Молекулярно генетические методы в диагностике вич
Обновлено: 19.04.2024
Самым распространенным методом диагностики ВИЧ-инфекции является иммуноферментный анализ (ИФА) , с помощью которого в сыворотке крови больного выявляются антитела к ВИЧ.
Антитела к вирусу появляются у 90-95 % инфицированных лиц через 4-6 недель от момента заражения, у 5-10% через 3-6 месяцев и у 0,5-1% в более поздние сроки. В связи с этим, период от момента заражения до появления в крови определяемых с помощью общепринятых методов лабораторной диагностики количеств антител к ВИЧ называется "серонегативным окном". В течение этого времени диагноз поставить невозможно, но такой человек может быть источником инфекции и заражать других людей.
Иммуноферментный анализ (ИФА) позволяет выявлять в крови суммарный спектр антител к структурным белкам ВИЧ. В том случае если исследуемая сыворотка или плазма дала дважды положительный результат в ИФА, она тестируется в подтверждающем тесте иммуноблота (II этап). В отличие от ИФА иммуноблот позволяет обнаруживать антитела к индивидуальным белкам вируса. На основании результатов иммуноблота ставится окончательный диагноз ВИЧ-инфекции.
В этом анализе используется два типа реакций: иммунологическая и ферментативная.
Все вариации ИФА основаны на способности антител специфически взаимодействовать только с "собственными" антигенами, т.е. на иммунологической реакции "антиген-антитело".
Наибольшее распространение получил гетерогенный вариант иммуноферментного анализа, при котором антиген (определяемое соединение) или антитела фиксируется на твердой основе, в качестве которой могут выступать полистироловый планшет, полистироловые бусины, пористая подложка или магнитный носитель. Анализ проводят в 3 стадии. В лунку планшета, содержащую на своих стенках тот или иной антиген (т.е. один из белков вируса), добавляют исследуемый биологический материал - сыворотку крови больного. При наличии в организме инфекционного агента, в сыворотке появляются антитела к нему. Они прочно связываются с антигеном и не удаляются при последующей промывке чашки.
На следующем этапе необходимо определить, образовался или нет в лунке иммунный комплекс, то есть произошло ли соединение антигена с антителом. Простым глазом или под микроскопом это нельзя увидеть, поэтому требуются следующие две стадии, которые можно назвать проявляющими.
На второй стадии анализа в лунку вносят специальные (реагирующие с разными антителами) антитела с заранее прикрепленным к ним ферментом (поэтому метод называется ферментным). Слитый в единый комплекс "антитело-фермент" (конъюгат) способен связаться с антителами, уже зацепившимися за антиген, который закреплен на твердой подложке. В результате возникает "молекулярная цепочка", на одном конце которой вирусный белок, а на другом - фермент. После отмывки весь этот многослойный "пирог" остается в лунке планшета. Теперь нужно обнаружить активность фермента, чтобы сделать вывод о наличие антитела. Для этого на третьей стадии в ту же лунку вносят раствор субстрата и специального бесцветного вещества - хромогена, который способен окрашиваться в результате серии биохимических реакций, осуществляемых присутствующим в лунке ферментом. Если в лунке появляется окраска, это означает, что все элементы цепочки присутствуют. Из этого следует вывод: в крови пациента имеются антитела к антигенам ВИЧ и, следовательно, сам пациент инфицирован этим вирусом.
Существуют и другие варианты метода ИФА. Например, можно детектировать не антитела, а сам антиген. Процедура в целом будет похожей, хотя немного более сложной.
Результаты анализа могут быть положительными, отрицательными или сомнительными.
При отрицательном результате и отсутствии подозрения на недавнее (в течение последних 6 месяцев) заражение, можно считать диагноз ВИЧ неподтвержденным. Если есть подозрение на недавнее заражение, проводят повторное исследование.
ИФА может дать как ложноотрицательный, так и ложноположительный результат.
Ложноотрицательный результат ИФА возможен при свежем инфицировании, пока антитела к ВИЧ еще не выработались организмом больного.
Ложноположительные результаты могут быть получены при обследовании больных хроническими заболеваниями и в некоторых других случаях:
Административная ошибка в клинике или лаборатории (на пример, путаница в маркировке образцов или бланков) может привести к неверным результатам, сообщаемым лицам, проходящим тестирование на ВИЧ-инфекцию. Поэтому рекомендуется у всех пациентов с положительной реакцией на наличие антител к ВИЧ взять еще одну пробу крови и исследовать ее на антитела к ВИЧ по той же методике.
Наиболее распространенной причиной ложноположительного теста является вакцинация. Однако описан один случай такого результата при заболевании системной красной волчанкой и в терминальной стадии заболевания почек.
Поэтому при получении положительного результата ИФА его обязательно перепроверяют более чувствительными методами.
Методы ИФА, ИБ, несмотря на очевидную простоту, чувствительность, доступность, имеют существенные недостатки, связанные с наличием перекрестных реакций белков нормальных сывороток с антигенами ВИЧ, что приводит к ложнопозитивным результатам. Такие случаи требуют дифференциальной диагностики и прямого выявления нуклеиновых кислот в исследуемом материале с помощью реакции молекулярной гибридизации и полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Диагностическая суть этих методов заключается в том, что у исследователей имеются определенные олигонуклеотилы, воспроизводящие (или комплементарные), высококонсервативные и высокоспецифичные последовательности нуклеотидовиз искомого генома. В реакции молекулярной гибридизации такие олигонуклеотилы называют зондами, в методе ПЦР -праймерами. В реакции молекулярной гибридизации назначение этих специфических олигонуклеотидов-"найти'' в исследуемой нуклеиновой кислоте комплементарные последовательности, и сформировать структуры согласно природе комплементарных взаимодействий между парами азотистых оснований (Бобков А.Ф. и соавт., 1999, Бобкова М., 2000).
При ПЦР используют фермент Tag-полимераза, выделенный из термофильных бактерий Thermus agualieus, проявляющий активность при температуре 72°С.
Каждый цикл ПЦР состоит из трех этапов: а) денатурация исследуемой нуклеиновой кислоты б) отжиг, во время которого праймеры связываются с участками ДНК; в) комплементарное достраивание последовательности ДНК. После каждого цикла количество ДНК удваивается, в течение двух часов осуществляется 20-30 раз, при этом количество амплифицированной ДНК увеличивается в тысячи раз (1).
Материалом для исследований служит кровь, культуральная жидкость, ликвор, биопсийный материал, носоглоточные смывы, моча и пр. биологические субстанции. Молекулярно-генетические методы перспективны при необходимости ранней диагностики ВИЧ до появления в сыворотке AT, при неясных серологических результатах, при определении наличия ВИЧ в организме новорожденных детей от инфицированных женщин. Целесообразно использовать эти методы при обследовании серонегативных сексуальных партнеров инфицированных лиц (18).
В настоящее время имеется множество модификаций ПЦР, но необходимо учитывать, что для постановки реакции требуется не только специальное оборудование, но и набор отдельных помещений с соблюдением особого режима, нарушение которого приводит к ложнопозитивным результатам вследствие контаминации реакции ампликонами.
Источник: АХ. Рахманова, Е.Н. Виноградова, Е.Е. Воронин, А. А. Яковлев "ВИЧ-инфекция"
В основе метода ПЦР (полимеразная цепная реакция) лежит уникальное свойство НК (как ДНК, так и РНК) - способность к саморепродукции, которая воспроизводится искусственно in vitro. При этом синтезируются только строго специфические фрагменты НК.
Этиологическим фактором ВИЧ-инфекции являются вирусы HIV-1 и HIV-2 (от англ. Human Immunodeficiency Viruses) из семейства Retroviridae. Патогенез ВИЧ-инфекции заключен в инфицировании вирусом клеток с фенотипом CD-4, присущий Т-лимфоцитам хелперам и некоторым другим клеткам организма человека. Прямое цитопатическое воздействие, оказываемое вирусом иммунодефицита на указанные клетки, в конечном итоге приводит к летальному исходу за счет активации оппортунистических инфекций или развития опухолей.
серологическая диагностика маркеров вируса методами иммуноферментного анализа и иммуноблотинга, заключающаяся в определении в сыворотки крови антигенов и антител против ВИЧ.
исследование иммунного статуса (количественная оценка CD-4 лимфоцитов), которая наиболее адекватно осуществляется методом проточной цитофлюориметрии.
Особо необходимо отметить значение ПЦР в диагностике ВИЧ-инфекции у детей первого года жизни. Ранняя диагностика ВИЧ-инфекции у детей этого возраста в принципе невозможна без применения ПЦР. Это обусловлено тем, что ребёнок, родившийся от ВИЧ-инфицированной матери обязательно имеет антитела к вирусу иммунодефицита. Различить материнские и собственные антитела к ВИЧ не представляется возможным. У неинфицированного ребёнка данные антитела элиминируются под влиянием собственной иммунной системой к возрасту 6-9 месяцев, хотя в отдельных случаях могут циркулировать до 18 месяцев жизни, но не более этого срока.
Необходимо отметить, что обследование методом ПЦР имеет смысл только при полном отказе от грудного вскармливания ребёнка ВИЧ-позитивной матерью с момента рождения, т.к. риск заражения довольно высок и составляет около 5%.
Таким образом, ПЦР позволяет проводить дифференциальную диагностику ВИЧ-статуса у детей раннего возраста. Так, если имеет место положительный результат ПЦР на НК вируса иммунодефицита в первые 48 часов жизни, то ВИЧ-инфицирование произошло in utero. Если имеет место отрицательный результат ПЦР в первые 48 часов, но становится положительным в возрасте 7 – 14 дней жизни, то инфицирование произошло intrapartum.
В настоящее время ПЦР позволяет осуществлять не только диагностику, но и мониторинг лечения ВИЧ-инфекции путем определения концентрации РНК в плазме, а также выявления резистентных к химиотерапии штаммов вируса иммунодефицита. Определение “вирусной нагрузки” в плазме крови является наилучшим прогностическим критерием течения ВИЧ-инфекции и оценки эффективности антиретровирусной терапии.
Теоретическое преимущество ПЦР состоит в том, что она способна выявлять ВИЧ-инфекцию в инкубационном и раннем клиническом периоде, когда антител еще может не быть. Однако, она пока не всегда может выявлять инфицированных в более позднем периоде инфекции. Это в будущем, возможно, будет иметь значение и при попытке диагностики ВИЧ-инфекции у лиц, получающих противоретровирусную терапию, когда уровень ВИЧ в крови значительно снижается. Совместное использование двух методик, которое могло бы быть выходом из создавшейся ситуации - ИФА и ПЦР, к сожалению, сделает исследования значительно дороже, тем более, если они осуществляются в массовом масштабе.
В период серологического "окна". Хотя следует помнить! что чувствительность ПЦР на провирусную ДНК ВИЧ колеблется от 96 до 99%, в связи с чем, несмотря на высокие показатели чувствительности, ПЦР следует проводить или совместно с ИФА или с последующим подтверждением ИФА;
При обследовании детей, родившихся от ВИЧ-инфицированных матерей. Использование ПЦР в этом случае позволяет сократить сроки постановки диагноза ВИЧ-инфекции с 18 месяцев до 3-6 месяцев.
Читайте также: