Method Article
هنا، نقدم بروتوكول اختبار الكيمياء المناعية للكشف عن مستضد فيروس داء الكلب كاختبار تشخيصي بديل للأنسجة الثابتة بالفورمالين.
واحدة من الطرائق التشخيصية الأولية لداء الكلب هو الكشف عن الريبونوكليوبروتين الفيروسي (RNP) مجمع (مستضد) في عينات الأنسجة المصابة. في حين أن اختبار الأجسام المضادة الفلورية المباشرة (DFA) أو الاختبار المناعي السريع المباشر (DRIT) يستخدمان بشكل شائع للكشف عن المستضد ، فإن كلا الاختبارين يتطلبان أنسجة طازجة و / أو مجمدة للانطباعات على الشرائح قبل الكشف عن المستضد باستخدام الأجسام المضادة. إذا تم جمع العينات وإصلاحها في الفورمالين، لا يكون أي من الاختبارين الأمثل للكشف عن المستضد، ومع ذلك، يمكن إجراء الاختبار عن طريق الكيمياء المناعية التقليدية (IHC) بعد تضمينها في كتل البارافين والقسم. مع هذه الطريقة IHC ، تلطخ الأنسجة بالأجسام المضادة لداء الكلب ، ويتم إزالة الأقسام ، واسترجاع المستضد عن طريق انحلال جزئي أو طرق أخرى ، واحتضانها بأجسام مضادة أولية وثانوية. وتلطخ المستضدات باستخدام الفجل peroxidase / الأمينية إيثيل كاربازول ومضادة ملطخة hematoxylin للتصور باستخدام المجهر الخفيف. بالإضافة إلى الكشف عن مستضد محددة، تثبيت الفورمالين يقدم مزايا أخرى مثل تحديد التغيرات النسيجية، وظروف استرخاء لتخزين العينات والنقل (تحت درجات الحرارة المحيطة)، والقدرة على اختبار الحالات بأثر رجعي وتحسين السلامة البيولوجية من خلال تعطيل العوامل المعدية.
داء الكلب هو التهاب الدماغ التدريجي الحاد الناجم عن الشعور السلبي فيروسات الحمض النووي الريبي التي تنتمي إلى جنس lyssavirus1. ما يقرب من 99٪ من جميع الوفيات البشرية الناجمة عن العدوى بفيروس داء الكلب (RABV)، وهو نوع عضو من جنس، وينتقل عن طريق ال2. داء الكلب تشخيص الحيوانات المشتبه به يعتمد على الكشف عن مستضد (في المقام الأول الفيروسية المشفرة نيوكليوبروتين, N البروتين) في مجمع مع الحمض النووي الريبي الجينومي (ريبونوكليوبروتين المعقدة, RNP) في أنسجة الدماغ3. يعتبر الكشف عن المستضد من خلال اختبار الأجسام المضادة الفلورية المباشرة (DFA) المعيار الذهبي لتشخيص داء الكلب4. تستخدم الطريقة مواد الدماغ المجمدة الطازجة أو الطازجة ، وانطباع اللمس على الشريحة ، والتثبيت في الأسيتون ، والتلطيخ باستخدام الأيزوثيوسيانات الفلورية المتاحة تجاريا (FITC) المسماة الأجسام المضادة أحادية النسيلة أو متعددة النسيلة (mAbs / pAbs) وقراءتها من قبل المجهر الفلوري5. اختبار DFA سريع وحساس ومحدد للكشف عن مستضد داء الكلب في أنسجة الدماغ الطازجة. في الآونة الأخيرة ، تم إثبات اختبار كيميائي مناعي سريع مباشر (DRIT) ، تقنية الكيمياء المناعية المعدلة (IHC) ، لإظهارحساسيةمماثلة ل DFA ولكنه يوفر ميزة المجهر الخفيف للتصور 6 . في حين أن طريقة الكشف المستخدمة في DRIT ، تشبه IHC ، فإن الخطوة الأولية تستخدم الأنسجة الطازجة أو المجمدة لتوليد انطباعات لمسة عن العينة تليها التثبيت في الفورملين.
