Для современного здравоохранения лечение цитомегаловирусной инфекции (ЦМВИ) становится все более актуальной проблемой: Европейским региональным бюро Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) она отнесена к группе заболеваний, которые определяют будущее инфекционной патологии. Цитомегаловирус (ЦМВ) - это не только один из этиологических факторов внутриутробных и перинатальных аномалий. Он также может вызывать тяжелые пневмонии в посттрансплантационном периоде, после ожоговых травм, у онкогематологических больных. ЦМВИ обусловливает 4-6% случаев посттрансфузионных гепатитов.
ЦМВИ подвержены все слои населения всех регионов земного шара, хотя у экономически и социально незащищенной части населения она встречается чаще, чем среди лиц среднего класса и у богатых. По данным ВОЗ, заболевания, вызванные группой герпес-вирусов, в которую входит и ЦМВ, как причина смертности от вирусных инфекций занимают второе место в мире (15,8%) после гриппа (35,8%).
ЦМВ в организме человека может находиться в латентном состоянии, в стадии активной репликации без развития органных поражений и быть причиной тяжелой клинически выраженной патологии, не имеющей очевидной связи с ЦМВИ. Именно поэтому все более актуальными становятся вопросы дифференциальной лабораторной диагностики ЦМВИ, направленной не только на подтверждение присутствия самого ЦМВ в организме пациента, но и определение стадии его активности [1].
Одним из наиболее эффективных инструментов диагностики инфекционной патологии при отсутствии специфических клинических проявлений служит определение класса и динамики видоспецифических антител (АТ) в крови пациента, поскольку наличие видоспецифических IgМ и/или нарастание титра специфических IgG является практически однозначным свидетельством активного течения первичной инфекции или реинфекции, или обострения хронического процесса [2]. Не является исключением и ЦМВИ, характеризующаяся крайней вариабельностью клинических проявлений, хотя отдельные исследователи полагают, что наличия в крови больного специфических IgM-антител и/или существенное увеличение титров специфических IgG-антител недостаточно для окончательной диагностики ЦМВИ, а достоверным критерием высокой активности ЦМВ, доказывающим его этиологическую роль в развитии тех или иных клинических синдромов, считают высокий титр ДНК ЦМВ в лейкоцитах периферической крови [3]. Однако, как правило, серологических маркеров активной ЦМВИ вполне достаточно для ее диагностики, тем более что их определение наиболее доступно для большинства клинико-диагностических лабораторий [4].
Алгоритм серологического исследования предусматривает выявление АТ к ЦМВ, определение их класса, определение авидности и титра IgG-антител и, при необходимости (при недостаточности полученной информации для постановки окончательного диагноза), проведение иммунного блоттинга (ИБ), т.е. выявление специфических АТ классов М и G к отдельным антигенам ЦМВ, позволяющее отслеживать динамику смены белков в ходе инфекционного процесса, что имеет важное диагностическое и прогностическое значение.
ИБ - это, по сути, один из вариантов твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА), при котором АТ, присутствующие в исследуемом образце, взаимодействуют с отдельными антигенами возбудителя, нанесенными на полоски нитроцеллюлозной мембраны (стрипы). Образующиеся при этом комплексы «антиген-АТ» связываются затем с конъюгатом - видоспецифическими антителами к Ig человека, меченными ферментом, и выявляются по цветной реакции с субстратом этого фермента в присутствии соответствующего индикатора. Интенсивность реакции определяется содержанием в образце соответствующих АТ. В зависимости от способа нанесения антигенов на нитроцеллюлозную мембрану различают ИБ в формате Western Blot (на мембрану методом электропереноса наносят белки лизата вирусной культуры, подвергнутой электрофорезу) или Line-blot (на определенные участки мембраны наносят в определенном порядке только клинически значимые антигены (нативные, синтетические или рекомбинантные); возможен также комбинированный формат ИБ («Western-Lineblot») [5, 6].
Антигены ЦМВ подразделяют на три категории:
1) перекрестно реагирующий антиген с молекулярной массой 65 кДа и неопределенные антигены;
2) низкоспецифичные антигены с молекулярной массой 75, 55, 52 и 38 кДа;
3) высокоспецифичные антигены с молекулярной массой 150, 130 и 28 кДа.
