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直接快速免疫组织化学测试 (DRIT) 提供了世界动物卫生组织和世界卫生组织 (OIE/WHO) 认可的狂犬病诊断直接荧光抗体 (DFA) 测试的替代方案。此测试允许基于现场的应用,可以使用光显微镜在大约 1 小时的大脑印象中执行。
基于实验室的监测是狂犬病预防、控制和管理工作的组成部分。虽然DFA是狂犬病诊断的黄金标准,但需要验证其他诊断技术,以改善狂犬病监测,特别是在发展中国家。在这里,我们为DRIT提供一个标准协议,作为替代的实验室或基于现场的测试选项,与DFA相比,使用光显微镜。从可疑动物身上收集的脑组织的触摸印象固定在10%缓冲形式中。DRIT使用狂犬病病毒特异性的单克隆或多克隆抗体(与生物素结合)、链球菌素-过氧化物酶和色原报告器(如乙酰3-氨基-9-乙酰卡巴佐尔)检测受感染组织内的病毒内含物。在大约 1 小时内,DRIT 可以测试和解释脑组织样本。对北美、亚洲、非洲和欧洲各种物种的可疑动物大脑的评估表明,与DFA相比,DRIT的灵敏度和特异性接近100%。自 2005 年以来,美国农业部野生动物服务局 (USDA WS) 计划利用 DRIT 开展了大规模强化狂犬病监测工作,以检测从战略狂犬病管理区域收集的野生动物样本的 34,000 个样本.DRIT为狂犬病诊断提供了一个强大、经济的工具,可供人工和现场生物学家使用,以改进全球当前的狂犬病监测、预防和控制计划。
虽然DFA是常规狂犬病诊断1最广泛使用的检测,但购买和维护荧光显微镜的成本可以限于发展中国家2、3、4和广义的,大规模加强狂犬病监测计划3、4。此外,DFA 要求在固定期间冷藏样品,并在抗体-抗原反应期间孵育高于环境温度的样品,这在没有适当基础设施的国家中可能是一个重大障碍。部分由于与现代DFA检测相关的局限性,狂犬病的全球影响长期被低估。
在这方面,需要验证更多的诊断技术,以改进全球狂犬病监测,特别是在发展中国家。此处介绍的DRIT协议提供了一个实验室或基于现场的测试替代DFA,使用光显微镜,不需要冷藏或实验室孵育在测试6。DRIT 和 DFA 相似,因为这两种技术都使用从潜在疯动物身上采集的大脑样本的触摸印象。然而,DRIT的第一步使用形式化作为样本的历史固定剂,它使狂犬病病毒失去活性。与用于修复DFA协议3中的样品的丙酮相比,这提供了实质性的生物安全改进,这不仅在实验室中很重要,在基于现场或分散的实验室环境中可能更为重要。迄今为止,DRIT 显示的灵敏度和特异性等于 DFA2、7、8、9 。
自2005年以来,美国农业部WS项目在北美开展了大规模的增强狂犬病监测工作,利用DRIT作为野生动物狂犬病综合管理计划的一部分。加强狂犬病监测是作为补充暴露的公共卫生监测和测试主要是野生动物中生动物物种,包括熊(Procyon Lotor),条纹臭气(甲发炎),灰狐狸(乌罗西翁·西罗阿根特斯,红狐狸(秃鹰)和土狼(Canislatrans),它们没有参与人类或家畜的暴露。测试中使用的动物尸体通过加强狂犬病监测工作提交给美国农业部WS,包括狂犬病病媒物种:生病或奇怪的行为;被发现死亡,道路死亡,或滋扰;与人类或家畜接触无关。DRIT提供狂犬病诊断测试,可由受过训练的实地生物学家使用,他们很少或根本没有实验室经验,以改善狂犬病监测,减轻公共卫生诊断实验室10的财务负担和工作量。为 USDA WS 现场员工提供的基本 DRIT 培训通常需要 1.5 到 2 天,其中包括大约 4 小时的课堂教学,包括生物安全的基本原则、样品收集方法和 DRIT 流程以及 >8 h实验室时间进行测试。通过美国疾病控制和预防中心(CDC)、LYSSA LLC和威斯塔研究所,美国农业部和项目合作者提供了培训机会。
在战略管理领域,美国农业部WS使用DRIT测试了超过94,000个野生动物样本,并检测了超过1,850个野生样本,这些样本可能仅仅依靠对可疑动物的基于暴露的公共卫生检测而无法被发现。DRIT结果提供的增强狂犬病监测数据对于在景观上提供更完整的狂犬病时空表现,以支持全美野生动物的口服狂犬病疫苗接种计划至关重要。 11.同样,加拿大省级野生动物机构也把DRIT纳入其公共卫生计划的同时,也纳入了大规模的野生动物狂犬病监测工作,并取得了成功。美国农业部和加拿大的DRIT监测项目都利用国家参考实验室通过DFA确认狂犬病,并酌情进行病毒变异类型化。此外,美国农业部WS现场生物学家将10%的阴性标本送往DFA鉴定参考实验室,自2008年以来,作为标准标准的一部分,他们参加了威斯康星州卫生实验室提供的半年一次的DRIT熟练程度测试质量保证措施。
该方法的目的是为狂犬病诊断测试提供另一种方法,这种检测可以在分散的实验室、现场或没有常规电子显微镜的区域进行。
进行狂犬病诊断测试的每个人应接受标准的接触前狂犬病疫苗接种系列,并定期进行血清抗体评估,并根据需要进行强化免疫。未接种疫苗的个人不应进入进行此类工作的实验室或区域。组织和幻灯片的所有操作都应进行,不得使液体气溶胶或产生空气中的颗粒。不需要抽油烟机,但在可行的情况下,它们可以提供额外的保护,防止异味、异物和骨碎片。在样品收集和测试期间,应始终佩戴最少的个人防护设备,包括手套和眼睛防护装置。
1. 脑干收集
2. DRIT 材料的准备
3. 直接快速免疫性-植物化学试验
DRIT的阳性结果显示,在蓝色细胞体细胞质中,细胞内病毒内含物的形状和大小可能发生变化(图3)。内含物看起来光滑,边缘非常明亮,中央区域污染程度较低。当检测到内含物时,将记录强度和抗原分布。强度从 +4 到 +1 进行分级。正控制滑动应具有强烈、明显的洋红色亮度,称为 +4 强度。颜色轻微流失可能发生,尤其是在样品处理未达到最佳时(即样本组织略有分解),应分级为 +3。明显沉闷的污渍被评定为+2至+1,不被视为狂犬病病毒感染的诊断,并标记为不确定。
此外,抗原分布从+4到+1分级,+4代表抗原分布,由大量大小和形状不同的大和小内含物组成,并存在于CNS组织内每个领域(或几乎每个领域)触摸印象。阳性对照通常具有+4抗原分布。当大多数(但不是所有视场)中各种尺寸的内含物存在内含物时,将分配 ±3 的抗原分布。如果在 10%-50% 的显微镜场中找到内含物,则分配 +2 抗原分布。当在 <10% 的显微镜场中找到内含物时,将分配 +1 抗原分布。
大多数带有狂犬病病毒的CNS组织表现出典型的病毒内含物,分级为+3或+4强度和抗原分布。如果结果显示±2或+1强度或+2或+1抗原分布,则样品被宣布为"不确定",并保证重复测试。如果同一样品有重复的不确定测试结果,则应将样品送往参考实验室进行DFA或相关的确认测试。
使用DRIT的检测样本在以200倍或更大的倍率扫描含有CNS组织的幻灯片后,被视为狂犬病病毒抗原阴性(图4)。阴性样本表现出蓝色细胞体,很少或没有非特异性染色。
图1:设置10个带试剂的滑动染色盘进行检测。按照遵循协议所需的顺序,将餐具标上试剂名称。请点击此处查看此图的较大版本。
图2:用湿纸巾和细胞培养板创建的简单湿度室。 使用湿纸巾和细胞培养板的简单湿度室允许基于现场的应用。 请点击此处查看此图的较大版本。
图3:狂犬病阳性病毒内含物的代表性幻灯片,强度为+4,抗原分布为+4。(A和B) 以 200 倍放大倍率显示阳性狂犬病病毒内含物。(C和D) 以 400 倍放大倍率显示阳性狂犬病病毒内含物。比例尺 = 5 μm。请点击此处查看此图的较大版本。
图4:无狂犬病病毒内含物阴性样本的代表性幻灯片。(A和B) 以 200 倍放大倍数显示狂犬病病毒内含物的样本阴性。(C和D) 以 400 倍放大倍率显示狂犬病病毒内含物的阴性样本。比例尺 = 5 μm。请点击此处查看此图的较大版本。
图5:美国农业部WS使用的DRIT测试设施的代表性照片。(A) 在封闭的拖车内提供流动测试设施,供运输。(B) 改装用于DRIT测试的休闲车辆。(C) 与大学实验室联合的 DRIT 测试设施。请点击此处查看此图的较大版本。
DRIT 是一种灵活的方法,适用于现场监测,用于检测可用于分散实验室区域的狂犬病病毒的存在。虽然可以在基于现场的设置(如卡车尾门)中进行整个测试,但由于化学、设备和供应存储问题,非常适合为 DRIT 提供专用的室内空间。此外,还必须考虑到遵守所有适用的联邦、州和地方法律以及化学品使用和处置法规。目前,美国农业部拥有15个DRIT设施,用于测试来自17个州的样品。美国农业部 WS DRIT 设施是与大学和州公共卫生实验室、大型设施内的指定房间和经过改装和改装的封闭式拖车一起建立的,可作为紧急疫情反应,其中加强狂犬病监测检测,并立即周转时间至关重要(图5)。
虽然测试已经成功地使用可变质量的脑干材料,但新的脑干组织没有组织分解是最佳的。当分解、干燥或液化发生时,样品质量会下降,测试可能会检测到更多非特异性染色,从而混淆结果。此观察值在 DFA 和 DRIT2之间相似。应尽快收集脑干/CNS,然后冷冻存储(-20°C),直到测试。
通常,大多数 USDA WS 设施在 DRIT 会话期间一次处理 12 到 24 个幻灯片,包括一个正控制和一个通过 DFA 确认的阴性控制。正负控制为每次 DRIT 运行提供参考点,以确保测试成功,并确认测试幻灯片上是否出现解释性问题。如果样本未确定具有明显的阳性或阴性结果,则将其标记为不确定,并由 DRIT 进行第二次测试。如果此样品在两次 DRIT 测试后不是明显的阳性或阴性,则将其发送到参考实验室进行 DFA 或相关测试。
与任何诊断测试一样,"故障排除"对于意外的发现非常有用。例如,如果 DRIT 运行不成功(即阳性控制不显示 +3 或 +4 染色强度和抗原分布),请确保所有化学品和试剂均未过期。我们发现,每周至少使用一瓶新打开的过氧化氢有助于防止脑组织氧化的非特异性染色。此外,我们建议每年至少更换一次醋酸缓冲液,无论标记为到期日期如何。
与DFA一起,DRIT具有许多优点,包括成本更低、能够在集中实验室外进行测试、只需要光学显微镜而不是荧光显微镜,以及相对简单的训练过程。管理和阅读测试2、3、4 的人。这些优势,加上DRIT的灵敏度和特异性,可与DFA2、7、8、9相媲美,已经证明该测试在广泛尺度上是一种重要的工具。加强狂犬病监测计划8,10在北美。此外,DRIT有潜力在发展中国家或资源有限的其他地区加强监测和更迅速的检测,特别是在国际动物卫生组织/世卫组织最近作为建议测试提供指导之后。
作者没有什么可透露的。
我们感谢所有美国农业部野生动物服务部工作人员,他们目前或以前收集了增强的狂犬病监测样本,并进行了狂犬病诊断的DRIT。同样,我们感谢许多合作者,他们协助我们收集增强狂犬病监测。我们还感谢美国疾病控制和预防中心以及威斯塔研究所获得进行DRIT所需的关键试剂,并提供培训机会。此外,我们感谢疾病控制和预防中心以及沃兹沃斯中心与纽约州卫生局提供的确认诊断和技术援助。任何商业产品的使用仅用于比较目的,不构成背书。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3-Amino-9-Ethylcarbazole (AEC tablets; 50 count) | Sigma Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/) | A6926 | |
Acetate Buffer, 0.1M, 5.2 pH, 32 oz | Poly Scientific R&D Corp. (https://www.polyrnd.com/) | s140 | |
Ag Tek MiniScalpel, PN110, Non-sterile #10, 40 per package | Patterson Veterinary (https://www.pattersonvet.com/) | PN110 | Supplemental equipment for sample touch impressions; Also available through Clipper Distributing (http://www.clipperdist.net/) |
BD Luer-Lok Disposable Syringe without needle, 10 cc | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 14-823-2A | BD Manufacturer Number 309604 |
Binocular Light Microscope with Seidentopf Head or equivalent | Multiple Vendors | ||