IHC هو تقنية تستخدم على نطاق واسع لتحديد التغيرات النسيجية والكشف عن البروتينات باستخدام أجسام مضادة محددة في الأنسجة الثابتة الفورماتين جزءا لا يتجزأ من كتل البارافين. IHC هو اختبار بديل راسخ للكشف عن مستضد داء الكلب في أقسام الأنسجة7. وقد استخدمت بشكل خاص IHC لتشخيص الحالات بأثر رجعي التي أظهرت الأمراض العصبية لتحديد عبء داء الكلب8. البارافين جزءا لا يتجزأ من الأنسجة الفورملين الثابتة الحفاظ على البروتينات للكشف حتى بعد عدة سنوات عند تخزينها في درجة الحرارة المحيطة9. علاج الفورمالين يعدل البروتينات عن طريق ربط وتغيير سلاسل جانبية من الأحماض الأمينية، والتي قد تجعل epitopes لم يعد رد الفعل ضد الأجسام المضادة10. في حين أن اختبار IHC للكشف عن مستضد داء الكلب ينطوي إما على mAbs أو pAbs ، فإن هذا الأخير مفيد حيث يمكن اكتشاف العديد من الأسطح وفيروسات أليسا المتباينة11.
الخطوات القياسية التي ينطوي عليها IHC هي تثبيت الأنسجة ، وتضمينها في كتل البارافين ، وتقسيم الأنسجة ، وإزالة البارافينين والترطيب ، واستعادة الظهارة ، والتفاعل ضد الأجسام المضادة الأولية والثانوية ، والتطوير باستخدام الركائز الكروموجينية. تصف هذه المخطوطة وصفا مفصلا لبروتوكول تشخيص داء الكلب. للكشف عن مستضد داء الكلب، يتم استخدام مصل الفأر المحصن ب RABV (pAbs) المتولد في المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC) أتلانتا، جورجيا، بالاشتراك مع الأجسام المضادة الثانوية المضادة للفأرة ذات المستويات الحيوية. يتم الكشف عن القيمة المطلقة البيوتينية بإضافة مركب البيروكسيديز (HRP) من البكتيريا العقدية الفجلية (HRP) تليها تطور اللون مع ركيزة أمينية إيثيلكاربازول.
وفي حين أن بروتوكول IHC قد تم تنفيذه على الأنسجة الثابتة بالفورملين، والتي تبطل RABV إذا كانت موجودة، ينبغي اتباع بروتوكولات السلامة البيولوجية المناسبة بشكل صحيح. جميع إجراءات السلامة البيولوجية موصوفة في السلامة الحيوية في المختبرات الميكروبيولوجية والطب الحيوي (BMBL) الطبعة الخامسة (https://www.cdc.gov/biosafety/publications/bmbl5/index.htm) ، بما في ذلك ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة (PPE) ، ومتطلبات التطعيم كما هو موضح12. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي اتباع الاحتواء السليم للمواد الكيميائية الخطرة والتعامل معها (مثل الفورمالين، وال AEC، والزيلين) (مثل أغطية الدخان).
1. تثبيت الفورماليين من الأنسجة
2. معالجة الأنسجة
3. إعداد المواد / أطباق تلطيخ
4. إزالة الترطيب والإماهة النسيجية
5. استرجاع مستضد بروتيوليك
6. إجراء تلطيخ
يوضح الشكل 2 نتائج تلطيخ IHC التمثيلية لعينات التحكم الإيجابية والسلبية في أنسجة الدماغ المختلفة التي تم اختبارها. ويمثل الشكل 2A,D,G عينات موجبة عند 200x، بينما يتوافق الشكل 2B,E,H مع التكبير 400x على التوالي. الشكل 2A-C تتوافق مع جذع الدماغ; الشكل 2D-F تتوافق مع المخيخ وخلايا بوركينجي; والشكل 2G-I تتوافق مع قرن آمون. الشكل 2C، F، أنا عينات التحكم السلبية. يوضح تلطيخ اللون الأحمر الأرجواني تطور اللون باستخدام ركيزة AEC في الخلفية الزرقاء (عدادات Hematoxylin) بسبب التفاعل بين الأجسام المضادة ضد مستضد داء الكلب. AEC هو ركيزة البيروكسيداز ، والتي عند تفاعل الأكسدة ، حفزتها HRP ، تؤدي إلى ترسب غير قابل للذوبان في الماء يمكن ملاحظته تحت المجهر الخفيف.
نتيجة إيجابية في IHC يتوافق مع تلطيخ أحمر أرجواني في أقسام الأنسجة. تلطيخ إدراج السيتوبلازمي وشوائب الحبيبية من حجم متفاوتة تدل على عينات إيجابية لالتهابات RABV. وتعتبر العينات سلبية إذا لم يلاحظ تلطيخ أحمر محدد أو فقط الخلفية الزرقاء بسبب الهيماتوكسيلين. بالإضافة إلى التلطيخ الإيجابي ، يمكن أن يوفر توزيع التضمينات قياسا كميا غير مباشر لمستويات مستضد داء الكلب في العينة ، والتي قد تتوافق مع الحمل الفيروسي لعينات الأنسجة. بغض النظر عن مستويات التوزيع، فإن أي تلطيخ محدد سيصنف العينة على أنها إيجابية للكشف عن مستضد RABV.
