Logo bg.centerdiseasecondtrol.com

Антигенна характеристика

Съдържание:

Антигенна характеристика
Антигенна характеристика

Видео: Антигенна характеристика

Видео: Антигенна характеристика
Видео: Антигены. Клетки. Антитела 2023, Март
Anonim
  • Тест за инхибиране на хемаглутинин (HI тест)
  • Ограничения на HI тестовете

"Антигени" са молекулярни структури на повърхността на вируси, разпознати от имунната система и способни да предизвикат имунен отговор (производство на антитела). При грипните вируси основните антигени се намират в повърхностните протеини на вируса (виж фигура 1).

Когато някой е изложен на грипен вирус (или чрез инфекция, или чрез ваксинация), имунната му система прави специфични антитела срещу антигените (повърхностни протеини) на този специфичен грипен вирус. Терминът "антигенни свойства" се използва за описание на антитялото или имунния отговор, предизвикан от антигените на определен вирус. „Антигенна характеристика“се отнася до анализа на антигенните свойства на вируса, за да помогне да се оцени доколко той е свързан с друг вирус.

CDC антигенично характеризира около 2000 грипни вируса всяка година, за да сравнява колко подобни в момента циркулиращи грипни вируси са тези, които са били включени във ваксината срещу грип, и да следи за промени в циркулиращите грипни вируси. Антигенната характеристика може да даде индикация за способността на грипната ваксина да произвежда имунен отговор срещу грипните вируси, циркулиращи при хората. Тази информация също така помага на експертите да решат какви вируси трябва да бъдат включени в грипната ваксина за предстоящия сезон.

Друга информация, която определя колко подобен е циркулиращият вирус на ваксина или друг вирус, са резултатите от серологични тестове и генетично секвениране.

Фигура 1. Характеристики на грипния вирус

Figure 1. Influenza Virus Features
Figure 1. Influenza Virus Features

изображение икона

Горното изображение показва различните характеристики на грипния вирус, включително повърхностните протеини хемаглутинин (НА) и невраминидаза (NA). След грипна инфекция или получаване на противогрипната ваксина, имунната система на организма развива антитела, разпознаващи и свързващи се с „антигенни места“, които са региони, открити на повърхностните протеини на грипния вирус. Свързвайки се с тези антигенни места, антителата неутрализират грипните вируси, което не им позволява да причинят по-нататъшна инфекция.

Най-горе на страницата

Тест за инхибиране на хемаглутинин (HI тест)

Учените използват тест, наречен анализ на инхибиране на хемаглутинин (HI), за да характеризират антигенно грипните вируси. HI тестът работи, като измерва колко добре антителата се свързват (и по този начин инактивират) грипните вируси.

Учените използват HI тест за оценка на антигенното сходство между грипните вируси. Този тест е особено полезен за подпомагане на избора на ваксинните вируси, използвани във ваксината срещу сезонен грип. Резултатите от HI теста могат да ни кажат дали антителата, разработени срещу ваксинация с един вирус, са достатъчно антигенно подобни на друг циркулиращ грипен вирус, за да предизвикат имунен отговор срещу този циркулиращ вирус. Учените също използват HI теста, за да сравняват антигенните промени в понастоящем циркулиращите грипни вируси с грипните вируси, които са циркулирали в миналото.

Тестът за HI включва три основни компонента: антитела, грипен вирус и червени кръвни клетки, които се смесват заедно в ямките (т.е. чаши) на микротитърна плака. (Вижте изображение 1.)

Изображение 1. Микротитърна плака

Image
Image

Микротитърна плоча се използва за извършване на HI тест. Плаката съдържа кладенци (т.е. чашеподобни депресии, които могат да задържат малко количество течност), където се вмъкват разтворите на антитела, грипен вирус и червени кръвни клетки и се оставят да взаимодействат. Тези кладенци са подредени според редове и колони (които са идентифицирани на микротитърната плоча съответно с букви и цифри). Редовете на плаката могат да бъдат използвани за тестване на различни грипни вируси срещу един и същ набор от антитела. Колоните могат да бъдат използвани за разграничаване между по-големи разреждания на антитела, като скала от ниска до висока, която преминава отляво надясно (вижте фигури 3 и 4 за пример).

Антителата, използвани в теста за HI, се получават чрез заразяване на животно (обикновено порове), което е имунологично наивно (т.е. не е било изложено на грипен вирус или ваксина по-рано през живота си). Имунната система на животното създава антитела в отговор на антигените на повърхността на специфичния грипен вирус, използван за заразяване с това животно. За изследване на тези антитела, от животното се взема проба кръв (серум). HI тестът измерва доколко тези антитела разпознават и се свързват с други грипни вируси (например грипни вируси, изолирани от грипни пациенти). Ако антителата на поровете (които са резултат от излагане на вируса на ваксината) разпознават и се свързват с грипния вирус от болен пациент, това показва, че ваксиналният вирус е антигенно подобен на грипния вирус, получен от болния пациент. Това откритие има последици за това колко добре ваксината може да работи при хората. Вижте Ефективност на ваксината срещу грип: Въпроси и отговори за здравни специалисти за повече информация.

Както беше споменато по-горе, грипните вируси, използвани в теста за HI, се вземат от проби от болни хора. CDC и други центрове за сътрудничество на СЗО събират образци от хора по целия свят, за да проследят кои грипни вируси заразяват хората и да следят как тези вируси се променят.

За HI теста се вземат червени кръвни клетки (RBC) от животни (обикновено пуйки или морски свинчета). Те се използват в теста за HI, защото грипните вируси се свързват с тях. Обикновено RBC в разтвор ще потънат до дъното на анализа и ще образуват червена точка на дъното (Фигура 2А). Въпреки това, когато грипен вирус се добави към RBC разтвора, повърхностните протеини на хемаглутинин (HA) на вируса ще се свържат с множество RBC. Когато грипните вируси се свързват с RBCs, червените клетки образуват решетъчна структура (Фигура 2В). Това задържа RBC, суспендирани в разтвор, вместо да потъват на дъното и да образуват червената точка. Процесът на свързване на грипния вирус с RBC за образуване на решетъчната структура се нарича „хемаглутинация“.

Фигура 2. Компоненти на HI теста

Image
Image

HI тестът включва взаимодействието на червените кръвни клетки (RBC), антителата и грипния вирус. Ред А показва, че при липса на вирус, RBCs в разтвор ще потъне до дъното на микротитърна плоча и ще изглежда като червена точка. Ред B показва, че грипните вируси ще се свържат с червените кръвни клетки, когато се поставят в същия разтвор. Това се нарича хемаглутинация и се представя от образуването на решетъчната структура, изобразена в крайната дясна колона под „Резултати от микротитрите.“Ред С показва как антителата, които са антигенно подобни на вирус, който се тества, ще разпознаят и се свържат с този грипен вирус. Това предотвратява свързването на вируса и RBC и следователно хемаглютинация не се появява (т.е. вместо това възниква инхибиране на хемаглутинация).

Най-горе на страницата

Когато антителата са предварително смесени с грипния вирус, последван от RBCs, антителата ще се свържат с антигените на грипния вирус, които те разпознават, покривайки вируса, така че неговите повърхностни протеини на HA вече да не могат да се свързват с RBC (Фигура 2В). Реакцията между антитялото и вируса инхибира (т.е. предотвратява) появата на хемаглютинация, което води до инхибиране на хемаглутинация (както е показано на Фигура 2В). Ето защо анализът се нарича "тест за инхибиране на хемаглутинин (HI)." Хемаглутинацията (както е показано на фигура 2В) възниква, когато антителата не разпознават и се свързват с грипните вируси в разтвора и в резултат грипните вируси се свързват с червените кръвни клетки в разтвора, образувайки решетъчната структура. Когато антителата разпознават и се свързват с грипните вируси в разтвора, това показва, че ваксиналният вирус (подобно на този, с който са заразени поровете) е произвел имунен отговор срещу грипния вирус, получен от болния пациент. Когато това се случи, се казва, че грипният вирус, който се тества, е "антигенно подобен" на грипния вирус, който е създал антителата (от порове).

Когато циркулиращият вирус на грип е антигенно различен от ваксина или референтен вирус, антителата (разработени в отговор на ваксината или референтния вирус) няма да разпознаят и се свързват с повърхностните антигени на циркулиращия грипен вирус. При HI теста това ще доведе до поява на хемаглутинация (виж Фигура 2В). Това показва, че ваксиналният вирус или референтният вирус не е предизвикал имунен отговор (т.е. създаване на антитела), който разпознава и насочва циркулиращия вирус на грипа. Циркулиращите грипни вируси, тествани чрез HI тест, обикновено се получават от респираторни проби, събрани от болни пациенти.

Най-горе на страницата

Оценка на антигенна прилика с помощта на HI тест

HI тестът оценява степента на антигенно сходство между два вируса, използвайки скала, базирана на по-големи разреждания на антитела. Както беше споменато по-горе, HI тестът се провежда с помощта на микротитърна плака. Микротитърната плака съдържа редове и колони от кладенци (т.е. чаши), в които се смесват RBC, грипен вирус и антитела (разработени срещу вирус за сравнение, като например ваксинен вирус). Разрежданията са маркирани в горната част на микротитърната плоча. Тези разреждания функционират като скала за оценка на антигенно сходство и имунен отговор. Тествайки способността на по-големи разреждания на антитела за предотвратяване на хемаглутинация, учените измерват колко добре тези антитела разпознават и се свързват с (и следователно инактивират) грипния вирус. Колкото по-голямо е разреждането, толкова по-малко антитела са необходими за блокиране на хемаглутинацията и колкото по-антигенно подобни двата вируса се сравняват са един към друг. Най-голямото разреждане на антитялото, което води до инхибиране на хемаглутинин, се счита за HI титър на вируса (Фигура 3). По-високите HI титри са свързани с по-голямо антигенно сходство. По-голямото антигенно сходство предполага, че ваксинацията би довела до имунен отговор срещу тествания вирус.

Фигура 3. HI титър анализ

Image
Image

Тази вирусна проба има HI титър 1280, което означава, че най-голямото разреждане на антитяло, което все още блокира появата на хемаглутинация, е при разреждане 1280. При това разреждане антителата все още са способни да разпознават и свързват антигените на вируса.

Фигура 4. Анализ на антигенна характеристика

Image
Image

Когато CDC антигенно характеризира грипните вируси, за да информира решенията за състава на ваксината срещу сезонен грип, тестът HI се използва за сравнение на понастоящем циркулиращите вируси (B&C) с ваксинните вируси (A). Това позволява на учените бързо да определят дали вирусът, използван във ваксината срещу сезонен грип, е антигенно подобен на циркулиращите грипни вируси и следователно е способен да предизвика имунен отговор срещу тях.

Най-горе на страницата

Експертите по обществено здраве смятат грипните вируси за антигенно подобни или „подобни“един на друг, ако техните HI титри се различават с две разреждания или по-малко. (Това е еквивалентно на дву-ямка (т.е. четирикратно разреждане) или по-малка разлика). Използвайки фигура 4 като пример, когато циркулиращият вирус 1 се сравнява с вируса на ваксината, циркулиращият вирус 1 се различава с едно разреждане (двукратна разлика) и следователно е „като“ваксинния вирус от предишния сезон. Циркулиращият вирус 2 обаче се различава с пет разреждания (32-кратна разлика) и следователно не е като ваксиниращия вирус от предишния сезон. Циркулиращите вируси, които са антигенно различни (т.е. не „като“), референтният панел се счита за „ниски реактори“.

Ограничения

Антигенната характеристика дава важна информация за това дали ваксината, направена с помощта на специфичен ваксинен вирус, ще предпази от циркулиращите грипни вируси, но има няколко ограничения на методологията за тест за антигенна характеристика, които са описани по-долу.

Адаптиране на яйца

В момента повечето грипни ваксини се правят с помощта на вируси, отглеждани в яйца. Тъй като човешките грипни вируси се адаптират да растат в яйцата, в вирусите могат да настъпят генетични промени. Те се наричат „адаптирани към яйцата“промени. Някои адаптирани към яйцата промени могат да променят антигенните (или имуногенните) свойства на вируса, докато други може да не са. Промените, приспособени към яйцата, се превърнаха в особен проблем за подбора на кандидат-ваксинните вируси (CVVs) за компонента на вируса на грип A (H3N2) на грипната ваксина. Грипните A (H3N2) вируси са склонни да растат по-малко в пилешките яйца, отколкото вирусите на грип A (H1N1) и те също са по-предразположени към адаптирани към яйцата промени. Такива промени могат да намалят имунната защита, осигурена от грипната ваксина срещу циркулиращи A (H3N2) вируси.

Време от избора на ваксинен вирус до доставката на ваксина

Използвайки съвременната технология за производство на ваксина, отнема около 6-8 месеца от момента на избирането на ваксинния вирус (т.е. февруари за ваксината срещу грип в Северното полукълбо) до момента, когато ваксините срещу грип станат широко достъпни. Тъй като грипните вируси постоянно се променят, циркулиращите грипни вируси могат да се променят през този период от 6-8 месеца. Ако тези генетични промени причинят антигенни промени, това може да означава, че антителата, създадени чрез ваксинация, може да не разпознаят и инактивират циркулиращите грипни вируси. Новите технологии за съкращаване на производственото време за производство на противогрипна ваксина биха могли да намалят шансовете за значителни антигенни промени, настъпващи преди грипните ваксини да станат достъпни всяка година.

Популярни по теми