирки с культурой клеток, из которой предварительно была удалена питательная среда; после добавления смеси в пробирки вносят по 0,8 мл свежей среды. Опыт сопровождается несколькими контролями:

1 – контроль незаражённой культуры;

2 – контроль дозы вируса – клеточные культуры заражают той же дозой вируса, что и в опыте;

3 – контроль культуры, заражённой смесью культуральной жидкости с нормально сывороткой.

Опыт учитывают через 5-7 дней и более, просматривая пробирки под малым увеличением микроскопа. В первом контроле ЦПД должно отсутствовать, во втором и третьем – обязательное проявление ЦПД. Отсутствие цитопатического эффекта в опытных пробирках указывает, что в данной пробе произошла нейтрализация вируса иммунной сывороткой, сыворотка соответствует типу выделенного вируса.

2.1.2. Реакция гемадсорбции

Гемадсорбирующие свойства имеют многие вирусы: орто- и парамиксовирусы, флавивирусы, поксвирусы. Эти же вирусы обладают спосодностью вызывать гемагглютинацию – склеивание эритроцитов. Приобретение способности к гемадсорбции связано со встраиванием в мембрану заражённых вирусом клеток вирусспецифических белков – гемагглютининов, к которым эритроциты имеют комплементарные рецепторы и поэтому адсорбируются на поверхности заражённых клеток. В реакции применяют эритроциты морской свинки, кур, обезьян, человека 0 (I) группы. По наличию явления гемадсорбции обнаруживают присутствие вирусов в культурах клеток при латентной инфекции, когда цитопатический эффект оказывается слабо выраженным или отсутствует совершенно.

Рис. 6. Реакция гемадсорбции

Техника постановки реакции гемадсорбции

Предварительно клеточные культуры заражают исследуемым материалом. Реакцию гемадсорбции ставят каждые два дня до появления положительной реакции (в течение 8-10 дней). Для этого в пробирку с заражённой культурой вносят по 0,2 мл взвеси эритроцитов (0,4-1%) и выдерживают пробирки в наклонном положении, чтобы эритроциты соприкасались с клеточным слоем. Температура, при которой ставят опыт, и экспозиция зависит от вида вируса. Пробирки встряхивают и оставляют на некоторое время в вертикальном положении для оседания неадсорбировавшихся эритроцитов. При микроскопии под малом увеличением в опытной пробирке регистрируют положительную реакцию гемадсорбции, выражающуюся в том, что эритроциты адсорбируются на клетках культуры, прилипая к клеточному слою; в контрольной пробирке клеточный слой свободен от эритроцитов.

При добавлении специфической иммунной сыворотки в пробирку с клеточной культурой, предварительно заражённой соответствующим вирусом, заражённые клетки теряют способность адсорбировать эритроциты, т.е. происходит явление задержки гемадсорбции. Вследствие специфичности этого явления реакция задержки гемадсорбции может быть использована для идентификации выделенных вирусов, а также с целью обнаружения и титрования вируснейтрализующих антител в сыворотках больных.

2.1.3.Метод бляшек

Для получения бляшек клеточный монослой заражают небольшой концентрацией вируса и фиксируют адсорбировавшиеся на клетках вирионы с помощью агарового покрытия, в которое добавлен витальный краситель – нейтральный красный. ЦПД вирусов имеет очаговый характер, погибшие клетки дегенерируют, теряют способность удерживать нейтральный красный и обесцвечиваются. В результате на непрозрачном равномерно розовом фоне клеточного монослоя появляются бляшки в виде более прозрачных неокрашенных округлых пятен.

Рис. 7. Метод бляшек

Агаровое покрытие готовят из высококачественного агара в концентрации 1-1,5% и других компонентов – солевых буферных растворов, дополнительных питательных веществ, антибиотиков. Раствор нейтрального красного входит в состав среды или его добавляют во флакон или чашку незадолго до учёта опыта. Часто вместо агара используют гель бентионита (5-6%) – это алюмосиликат природного происхождения, который биологически инертен и не токсичен для культур клеток.

Обнаружение и титрование вирусов методом бляшек

Для получения бляшек вирусов во флаконы или чашки наливают взвесь клеток в питательной среде (№ 199 или среда с гидролизатом лактальбумина). Флаконы закрывают резиновыми пробками, чашки заклеивают лейкопластырем и помещают в термостат на 5-6 дней для получения монослоя клеток, который должен быть сплошным, без признаков дегенерации. Перед заражением среду из флаконов или чашек удаляют и однослойную культуру клеток осторожно отмывают раствором Хенкса, который затем тщательно отсасывают. Заражение производят путём внесения разведённого исследуемого материала в объёме 0,1-0,25 мл и равномерного распределения этого материала по поверхности клеточного слоя с помощью покачивания. Через 30-60 минут заражённую культуру клеток заливают покровной средой. Флаконы или чашеи с застывшей средой помещают в термостат (клеточным слоем кверху) и выдерживают до образования бляшек (2-5 суток), после чего производят их подсчёт и изучение.