الشكل 1: مخطط تدفق يشير إلى خطوات مختلفة لاختبار IHC. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: تلطيخ المناعي الكيميائية من أنسجة الدماغ داء الكلب إيجابية وسلبية. (أ) إدراجات الفيروسية داخل السيتوبلازمي والكشف عن مستضد فيروس داء الكلب في التكبير الكلي 200x جذع الدماغ؛ (ب) جذع الدماغ الإيجابي 400x; (C) جذع الدماغ السيطرة السلبية 200x; (د) إدراج فيروس داء الكلب داخل المخيخ 200x; (E) المخيخ وخلايا بوركينجي 400x; (F) السيطرة السلبية المخيخ; (G) إدراج الفيروسية داخل قرن آمون 200x; (H) قرن آمون 400x; الحصين السيطرة السلبية 200x. تشير البقعة الحمراء إلى وجود مستضد فيروس داء الكلب باستخدام طريقة تلطيخ مركبة Streptavidin-biotin (ركيزة AEC). مضاد الهيماتوكسيلين (أزرق). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
نظرا لارتفاع معدل الوفيات الناجمة عن داء الكلب بعد ظهور الأعراض ، فإن تشخيص الحيوانات المشتبه بها لعدوى RABV أمر بالغ الأهمية لعلاج وقائي مناسب بعد التعرض. يعتمد تشخيص داء الكلب في المقام الأول على تقنيات DFA و DRIT و PCR باستخدام الأنسجة الطازجة أو المجمدة. لاختبار الأنسجة المثبتة بالفورمولين، يوفر اختبار IHC طريقة بديلة للكشف الحساس والمحدد عن مستضد RABV. في حين أن الأنسجة الثابتة في الفورمالين لديها بروتينات استقرت بسبب تعديل السلاسل الجانبية مثل الربط المتبادل ، تحتاج العينات إلى معالجتها قبل الكشف عن المستضد. في هذا البروتوكول، تم استرداد epitopes من خلال الهضم الجزئي بروتيواليك بواسطة بروتياز (على سبيل المثال، Pronase) لتمكين ربط الأجسام المضادة الأولية لمجمع RNP. في حين يتم الاعتماد على mAbs رد الفعل ضد بروتين N في الغالب في DFA وDRIT، pAbs التي هي رد الفعل ضد epitopes متعددة على بروتين N سيكون المفضل لاختبار IHC. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون التفاعل أو pAbs أوسع ضد متغيرات RABV المختلفة وضد فيروسات أليسا غير داء الكلب بالمقارنة مع mAbs.
أحد القيود الرئيسية لاختبار IHC هو البروتوكول ينطوي على عدة خطوات متتابعة ويستغرق حوالي 6 ساعات لإكماله. إذا كان النسيج يحتاج إلى إصلاح في الفورماتين وجزءا لا يتجزأ من كتل البارافين، فإنه يتطلب 1-2 أيام إضافية قبل أن يمكن أن تكون ملطخة الأنسجة. وثمة قيد آخر هو عدم توافر الأجسام المضادة الأولية التجارية المضادة لداء الكلب لاختبار IHC. ومع ذلك، توفر IHC خيارا لإجراء تشخيص داء الكلب عندما تكون أنسجة FF فقط متاحة للاختبار. اختبار IHC مهم بشكل خاص لاختبار حالات داء الكلب إذا تم تخزين نصف الأنسجة في الفورمالين (والأنسجة الأخرى غير المثبتة التي تم اختبارها من قبل DFA) وكان من الضروري اختبار المقطع العرضي الكامل من جذع الدماغ والأنسجة الأخرى ، كما هو مطلوب للتشخيص. يمكن استخدام الكشف عن مستضد داء الكلب عن طريق اختبار IHC لعينات الدماغ البشرية بعد الوفاة لتشخيص و / أو التحليل الاستعادي للحالات المشتبه بها على أساس الأعراض السريرية. في حين لم تتم الموافقة على IHC كاختبار أولي أو تأكيدي لتشخيص داء الكلب ، مثل DFA ، فإن الطريقة تكشف المستضد باستخدام أجسام مضادة محددة لداء الكلب. مقارنة DFA باستخدام الأنسجة الطازجة / المجمدة مقابل FF قدمت حساسية مماثلة وخصوصية15. ما لم يتم اقتران الأجسام المضادة مباشرة ب FITC (شرط اختبار DFA) ، يمكن استخدام الأجسام المضادة المسماة HRP في IHC لتلطيخ مستضد داء الكلب. ميزة مع الكشف القائم على HRP هو القدرة على استخدام المجهر الخفيف للمراقبة. الكواشف DFA المتاحة تجاريا الحالية، FITC اقتران داء الكلب أجسام مضادة محددة (mAbs) لا يكشف مستضد بعد تثبيت الفورماتين بسبب تعديل epitopes. ومع ذلك، إذا كان FITC اقتران داء الكلب pAbs محددة متوفرة، فإنه يمكن استخدامها كوسيلة تلطيخ، على النحو الموصى به من قبل منظمة الصحة العالمية16. بالإضافة إلى الكشف عن المستضد، يمكن أن تتعرض أنسجة FF لعزل الحمض النووي الريبي تليها PCR والتسلسل باستخدام مبرمجينات محددة لتأكيد وجود الحمض النووي الريبي الجينومي RABV.