Blue Rectangular UN-rated Disposal Container, 5G | Berlin Packaging (https://www.berlinpackaging.com/) | 1147T01BLU | Supplemental equipment for chemical waste storage/disposal (Gill hematoxylin and AEC solution) |
Corning Square and Rectangular Cover Glass, 24x60 | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 12-553-465 | Corning Manufacturer Number 2975246 |
Corning Universal Fit Pipet Tips: Racked, Nonsterile (1-200ul) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 07-200-300 | Corning Manufacturer Number 4863 |
Falcon 15 mL Conical Centrifuge Tubes, polypropylene | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 14-959-70C | Corning Manufacturer Number 352097 |
Falcon 96-Well Assay Plates (Tissue culture plate lids) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 08-772-5 | Corning Manufacturer Number 353910 |
Fisher Brand 25mm Syringe Filter, Nylon, 0.45 μm, Sterile | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 09-719D | |
Fisher Chemical Gill Method Hematoxylin Stain (Gill-2), 4L | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | CS401-1D | |
Fisherbrand Sharps-A-Gator Point-of-Use Sharps Containers, 5 qt | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 14-827-122 | Supplemental equipment for proper BSL-2 Laboratory Set-Up |
Fluoro-Gel with Tris Buffer (Gel/Mount Media), 20 mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 102092-122 | Fluoro-Gel Substitute for BioMeda™ Gel-Mount, Electron Microscopy Sciences |
Formalin, Buffered, 10%, 4L | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | SF100-4 | Available each or in case of 4 |
Gilson Pipetman P200 Pipet, 50-200 μL | Daigger Scientific (https://www.daigger.com) | EF9930E | |
Hy-Clone Phosphate Buffered Saline, 1x Solution, 1 L (PBS) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | SH30256LS | Alternative dry powder product can be used |
Hydrogen Peroxide, 3% | Multiple Vendors | Any commercially available source, such as pharmacy or store brands, etc. | |
Lens Microscope Objective 20x and 40x | Multiple Vendors | ||
Lysol IC Quarternary Disinfecting Cleaner, 1G | Daigger Scientific (https://www.daigger.com) | EF8481 | Supplemental materials for proper BSL-2 Laboratory disinfection |
Miltex brand Disposable Scalpel Size 22 (alternative size to MiniScalpel) | AMD Next (www.amdnext.com) | 999112314 | Supplemental equipment for sample touch impressions; Alternative size to Ag Tek MiniScalpel |
N,N-Dimethylformamide, Amber Glass Packaging, 500 mL | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | D119-500 | |
Peroxidase Labeled Streptavidin, 50 mL | SeraCare (https://www.seracare.com/) | 5550-0001 | KPL Immunoassay and Kits Reference Number 71-00-38 |
