Antigenická Charakterizace

2023 Autor: Stephanie Arnold | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-11-26 09:30

• Test inhibice hemaglutininu (test HI)
• Omezení HI testů

„Antigeny“jsou molekulární struktury na povrchu virů, které jsou rozpoznávány imunitním systémem a jsou schopné vyvolat imunitní odpověď (tvorba protilátek). U chřipkových virů se hlavní antigeny nacházejí na povrchových proteinech viru (viz obrázek 1).

Když je někdo vystaven chřipkovému viru (buď infekcí nebo očkováním), vytvoří jeho imunitní systém specifické protilátky proti antigenům (povrchovým proteinům) na konkrétním viru chřipky. Termín „antigenní vlastnosti“se používá k popisu protilátky nebo imunitní odpovědi vyvolané antigeny na konkrétním viru. „Antigenická charakterizace“označuje analýzu antigenních vlastností viru, která má pomoci posoudit, jak je s jiným virem spojen.

CDC antigenně charakterizuje každoročně asi 2 000 virů chřipky, aby bylo možné porovnat, jaké jsou v současné době oběhové viry chřipky podobné těm, které byly zahrnuty do vakcíny proti chřipce, a monitorovat změny v oběhu chřipkových virů. Antigenická charakterizace může naznačovat schopnost vakcíny proti chřipce vyvolat imunitní odpověď proti chřipkovým virům cirkulujícím u lidí. Tyto informace také pomáhají odborníkům rozhodnout, jaké viry by měly být zahrnuty do vakcíny proti chřipce v nadcházející sezóně.

Další informace, které určují, jak podobný je cirkulující virus k vakcinačnímu viru nebo jinému viru, jsou výsledky sérologických testů a genetického sekvenování.

Obrázek 1. Funkce viru chřipky

obrázek ikony

Výše uvedený obrázek ukazuje různé vlastnosti viru chřipky, včetně povrchových proteinů hemaglutinin (HA) a neuraminidázy (NA). Po chřipkové infekci nebo přijetí chřipkové vakcíny imunitní systém těla vytvoří protilátky, které rozpoznávají a vážou se na „antigenní místa“, což jsou oblasti, které se nacházejí na povrchových proteinech viru chřipky. Vazbou na tato antigenní místa protilátky neutralizují viry chřipky, což jim brání v další infekci.

Začátek stránky

Test inhibice hemaglutininu (test HI)

Vědci používají test nazývaný test inhibice hemaglutininu (HI) pro antigenní charakterizaci chřipkových virů. Test HI funguje tak, že se měří, jak se protilátky vážou (a tedy inaktivují) chřipkové viry.

Vědci používají test HI k posouzení antigenní podobnosti mezi chřipkovými viry. Tento test je zvláště užitečný pro pomoc při výběru vakcinačních virů použitých ve vakcíně proti sezónní chřipce. Výsledky testu HI nám mohou říci, zda protilátky vyvinuté proti vakcinaci jedním virem jsou dostatečně antigenně podobné jinému cirkulujícímu chřipkovému viru, aby vyvolaly imunitní odpověď proti cirkulujícímu viru. Vědci také používají test HI ke srovnání antigenních změn v současné době cirkulujících chřipkových virů s chřipkovými viry, které v minulosti cirkulovaly.

Test HI zahrnuje tři hlavní složky: protilátky, virus chřipky a červené krvinky, které jsou smíchány dohromady v jamkách (tj. Šálcích) mikrotitrační destičky. (Viz obrázek 1.)

Obrázek 1. Mikrotitrační destička

K provedení testu HI se používá mikrotitrační destička. Destička obsahuje jamky (tj. Miskovité deprese, které pojmou malé množství kapaliny), do kterých se vloží roztok protilátek, virus chřipky a červené krvinky a nechá se interagovat. Tyto jamky jsou uspořádány podle řádků a sloupců (které jsou na mikrotitrační destičce označeny písmeny a čísly). Řádky destičky mohou být použity k testování různých chřipkových virů proti stejné sadě protilátek. Sloupce mohou být použity k rozlišení mezi větším ředěním protilátek, jako je stupnice od nízké po vysokou procházející zleva doprava (viz obrázky 3 a 4 pro příklad).

Protilátky použité v testu HI se získají infikováním zvířete (obvykle fretky), které je imunologicky naivní (tj. Nebylo dříve vystaveno žádnému chřipkovému viru nebo vakcíně během svého života). Imunitní systém zvířete vytváří protilátky v reakci na antigeny na povrchu specifického viru chřipky, který byl použit k infikování tohoto zvířete. Ke studiu těchto protilátek se ze zvířete odebere vzorek krve (sérum). Test HI měří, jak dobře tyto protilátky rozpoznávají a vážou se na jiné chřipkové viry (například chřipkové viry, které byly izolovány od pacientů s chřipkou). Pokud fretkové protilátky (které vznikly expozicí vakcinačnímu viru) rozpoznají a vážou se na chřipkový virus od nemocného pacienta, znamená to, že vakcinační virus je antigenně podobný viru chřipky získaného od nemocného pacienta. Toto zjištění má důsledky pro to, jak dobře by vakcína mohla u lidí fungovat. Další informace viz Účinnost vakcíny proti chřipce: Otázky a odpovědi pro zdravotnické pracovníky.