وتشمل المزايا الأخرى للأنسجة المثبتة بالفورماتين تحديد التغيرات النسيجية عن طريق طريقة تلطيخ الهيماتوكسيلين واليوسين. في حين أن علاج الفورمالين يحافظ على البروتين ، فإنه يبطل تماما معظم مسببات الأمراض في العينة بسبب الروابط المتقاطعة واسعة النطاق من البروتينات وتدهور أو تعديل الأحماض النووية. وهكذا، فإن هذه الطريقة تحسن سلامة مناولة العينات البيولوجية والشحن والاختبار مقارنة ب DFA. خطوة تثبيت الأسيتون في DFA لا تعطيل RABV وينبغي التعامل مع PPE المناسبة17. العينات بعد تثبيت الفورماليين مستقرة ويمكن تخزينها في درجة الحرارة المحيطة ، والتي تناسب المناطق ذات الموارد المنخفضة حيث يكون الوصول إلى التخزين البارد محدودا. وبالمثل، يمكن النظر في الأنسجة المثبتة بالفورملين المضمنة في البارافين للتخزين على المدى الطويل في درجات الحرارة المحيطة دون فقدان التفاعل مع الأجسام المضادة ضد البروتينات.
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
نشكر أخصائيي المختبرات وأخصائيي الأوبئة والشركات التابعة لإدارات الصحة العامة على تقديم عينات إلى مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها. النتائج والاستنتاجات الواردة في هذا التقرير هي النتائج والاستنتاجات التي توصل إليها المؤلفون ولا تمثل بالضرورة الموقف الرسمي لمراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها. استخدام الأسماء التجارية والمصادر التجارية هي لتحديد الهوية فقط ولا يعني موافقة من قبل مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3% hydrogen peroxide | Pharamacy brands | Off the shelf 3% H2O2 | |
3-Amino-9-ethylcarbazole (AEC) | Millipore Sigma | A6926 | |
Acetate Buffer pH 5.2 | Poly Scientific R&D Corp. | s140 | |
Buffered Formalin 10% Phosphate Buffered | Fisher Scientific | SF100-4 | Certified |
Cover slips Corning | Fisher Scientific | 12-553-471 | 24 X 50 mm |
Ethanol 190 Proof | Pharmco-AAPER | 111000190 | |
Ethanol 200 Proof | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
Gill's hematoxylin formulation #2 | Fisher Scientific | CS401-1D | |
HistoMark Biotin-Streptavidin Peroxidase Kit | seracare | 71-00-18 | Mouse Primary Antibody |
ImmunoHistoMount | Millipore Sigma | i1161 | Mounting media |
N,N, Dimethyl formamide GR | Fisher Scientific | D119 | |
Phosphate Buffered Saline | HyClone | RR14440.01 | 01M, pH 7.2 (pH 7.2-7.6) |
Plan-APOCHROMAT 40X/0.95 Objective | Multiple vendors | ||
Plan-APOCHROMATIC 20X/0.75 Objective | Multiple vendors | ||
Pronase | Millipore Sigma | 53702 | Protease, Streptomyces griseus |
Scott's Tap Water | Poly Scientific R&D Corp. | s1887 | |
Tissue-Tek Slide stain set | Fisher Scientific | 50-294-72 | |
TWEEN-80 | Millipore Sigma | P1754 | |
Xylene | Fisher Scientific | X3S-4 | Histological Grade |
Zeiss Axioplan 2 imaging - microscope | Multiple vendors |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved