Иммунологические методы исследований

Это диагностические лабораторные методы, основанные на специфическом взаимодействии антигенов и антител. Широко используются для выявления возбудителей инфекционных и паразитарных заболеваний, определения гормонов, беременности, видовой принадлежности белков, опухолевых антигенов, диагностики аутоиммунных болезней, для определения групп крови и совместимости переливаемой крови. Иммунологические исследования позволяют не только идентифицировать различные вирусные, бактериальные или паразитарные заболевания, но также определять титры антител к ним, что позволяет оценивать устойчивость организма к отдельным видам инфекционных болезней и прогнозировать их развитие. С помощью иммунологических методов изучают иммунитет по отношению к массовым инфекциям, например к гриппу, а также оценивают эффективность профилактических прививок.

В основе этих методов исследований лежит реакция «антиген-антитело» с образованием иммунных комплексов, которые можно обнаружить в сыворотке крови (в пробирке) различными методами.

Антиген - это вещество, которое «узнается» организмом как чужеродное, и которое может запускать иммунную (защитную) реакцию. Антигенами могут быть бактерии, вирусы, грибы, паразиты, а также любые другие вещества из внешней или внутренней среды (пыльца растений, белки трансплантатов тканей и органов, поверхностные белки клеток крови при ее переливании и другие соединения). В некоторых случаях низкомолекулярные вещества типа антибиотиков или пестицидов. Одним из главных способов, с помощью которого организм защищается от проникновения антигенов, является выработка антител.

Антитела (иммуноглобулины — IgG, IgA, IgM, IgD, IgE) - это белки, которые образуются клетками организма животного в ответ на внедрение в него антигена. Антитела образуются против не всей молекулы белка или бактериальной клетки, а только к небольшим участкам на их поверхности, получившие название антигенных детерминант. Наиболее важным свойством антител является их способность специфически (то есть избирательно) связываться с антигеном. Это означает, что каждое антитело «узнает» и связывается только с одним определенным антигеном. Кроме этого возможно получение искусственным путем антител, которые будут специфически связываться с другими антителами, что широко используется для создания различных диагностических тест систем. Сыворотка крови, содержащая антитела к другим антителам называется антисывороткой.

Таким образом, высокая специфичность антител в отношении антигена превращает их в мощный инструмент для идентификации различных веществ, будь то макромолекулы, клеточные фрагменты или целые клетки. На этой уникальной особенности антител и основаны все иммунологические методы анализа.

С помощью иммунологических исследований решаются две основные задачи:

1. Определение антигенов. Когда неизвестным компонентом реакции является антиген. Для его обнаружения в исследуемом материале используют диагностические иммунные сыворотки крови, содержащие высокоспецифичные антитела, которые были получены от животных после их вакцинации определенными антигенами.

2. Определение антител. В этом случае неизвестен состав антител в сыворотке крови. Их определяют по взаимодействию с заведомо известными антигенами (диагностикумами – стандартными препаратами, используемыми в качестве антигена в иммунологических или, как их еще называют, серологических реакциях). Положительный результат реакции свидетельствует о наличии в крови антител (иммуноглобулинов), специфичных к примененному антигену.

При исследовании антител к инфекционным заболеваниям, например к лептоспирозу или токсоплазмозу, достоверные результаты получают при исследовании «парных» проб сывороток. Сначала анализируют кровь больного, взятую в первые дни заболевания. Затем, через 10 – 14 дней, изучают повторную пробу и на основании динамики нарастания антител ставят окончательный диагноз.

Иммунологические реакции протекают в две фазы:

1. Специфическое связывание антител и антигенов. Обычно эта фаза длится несколько секунд или минут.

2. Неспецифическое проявление реакции, характеризующееся внешними признаками образования иммунных комплексов антиген-антитело. Эта фаза может развиваться в течение нескольких минут или часов.

Внешние проявления некоторых реакций зависят от свойств антигена (размеры частиц, физико-химическое состояние), класса и вида антител, а также условий проведения теста (консистенции среды, концентрации солей, рН, температуры), в том числе от методов постановки «меток» на образовавшийся иммунный комплекс.

Общие закономерности иммунологических методов (ИМ):

1) исследование производится in vitro;

2) проявляются при иммунологическом соответствии (гомологичности) антигена и антитела;

3) протекают в 2 фазы (невидимая и видимая). Для количественной характеристики иммунологических методов исследования используют такие понятия, как чувствительность и специфичность.

Чувствительность = число положительных реакций у истинных больных / число обследованных больных с подтвержденным диагнозом

Специфичность = число отрицательных реакции в контрольной группе / число обследованных в контрольной группе.

В идеале чувствительность и специфичность иммунологических методов приближается к 100%.

Все иммуномикробиологические методы можно разделить на 3 группы:

1) ИМ, основанные на прямом взаимодействии антигена с антителом (феномены агглютинации, преципитации, гемагглютинации, иммобилизации и др.);

2) ИМ, основанные на опосредованном взаимодействии антигена с антителом (реакции непрямой гемагглютинации, коагглютинации, латекс-агглютинации, угольной аггломерации, бентонит-агглютинации, связывания комплемента и др.);

3) ИМ с использованием меченых антител или антигенов (метод флюоресцирующих антител, иммуноферментный и радиоиммунный анализы и другие методы).

Реакция агглютинации (РА)

При диагностике инфекционных заболеваний реакцию агглютинации проводят в двух направлениях:

1. определяют вид выделенного от больного микроба-возбудителя с помощью диагностической агглютинирующей сыворотки, содержащей специфические антитела;

2. обнаруживают антитела в сыворотке больного животного, используя стандартный микробный диагностикум, включающий антигены. Титром агглютинирующей сыворотки является ее наибольшее разведение, при котором наблюдается отчетливая агглютинация соответствующего антигена.

при бруцеллезе (реакции Райта, Хеддельсона), брюшном тифе и паратифах (реакция Видаля) и других инфекционных болезнях,

Реакция основана на взаимодействии поверхностных антигенов бактерий и других корпускулярных частиц с антителами и протекает в две фазы:

1) специфическая фаза - связывание детерминантной группы (эпитопа) антигена с паратопом - активным центром иммуноглобулина (невидимая фаза);

2) неспецифическая (видимая) фаза - образующийся комплекс (АГ+АТ) утрачивает растворимость и выпадает в осадок в виде хлопьев. Однако это явление возможно лишь в электролитной среде, например в 0,85% растворе натрия хлорида.

 

Характер осадка зависит от природы антигена: жгутиковые бактерии дают крупнохлопьевый осадок, безжгутиковые и бескапсулярные - мелкозернистый, капсульные - тяжистый.
Существуют два способа постановки реакции агглютинации: пластинчатый и пробирочный. Пластинчатый метод является качественной реакцией и служит для предварительного определения вида микроба. Пробирочный метод используется для определения количественного содержания антител, при этом в пробирках ставится развернутая реакция агглютинации