Jak již bylo zmíněno, chřipkové viry použité při testu HI jsou odebírány ze vzorků nemocných lidí. CDC a další spolupracující centra WHO shromažďují vzorky od lidí z celého světa, aby sledovali, které chřipkové viry infikují člověka, a sledovaly, jak se tyto viry mění.

Pro test HI se červené krvinky (RBC) odebírají ze zvířat (obvykle krůt nebo morčat). Používají se při testu HI, protože se na ně váže chřipkové viry. Normálně se RBC v roztoku ponoří ke dnu testovací jamky a vytvoří červenou tečku na dně (obrázek 2A). Pokud se však do roztoku RBC přidá virus chřipky, budou se hemaglutininové (HA) virové povrchové proteiny vázat na více RBC. Když se chřipkové viry vážou na RBC, vytvoří červené buňky mřížkovou strukturu (obrázek 2B). To udržuje RBC suspendované v roztoku místo toho, aby kleslo na dno a vytvořilo červenou tečku. Proces vazby viru chřipky na RBC za vzniku mřížové struktury se nazývá „hemaglutinace“.

Obrázek 2. Složky HI testu

Test HI zahrnuje interakci červených krvinek (RBC), protilátky a viru chřipky. Řádek A ukazuje, že v nepřítomnosti viru se erytrocyty v roztoku dobře ponoří na dno mikrotitrační destičky a vypadají jako červená tečka. Řádek B ukazuje, že chřipkové viry se budou vázat na červené krvinky, pokud se umístí do stejného roztoku. Tomu se říká hemaglutinace a je představována tvorbou mřížkové struktury, znázorněné v pravém sloupci pod „Výsledky mikrotitrů“. Řádek C ukazuje, jak protilátky, které jsou antigenně podobné testovanému viru, rozpoznají a vážou se na tento chřipkový virus. To zabraňuje vazbě viru a RBC, a proto nedochází k hemaglutinaci (tj. Místo toho dochází k inhibici hemaglutinace).

Začátek stránky

Když jsou protilátky předem smíchány s chřipkovým virem následovaným RBC, budou se protilátky vázat na antigeny chřipkového viru, které rozeznávají, pokrývat virus tak, aby se jeho povrchové proteiny HA již nemohly vázat na RBC (obrázek 2C). Reakce mezi protilátkou a virem inhibuje (tj. Zabraňuje) hemaglutinaci, která má za následek, což má za následek inhibici hemaglutinace (jak je ukázáno na obrázku 2C). To je důvod, proč se test nazývá „test inhibice hemaglutininu (HI).“Hemaglutinace (jak je znázorněno na obrázku 2B) nastává, když protilátky nerozeznávají a vážou se na chřipkové viry v roztoku, a v důsledku toho se chřipkové viry vážou na červené krvinky v roztoku a vytvářejí mřížovou strukturu. Když protilátky rozpoznávají a vážou se na chřipkové viry v roztoku, ukazuje to, že vakcinační virus (jako ten, který byl fretkami infikován) vyvolal imunitní odpověď proti chřipkovému viru získanému od nemocného pacienta. Když k tomu dojde, říká se, že testovaný virus chřipky je „antigenně podobný“viru chřipky, který vytvořil protilátky (z fretek).

Pokud je cirkulující virus chřipky antigenně odlišný od vakcíny nebo referenčního viru, protilátky (vyvinuté v reakci na vakcínu nebo referenční virus) nerozeznají povrchové antigeny cirkulujícího chřipkového viru a nevážou se na ně. Při testu HI to způsobí hemaglutinaci (viz obrázek 2B). To ukazuje, že vakcinační virus nebo referenční virus nezpůsobil imunitní odpověď (tj. Tvorbu protilátek), která rozpoznává a cílí cirkulující chřipkový virus. Cirkulující chřipkové viry testované pomocí testu HI se obvykle získávají ze vzorků dýchacích cest odebraných od nemocných pacientů.

Začátek stránky

Posouzení antigenické podobnosti pomocí testu HI

HI test hodnotí stupeň antigenní podobnosti mezi dvěma viry pomocí stupnice založené na větším ředění protilátek. Jak bylo uvedeno výše, HI test se provádí pomocí mikrotitrační destičky. Mikrotitrační destička obsahuje řádky a sloupce jamek (tj. Šálků), kde jsou smíchány RBC, virus chřipky a protilátky (vyvinuté proti srovnávacímu viru, jako je vakcinační virus). Ředění jsou označena přes horní část mikrotitrační destičky. Tato ředění fungují jako měřítko pro hodnocení antigenní podobnosti a imunitní odpovědi. Testováním schopnosti větších ředění protilátek zabránit hemaglutinaci vědci měří, jak dobře tyto protilátky rozpoznávají a vážou (a proto inaktivují) virus chřipky. Čím vyšší je ředění, tím méně protilátek je potřeba k blokování hemaglutinace a čím více antigenicky jsou oba viry srovnávány, jsou k sobě navzájem. Nejvyšší ředění protilátky, které vede k inhibici hemaglutininu, se považuje za titr HI viru (obrázek 3). Vyšší titry HI jsou spojeny s větší antigenní podobností. Větší antigenní podobnost naznačuje, že očkování by vyvolalo imunitní odpověď proti testovanému viru.

Obrázek 3. Stanovení titru HI

Tento vzorek viru má titr HI 1280, což znamená, že největší ředění protilátky, která stále blokuje hemaglutinaci, bylo při ředění 1280. V tomto ředění byly protilátky stále schopné rozpoznávat a vázat se na antigeny viru.

Obrázek 4. Test antigenní charakterizace

Když CDC antigenně charakterizuje chřipkové viry, aby informoval o rozhodnutích o formulaci vakcíny proti sezónní chřipce, použije se test HI k porovnání v současné době cirkulujících virů (B&C) s vakcinačními viry (A). To vědcům umožňuje rychle určit, zda je virus použitý ve vakcíně proti sezónní chřipce antigenně podobný cirkulujícím chřipkovým virům, a proto je schopen proti nim vyvolat imunitní odpověď.

Začátek stránky

Odborníci v oblasti veřejného zdraví považují chřipkové viry za antigenně podobné nebo „podobné“, pokud se jejich titry HI liší o dvě ředění nebo méně. (Toto je ekvivalentní dvou jamce (tj. Čtyřnásobné ředění) nebo menšímu rozdílu). Jako příklad na obrázku 4, když je cirkulující virus 1 ve srovnání s vakcinačním virem, cirkulující virus 1 se liší o jedno ředění (dvojnásobný rozdíl), a proto je „jako“vakcinační virus předchozí sezóny. Cirkulační virus 2 se však liší o pět ředění (32-násobný rozdíl), a proto není jako vakcínový virus předchozí sezóny. Cirkulující viry, které jsou antigenně odlišné (tj. Nikoli „jako“), jsou referenční panely považovány za „nízké reaktory“.

Omezení

Antigenická charakterizace poskytuje důležité informace o tom, zda vakcína vyrobená pomocí specifického vakcinačního viru bude chránit před cirkulujícími chřipkovými viry, ale existuje několik omezení metodologie testování antigenní charakterizace, která jsou popsána níže.

Vejce Adaptace

Právě teď se většina chřipkových vakcín vyrábí za použití virů pěstovaných ve vejcích. Jakmile se viry lidské chřipky přizpůsobí růstu ve vejcích, mohou se u virů vyskytnout genetické změny. Tyto změny se nazývají „přizpůsobené vejcím“. Některé změny přizpůsobené vejcím mohou změnit antigenní (nebo imunogenní) vlastnosti viru, zatímco jiné ne. Změny adaptované na vejce se staly zvláštním problémem při výběru kandidátních vakcinačních virů (CVV) pro složku chřipkové vakcíny proti chřipce A (H3N2). Viry chřipky A (H3N2) mají tendenci růst méně dobře ve slepičích vejcích než viry chřipky A (H1N1) a jsou také náchylnější ke změnám přizpůsobeným vejcím. Takové změny mohou snížit imunitní ochranu poskytovanou vakcínou proti chřipce proti cirkulujícím virům A (H3N2).

Čas od výběru viru vakcíny do dodání vakcíny

Při použití současné technologie výroby vakcíny trvá přibližně 6–8 měsíců od doby, kdy je vakcinační virus vybrán (tj. Únor pro vakcínu proti chřipce severní polokoule), do doby, kdy budou chřipkové vakcíny široce dostupné. Protože se chřipkové viry neustále mění, mohou se cirkulující chřipkové viry během tohoto 6-8 měsíčního období změnit. Pokud tyto genetické změny způsobí antigenně změny, mohlo by to znamenat, že protilátky vytvořené očkováním nemusí rozpoznávat a inaktivovat cirkulující chřipkové viry. Nové technologie ke zkrácení doby výroby na výrobu vakcíny proti chřipce by mohly snížit šance na významné antigenní změny, ke kterým dojde před tím, než budou vakcíny proti chřipce dostupné každý rok.