Phosphate Buffered Saline Powder (alternative to Fisher liquid PBS) | Sigma Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/) | P3813 | Must be prepared in 1 L distilled water; Available in quantities of 1, 10 and 50 packs |
Primary antibody: Polyclonal anti-nucleoprotein or cocktail of anti-lyssavirus biotinylated antibodies | Store at 4 °C | ||
PYREX Disposable Serological Pipets, Glass, Sterile, Plugged, Corning, 1.0 mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 7078D-1 | VWR Manufacturer Number 89091-220 |
PYREX Disposable Serological Pipets, Glass, Sterile, Plugged, Corning, 10.0 mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 7078D-10 | VWR Manufacturer Number 89091-106 |
PYREX Disposable Serological Pipets, Glass, Sterile, Plugged, Corning, 5.0 mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 7078D-5 | VWR Manufacturer Number 89091-484 |
Richard-Allan Scientific Gills Hematoxylin Stain No. 2, 1PT (alternative to above) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 22-050-201 | Thermo Scientific Manufacturer Number 72504 |
Slide Holders, 24-place | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 25608-868 | Sakura®Finetek Supplier Number 4465; Available through multiple vendors |
Specimen Tin Boxes, 1/2 oz | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 101412-452 | Supplemental equipment for storage of brain tissue samples |
Taylor 2-Event Digital Timer/Clock | Multiple Vendors | Supplemental equipment | |
Tissue-Tek Slide Staining Kit | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 25608-902 | Sakura®Finetek Supplier Number 4551; Available through multiple vendors |
TWEEN 80, Polyethylene glycol, 500 mL | Sigma Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/) | P1754 | Also available in 25 mL, 1 L and 1 G volumes |
VWR FLIP Pipette Filler (0.05-100 mL) | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 53497-055 | |
VWR Soft Nitrile Examination Gloves, L (100 per box) | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 89038-272 | Supplemental equipment for proper PPE |
Water, Deionized (20 L) | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 10806-022 | |
Wheaton Clear Glass Sample Vials, 8 mL | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 06-408C | DWK Life Sciences Manufacturer Number 224884 |
White Coated, Double Well Pattern Microscope Slides, 14 mm | Tekdon Incorporated (https://www.tekdon.com/coated-microscope-slides.html) | 2-140 | |
White Rectangular UN-rate Disposal Container, 5G | Berlin Packaging (https://www.berlinpackaging.com/) | 1147T01WHT | Supplemental equipment for chemical waste storage/disposal (Formalin) |
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