Разные вирусы образуют бляшки, отличающиеся по величине, форме, характеру краёв, по срокам появления и другим свойствам, что может быть использовано для предварительной идентификации вируса.

Для титрования вирусов готовят серийные разведения вируссодержащего материала и каждое из разведений вносят во флакон или чашку со слоем культуры клеток. Подсчитав образовавшиеся бляшки (с учётом разведения вируса), вычисляют титр вируса – количество вирионов в 1,0 мл исходного материала. Титр вируса, определяемый методом бляшек, принято выражать числом бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 1 мл.

Метод бляшек даёт возможность провести точную идентификацию вируса с помощью диагностических специфических сывороток. При соответствии между сывороткой и вирусом происходит нейтрализация вируса и при заражении монослоя клеток такой смесью бляшки не образуются или их количество значительно снижается.

2.1.4. Цветная проба

Цветная проба (или цветная реакция) основана на разнице в цвете среды индикатором фенолрот, в которой растёт нормальная, жизнеспособная культура клеток, и среды, где находится культура, заражённая вирусом. В процессе развития нормальной культуры клеток происходит постепенное накопление кислых продуктов обмена веществ, что приводит к сдвигу рН в кислую сторону. Такое изменение реакции среды говорит о наличии роста и размножения клеток. Среда с индикатором фенолрот, первоначально имевшая красный цвет (рН 7,4 – 7,6), вследствие снижения рН до 7,0 – 6,8 приобретает жёлтый цвет.

Заражение культуры клеток вирусом приводит к развитию в ней дегенеративных процессов: происходит подавление процессов метаболизма, значительно понижается гликолиз, в результате чего кислых продуктов накапливается мало, рН среды остаётся на исходном уровне и среда с индикатором фенолрот остаётся красного цвета.

С помощью цветной реакции можно определить соответствие вируса и вируснейтрализующей сыворотки, если их предварительно смешать и эту смесь после инкубации внести в культуру клеток. Специфическая сыворотка нейтрализует вирус и он не оказывает цитопатическое действие на клетки культуры.

Цветную пробу ставят с различными типами клеточных культур. Чаще берут первичную культуру клеток почки обезьяны или перевиваемые культуры клеток. При постановке цветной реакции необходимо учитывать, что каждая культура клеток, на которой ставят реакцию, имеет определённый уровень метаболизма. Устанавливают дозу клеток для цветной реакции, то есть то оптимальное количество клеток, которое должно быть взято в каждую пробирку.

При работе с культурой почечных клеток обезьяны готовят взвесь клеток густотой 100-200 тыс. в 1 мл. Из неё делают ряд возрастающих разведений в объёме 0,25 мл и определяют минимальное количество клеток, которое при постановке цветной пробы изменяет цвет питательной среды из красного в жёлтый н 5-6-й день выдерживания в термостате; это количество и принимается за дозу клеток. Обычно эта доза – 25 тыс. клеток в объёме 0,25 мл.

Титрование вируса методом цветной пробы

Цветную пробу ставят в пробирках, которые иногда закрывают резиновыми пробками, но чаще разобщение от атмосферного воздуха достигается наслаиванием стерильного вазелинового масла (0,6-0,8 мл) или применение алюминиевой фольги. Однотипную опытную смесь наливают в четыре пробирки.

При оценке результатов реакции учитывают два тона: жёлтый и красный (табл. 3).

При титровании вируса по цветной пробе готовят десятикратные разведения вируссодержащего материала. Эти разведения вируса, взятые в объёме 0,25 мл, смешивают с 1 дозой клеток, содержащейся в таком же объёме, добавляют питательную среду по 0,25 мл и наслаивают вазелиновое масло по 0,6-0,8 мл. В реакции ставят контроли клеточной взвеси: берут 1,1/2 и ¼ дозы клеток. Пробирки помещают на 5-6 дней в термостат при 37 0 С после чего по изменению цвета учитывают реакцию.

Титром вируса по цветной пробе называется то наибольшее разведение вируса, которое вызывает подавление метаболической активности клеток в 50% случаев. В данном примере (табл. 3) титр вируса равен 10 -4 (две пробирки красные, две – жёлтые). Количество вируса, содержащееся в объёме 0,25 мл в разведении, равном титру, называется цитопатической дозой (ЦПД₅₀) вируса.

Схема титрования вируса методом цветной пробы

Ингредиенты опыта (в мл)	№ пробирок
Разведения вируссодержащего материала	Контроль клеток
10 -1	10 -2	10 -3	10 -4	10 -5	10 -6	1 доза	½ доза	¼ доза
Вируссодержащий материал	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	-	-	-
Взвесь клеток (1 доза)	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
Питательная среда	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,5	0,5	0,5
Вазелиновое масло	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Возможные результаты
Цвет среды в пробирках (красный или жёлтый)	К-4	К-4	К-3 Ж-1	К-2 титр Ж-2	К-1 Ж-3	Ж-4	Ж-4	Ж-2 К-2	К-4
Обозначения:	К-4 – красного цвета 4 пробирки; Ж-3 – жёлтого цвета 3 пробирки