I. Теоретическая часть
Исследование вирусов и их идентификация представляет собой достаточно сложную проблему. Причиной ее являются основные свойства вирусов: строгий паразитизм ограничивает возможность воспроизведение вирусного потомства на искусственных питательных средах, поэтому в лабораторных условиях культивировать вирусы можно лишь с использованием культур клеток, эмбрионов птиц, лабораторных животных.
Любые вирусологические исследования проводятся в специально оборудованных вирусологических лабораториях, оснащенных специальными средствами защиты работающего персонала от инфицирования.
Вирусологическое исследование (вирусологический метод) выполняется с целью идентификации вируса в исследуемом материале и состоит из следующих этапов:
1) взятие материала для исследования и доставка его в лабораторию - проводится по общепринятым правилам. Различие заключается в дополнительной обработке исследуемого материала для инактивации присутствующих в нем бактерий. С этой целью используют фильтрование, обработку материала антибактериальными препаратами и др. способы,
2) выбор культуры клеток или др. объекта для заражения вируссодержащим материалом. Этот этап проводится на основе данных клинической картины заболевания, локализации патологических проявлений. В исследование включают обычно несколько культур клеток для преодоления проблемы цитотропизма вирусов,
3) заражение культуры клеток вируссодержащим материалом осуществляется путем прямого внесения материала в культуру клеток,
4) культивирование зараженной культуры и последующая индикация вируса, т.е. обнаружение факта репродукции вируса в культуре клеток,
5) идентификация выделенного в культуре клеток вируса.
Культуры клеток - это клетки разных тканей, искусственно поддерживаемые с помощью специальных жидких питательных сред для культур клеток и тканей.
В зависимости от способности прикрепляться к подложке культуры клеток разделяют на суспензионные ( в вирусологии используются редко) и монослойные, образующие сплошной слой на пластике или стекле; по происхождению - эмбриональные, опухолевые, из тканей взрослых организмов. Кроме этого культуры клеток дифференцируют на первичные, получаемые из зрелых тканей (почки, соединительная ткань и т.д.) и перевиваемые - из эмбриональных или опухолевых тканей. Первичные культуры клеток не обладают способностью к пролиферации, поэтому из фрагмента ткани можно получить только одну порцию клеточной культуры и поддерживать ее в лабораторных условиях ограниченное время ( 3-14 дней). Перевиваемые культуры клеток характеризуются высокой способностью к пролиферации вследствие своего происхождения из эмбриональной или опухолевой ткани. При их пролиферации требуется регулярный пересев, что и является основой постоянного получения клеточных линий для вирусологических исследований.
Для культивирования клеточных культур используют синтетические питательные среды (Игла, 199 и др.), адаптированные по составу потребностям пролиферирующих клеток. В среду обычно добавляют сыворотку крови эмбрионов различных животных - источник ростовых факторов.
Индикация вирусов проводится с помощью регистрации следующих феноменов:
1) по цветной пробе. Питательная среда содержит индикатор рН. При нормальном развитии клеток происходит закисление среды продуктами метаболизма и цвет среды изменяется в соответствии со свойствами индикатора. Если культура клеток погибает или её рост резко ингибируется вследствие заражения клеток вирусом, то среда приобретает слабо щелочную реакцию (рис.7.1):
Рис.7.1 Внешний вид цветной пробы для индикации вирусов в исследуемом материале: в образцах 1 и 2 - цветная проба отрицательна, то есть отражает отсутствие вируса в исследуемом материале. В образце 3 индикатор показывает щелочную реакцию среды, означающую гибель клеточной культуры вследствие вирусной репликации, т.е. цветная проба положительна
2)по ЦПД и внутриклеточным включениям, обнаруживаемым при микроскопическом исследовании культуры клеток,
3) по реакциям гемагглютинации и гемадсорбции. Эти реакции заключаются в добавлении суспензии эритроцитов определенных видов животных в культуру клеток, предварительно зараженную вируссодержащим материалом. Феномен агглютинации эритроцитов или их адсорбции на поверхности клеток проявляется в случае репродукции вирусов, содержащих в качестве суперкапсидного антигена гемагглютинин. Реакция гемадсорбции учитывается микроскопически, а реакция гемагглютинации - визуально,
4) по фокусным изменения монослоя культуры клеток, т.е. в реакции бляшкообразования. Реакция аналогична цветной пробе. В данном случае монослой культуры клеток покрывают тонким слоем агара с добавлением индикатора. В местах расположения погибших клеток формируются своеобразные пятна, или бляшки, отличные по цвету от общего фона монослоя,
5) при отсутствии перечисленных выше феноменов можно применить реакцию интерференции, т.е. внести в культуру клеток дополнительный лабораторный штамм вируса, вызывающий ЦПД. После этого ЦПД развивается только в случае отсутствия вирусов в исследуемом материале.
Идентификациявируса, как и любого другого агента, - это определение вида. Для идентификации вирусов используют 2 основных подхода:
а) идентификация по специфичности генома (генетическая идентификация) - с помощью цепной полимеразной реакции и реакции молекулярной гибридизации с соответствующими ДНК- или РНК-зондами; б) серологическая идентификация - с помощью определения антигенной специфичности вируса в серологических реакциях, основанных на взаимодействии антиген-антитело.