Наличие АТ хотя бы к одному из высокоспецифичных антигенов свидетельствует о формировании иммунного ответа к ЦМВ, т.е. о том, что у пациента идет активный инфекционный процесс. Соответственно, наличие АТ к антигену рр65 (предранний белок) может расцениваться как маркер первичной (острой) инфекции, реактивации процесса или суперинфекции. Не исключена его наработка при суперинфекции [5].
Опыт использования ИБ свидетельствует об эффективности его применения при диагностике как приобретенной, так и врожденной ЦМВИ, в том числе у лиц с выраженным иммунодефицитом (при ограничении синтеза АТ или при их поликлональной наработке). К достоинствам ИБ следует также отнести возможность автоматизации как постановки анализа, так и учета его результатов, в том числе с объективизацией оценки интенсивности реакции.
До настоящего времени для подтверждающих исследований на ЦМВИ могли быть использованы только тест-системы формата Western Blot зарубежных производителей, высокая стоимость которых существенно ограничивает возможности их широкого использования в практике отечественного здравоохранения. Именно поэтому разработка соответствующего отечественного продукта, по диагностической эффективности не уступающего своему зарубежному аналогу, но значительно более дешевому, достаточно актуальна.
Материал и методы
Для приготовления иммуносорбента использовали нитроцеллюлозную мембрану фирмы «Whatman» (Германия), для получения специфических антигенов ЦМВ - ультразвуковые лизаты культуры штамма AD-169 на диплоидных клетках фибробластов человека (линия М-22).
В качестве конъюгата применяли козьи АТ к IgG человека, конъюгированные со щелочной фосфатазой фирмы «Jakson» (США).
Для индикации реакции использовали 5-бром-4-хлор-3-индолилфосфат и нитроголубой тетразолий («KEM-EN-TEC», Дания).
При разработке данной тест-системы использовали следующие методы:
1) электрофорез в полиакриламидном геле (ПААГ) в присутствии додецилсульфата натрия (денатурирующие условия по Laemmli), приводящий к разделению по молекулярному весу смеси биологических макромолекул;
2) электроперенос разделенных белков из геля на твердую подложку (нитроцеллюлозную мембрану) - блоттинг;
3) выявление перенесенных на мембрану белков с помощью ИФА с последующей визуальной оценкой результатов исследования.
Результаты
Создание новой тест-системы потребовало решения широкого круга вопросов:
- выбрать оптимальную концентрацию вирусного лизата;
- подобрать условия электрофореза и электрофоретического переноса белковых комплексов на нитроцеллюлозную мембрану;
- определить условия последующей обработки мембраны;
- выбрать конъюгат и окрашивающий раствор;
- оптимизировать состав буферных растворов для отмывки стрипов, разведений сывороток и конъюгата;
- определить оптимальные условия инкубации иммуносорбента с сыворотками и конъюгатом.
Первый и, пожалуй, самый важный этап в разработке данной тест-системы был связан с отработкой технологии изготовления иммуносорбента.
Поскольку определяющую роль в этом процессе играет качество его специфического компонента - антигена, основное внимание было уделено культивированиию ЦМВ и получению очищенного вирусного лизата. Были определены оптимальные условия культивирования ЦМВ, в частности, сроки, к которым вирус достигает максимальной цитопатической активности в ростовых клетках, режим обработки ультразвуком культуры зараженных клеток, условия очистки полученного лизата, составы вспомогательных растворов.
Анализ молекулярного состава лизата показал наличие в нем белков рp150, рp130, gр75, рр65, gр55, рp52, р38, рp28.
Для изготовления самого иммуносорбента были подобраны оптимальная концентрация ПААГ, выбран оптимальный метод его заливки - двухфазный гель (верхняя фаза - разделяющая, нижняя - концентрирующая), подобрана оптимальная загрузка лизата на поверхность геля, подобран и подготовлен агент для блокирования неспецифического связывания на полученных мембранах.
На втором этапе были определены оптимальный состав реагентов для проведения ИФА (раствор для разведения сывороток, промывочный раствор, конъюгат) и проведена собственно отработка схемы постановки ИФА. Было установлено оптимальное время инкубации стрипов с сывороткой, конъюгатом и окрашивающим раствором.
Итогом разработки явилась тест-система ИФА-Блот-ЦМВ- IgG следующего состава:
- иммуносорбент - полоски (стрипы) из нитроцеллюлозной мембраны с сорбированными на них методом электропереноса индивидуальными белками (антигенами) ЦМВ: рp150, рp130, gр75, рр65, gр55, рp52, р38, рp28; в виде контрольной линии нанесены АТ к IgG человека - для контроля правильности проведения реакции (стрипы - в пластиковом контейнере с крышкой);
- конъюгат - козьи АТ к IgG человека, конъюгированные со щелочной фосфатазой; непрозрачная пенящаяся жидкость светло-желтого цвета;
- окрашивающий раствор - 5-бром-4-хлор-3-индолилфосфат и нитроголубой тетразолий; прозрачная светло-зеленого цвета жидкость;
- 5-кратный концентрат промывочного раствора [ПР(×5)] - непрозрачная пенящаяся жидкость светло-желтого цвета, возможно выпадение осадка, растворяющегося при встряхивании;
- раствор для разведения сывороток - непрозрачная пенящаяся жидкость светло-желтого цвета; возможно выпадение осадка, растворяющегося при встряхивании;
- референс-стрип (или его фотография) - стрип с проявленным белковым профилем антигена ЦМВ.
Диагностическая эффективность новой тест-системы была оценена вначале на сыворотках панели «Стандарт АТ-G (+/-) ЦМВ» ЗАО «Медико-биологический союз» (Новосибирск). Результаты этого исследования (табл. 1) указывают на полное совпадение оценок сывороток панели, полученных в исследовании, с их паспортными характеристиками.
Далее для оценки диагностической эффективности новой тест-системы исследовали 30 сывороток, полученных из коммерческой лаборатории «Инвитро» (Москва), предварительно оцененных в ИФА с помощью ИФТС ИФА-ЦМВ-IgG (ЗАО «ЭКОлаб») и в РИФ с помощью набора Цитомегаловирус-IgG-РИФ («ViroImmun», Германия). Образцы с 1-го по 26-й в обеих указанных тест-системах (в ИФА и РИФ) показывали положительный результат, а образцы с 27-го по 30-й - отрицательный.
Результаты ИБ (табл. 2) подтвердили оценки иледованных образцов, полученные в ИФА и РИФ.
Для сравнения диагностической эффективности новой тест-системы с аналогичным импортным набором 15 образцов были исследованы в ней и в тест-системе anti-CMV (IgG) Western Blot («Euroimmun AG», Германия). Полученные результаты представлены в табл. 3.
Как следует из табл. 3, в проведенных испытаниях получено полное совпадение итоговых оценок исследованных образцов и практически полное совпадение оценок наличия АТ почти ко всем отдельным антигенам ЦМВ, в том числе и по антигену gр75, учет наличия АТ, к которому не предусмотрен инструкцией по применению набора фирмы «Euroimmun» (коэффициенты корреляции полученных оценок составили 0,94-1,00). Несколько меньшим (но также достаточно высоким (с коэффициентом корреляции, равным 0,66) было соответствие оценок наличия АТ к антигену рр150, которые также не учитываются при использовании набора сравнения.
Заключение
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что новая тест-система для проведения подтверждающих исследований на ЦМВИ методом ИБ имеет высокую диагностическую эффективность, не уступающую использованному импортному аналогу. Более того, с учетом данных последних лет, согласно которым антигены рр150 и gр75 играют не последнюю роль в процессе взаимодействия ЦМВ с организмом хозяина, выявление АТ к ним, несомненно, повышает диагностическую эффективность исследования и может рассматриваться как очевидное преимущество новой тест-системы перед ее аналогом [7, 8].
Кроме более низкой стоимости новой тест-системы (стоимость набора anti-CMV (IgG) Western Blot - 440 евро, т.е. 18 000-19 000 руб.; себестоимость лабораторного образца набора ИФА-Блот-ЦМВ-IgG - 5000-10 000 руб.) отечественная тест-система превосходит свой импортный аналог и по ряду потребительских характеристик. Так, при ее использовании не требуется операция блокирования иммуносорбента, что сокращает длительность анализа на 15 мин, для исследования требуется в 1,5 раза меньший объем образца, нет необходимости его предварительно разводить и, наконец, стрипы иммуносорбента упакованы в стерильную пробирку, а не наклеены, как в аналоге, на картонную подложку, перед использованием от которой их необходимо отделять, сами стрипы в тест-системе ИФА-Блот-ЦМВ-IgG существенно длиннее, чем в наборе сравнения (10-12 см против 8,5 см), что, очевидно, облегчает оценку результатов ИБ.