Серологічні реакції: види, використання

Лабораторна діагностика практично всіх інфекційних захворювань заснована на виявленні в крові хворого антитіл, які виробляються на антигени збудника, методами серологічних реакцій. Вони увійшли в лікарську практику з кінця дев’ятнадцятого — початку двадцятого століття.

Розвиток науки допоміг визначити антигенну структуру мікробів і хімічні формули їхніх токсинів. Це дозволило створити не тільки лікувальні, а й діагностичні сироватки. Їх отримують шляхом введення ослаблених збудників лабораторним тваринам. Після декількох днів витримки з крові кроликів або мишей готують препарати, що використовуються для ідентифікації мікробів або їх токсинів, використовуючи серологічні реакції.

Зовнішній прояв такої реакції залежить від умов її постановки і від стану антигенів у крові хворого. Якщо частинки мікробів нерозчинні, то вони осаджуються, лизуються, зв’язуються або іммобілізуються в сироватці. Якщо антигени розчинні, то проявляється феномен нейтралізації або преципітації.

Реакція агглютинації (РА)

Серологічна реакція агглютинація є високоспецифічною. Вона проста у виконанні і досить наочна, щоб швидко визначити наявність антигенів у сироватці крові хворого. Її використовують для постановки реакції Відаля (діагностика черевного тифу і паратифу) і Вейгля (сипний тиф).

Вона заснована на специфічній взаємодії між антитілами людини (або агглютининами) і мікробними клітинами (агглютеногенами). Після їх взаємодії утворюються частинки, які випадають в осад. Це і є позитивна ознака. Для постановки реакції можуть використовуватися живі або вбиті мікробні агенти, гриби, найпростіші, клітини крові та соматичні клітини.

Хімічно реакція розбита на два етапи:

1. Специфічне з’єднання антитіл (АТ) з антигенами (АГ).
2. Неспецифічна — облога конгломератів АГ-АТ, тобто утворення агглютинату.

Реакція непрямої агглютинації (РПГА)

Ця реакція має більшу чутливість, ніж попередня. Її використовують для діагностування захворювань, що викликаються бактеріями, внутрішньоклітинними паразитами, найпростішими. Вона настільки специфічна, що дозволяє виявити навіть дуже низьку концентрацію антитіл.

Для її постановки використовують очищені баранячі еритроцити і червоні кров’яні тільця людини, попередньо оброблені антитілами або антигенами (це залежить від того, що саме лаборант хоче знайти). У деяких випадках людські еритроцити обробляють імуноглобулінами. Серологічні реакції еритроцитів вважаються такими, що відбулися, якщо відбулося їх облога на дно пробірки. Про позитивну реакцію можна говорити, коли клітини розташовуються у вигляді перевернутої парасольки, займаючи все дно. Негативна реакція зараховується, якщо еритроцити осіли стовпчиком або у вигляді ґудзика в центрі дна.

Реакція преципітації (РП)

Серологічні реакції цього типу служать для виявлення вкрай малих частинок антигенів. Це можуть бути, наприклад, білки (або їх частини), з’єднання білків з ліпідами або вуглеводами, частини бактерій, їх токсини.

Сироватки для проведення реакції отримують шляхом штучного зараження тварин, зазвичай кроликів. Таким методом можна отримає абсолютно будь-яку преципітуючу сироватку. Постановка серологічних реакцій преципітації схожа за механізмом дії на реакції агглютинації. Антитіла, що містяться в сироватці, з’єднуються з антигенами в колоїдному розчині, утворюючи великі білкові молекули, які осаджуються на дно пробірки або на субстрат (гель). Цей спосіб вважається високоспецифічним і може виявити навіть мізерно малі кількості речовини.

Використовується для діагностики чуми, туляремії, сибірки, менінгіту та інших захворювань. Крім того, задіяний у судово-медичній експертизі.

Реакція преципітації в гелі

Серологічні реакції можна проводити не тільки в рідкому середовищі, а й в агаровому гелі. Це називається метод дифузної преципітації. З його допомогою вивчають склад складних антигенних сумішей. Цей спосіб заснований на хемотаксисі антигенів до антитіл і навпаки. У гелі вони рухаються назустріч один одному з різною швидкістю і, зустрічаючись, утворюють лінії преципітації. Кожна лінія — один комплект АГ-АТ.

Реакція нейтралізації екзотоксину антитоксином (РН)

Антитоксичні сироватки здатні нейтралізувати дію екзотоксину, який виробляють мікроорганізми. На цьому і засновані дані серологічні реакції. Мікробіологія використовує цей спосіб для титрування сироваток, токсинів та анатоксинів, а також визначення їх лікувальної активності. Сила нейтралізації токсину визначається умовними одиницями — АЕ.

Крім того, завдяки цій реакції можна визначити видову або типову приналежність екзотоксину. Це застосовується при діагностиці правця, дифтерії, ботулізму. Дослідження можна проводити як «на склі», так і в гелі.

Реакція лізису (РЛ)

Імунна сироватка, яка потрапляє в організм хворого, володіє, крім своєї основної функції пасивного імунітету, ще й лизуючими властивостями. Вона здатна розчиняти мікробні агенти, клітинні чужорідні елементи і віруси, що надходять в організм хворого. Залежно від специфічності тих, хто входить до складу сироватки, антитіл виділяють бактеріолізини, цитолізини, спірохетолізини, гемолізини та інші.

Ці специфічні антитіла називаються «комплемент» «. Він міститься практично у всіх рідинах тіла людини, має складну білкову структуру і вкрай чутливий до підвищення температури, струсування, дії кислот і прямих сонячних променів. Але у висушеному стані здатний зберігати свої лізуючі властивості до півроку.

Існують такі види серологічних реакцій цього типу:

— бактеріоліз;

— гемоліз.

Бактеріоліз проводять, використовуючи сироватку крові пацієнта і специфічну імунну сироватку з живими мікробами. Якщо в крові присутня достатня кількість комплемента, то дослідник побачить лізис бактерій, і реакція буде вважатися позитивною.

Друга серологічна реакція крові полягає в тому, що зваження еритроцитів хворого обробляють сироваткою, що містить гемолізини, які активізуються тільки в присутності певного компліменту. Якщо такий є, то лаборант спостерігає розчинення червоних клітин крові. Ця реакція широко використовується в сучасній медицині для визначення титру комплемента (тобто його найменшої кількості, що провокує лізис еритроцитів) у сироватці крові і для постановки аналізу на зв’язування комплемента. Саме цим способом проводиться серологічна реакція на сифіліс — реакція Вассермана.

Реакція зв’язування комплемента (РСК)

Ця реакція використовується для того, щоб виявити в сироватці крові хворого антитіла до інфекційного агента, а також з метою ідентифікувати збудника за його антигенною структурою.

До цього моменту ми описували прості серологічні реакції. РСК вважається складною реакцією, оскільки в ній взаємодіють не два, а три елементи: антитіло, антиген і комплемент. Суть її полягає в тому, що взаємодія між антитілом і антигеном відбувається тільки в присутності білків компліменту, які адсорбуються на поверхні комплексу АГ-АТ, що утворився.

Самі антигени, після приєднання комплемента, піддаються істотним змінам, які і показують якість проведеної реакції. Це може бути лізис, гемоліз, іммобілізація, бактерицидна або бактеріостатична дія.

Сама реакція відбувається у дві фази:

1. Утворення комплексу антиген-антитіло, яке візуально не помітне досліднику.
2. Зміна антигену під дією комплемента. Ця фазу найчастіше можна відстежити неозброєним оком. Якщо ж візуально реакції не видно, то використовують додаткову індикаторну систему, що дозволяє виявити зміни.

Індикаторна система

Ця реакція заснована на зв’язуванні комплемента. У досліджувану пробірку через годину після постановки РСК додають очищені еритроцити барана і гемолітичну сироватку, що не містить комплемента. Якщо в пробірці залишився незв’язаний комплемент, то він приєднається до комплексу АГ-АТ, утвореного між баранячими клітинами крові та гемолізином, і викличе їх розчинення. Це означатиме, що РСК негативна. Якщо еритроцити залишилися цілими, то, відповідно, реакція позитивна.

Реакція гемагглютинації (РДА)

Існують дві принципово різні реакції гемагглютинації. Одна з них — серологічна, вона використовується для визначення груп крові. У цьому випадку еритроцити взаємодіють з антитілами.

А друга реакція не відноситься до серологічних, так як червоні кров’яні тільця реагують з гемагглютининами, продукованими вірусами. Оскільки кожен збудник діє тільки на конкретні еритроцити (курячі, баранячі, мавпи), то можна вважати цю реакцію вузькоспецифічною.

Зрозуміти, позитивна реакція або негативна, можна за розташуванням клітин крові на дні пробірки. Якщо їх малюнок нагадує перевернуту парасольку, значить, шуканий вірус присутній в крові хворого. А якщо всі еритроцити склалися на зразок монетного стовпчика, то шуканих збудників немає.

Реакція гальмування гемагглютинації (РТДА)

Це високоспецифічна реакція, що дозволяє встановити вигляд, тип вірусів або наявність специфічних антитіл у сироватці крові пацієнта.

Суть її полягає в тому, що антитіла, додані в пробірку з досліджуваним матеріалом, перешкоджаю облозі антигенів на еритроцитах, тим самим зупиняючи гемагглютинацію. Це і є якісною ознакою наявності в крові специфічних антигенів до конкретного шуканого вірусу.

Реакція імунофлюоресценції (РИФ)

В основі реакції лежить здатність виявляти комплекси АГ-АТ при люмінесцентній мікроскопії після їх обробки флюорохромними барвниками. Це метод простий в обігу, не вимагає виділення чистої культури і займає мало часу. Він незамінний для експрес-діагностики інфекційних захворювань.

У практиці ці серологічні реакції діляться на два види: прямі і непрямі.

Пряма РИФ проводиться з антигеном, який заздалегідь оброблений флюоресціюючою сироваткою. А непряма полягає в тому, що спочатку препарат обробляють звичайним діагностикумом, що містить антигени до шуканих антитіл, а потім повторно наноситься люмінесцентна сироватка, яка специфічна до білків комплексу АГ-АТ, і мікробні клітини стають помітні при мікроскопії.