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Method Article
* Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen
Die vorgestellten Protokolle wird beschrieben, wie einen Hämagglutination Inhibition Assay Quantifizierung des Influenza-spezifischen Antikörper-Titer von Serumproben von Grippe-Impfstoff Empfängern durchführen. Der erste Test bestimmt optimale virale Antigen-Konzentrationen durch Hämagglutination. Die zweite Probe quantifiziert Influenza-spezifischen Antikörper-Titer Hämagglutination Inhibition.
Antikörpertiter dienen häufig als Surrogat-Marker für serologische Schutz gegen Grippe und andere Krankheitserreger. Detaillierte Kenntnisse der Antikörper-Produktion vor und nach der Impfung ist erforderlich, um die Impfstoff-induzierte Immunität zu verstehen. Dieser Artikel beschreibt ein zuverlässiger Punkt für Punkt-Protokoll zur Grippe-spezifischen Antikörper-Titer zu bestimmen. Das erste Protokoll beschreibt eine Methode, um die erforderlichen für Hämagglutination, die die Konzentrationen für die spätere Verwendung im zweiten Protokoll (Hämagglutination Assay, HA-Assay) standardisiert Antigen-Beträge angeben. Das zweite Protokoll beschreibt die Quantifizierung des Influenza-spezifischen Antikörper-Titer gegen verschiedene Virenstämme mithilfe einer serielle Verdünnung von menschlichen Serum oder Zelle Kultur Überstände (Hämagglutination Inhibition Assay, HI-Assay).
Als angewandte Beispiel zeigen wir die Antikörper-Reaktion einer gesunden Kohorte, die einen dreiwertigen inaktivierten Influenza-Impfstoff erhalten. Darüber hinaus die Kreuzreaktivität zwischen den verschiedenen Influenza-Viren gezeigt und Methoden zur Kreuzreaktivität zu minimieren, indem Sie mit verschiedenen Arten von tierischen roten Blutkörperchen (Erythrozyten) erläutert. Die Diskussion zeigt vor- und Nachteile der vorgestellten Assays und wie die Bestimmung des Influenza-spezifischen Antikörper-Titer das Verständnis der Impfstoff-bezogene Immunität verbessern kann.
Infektion mit Influenza-Virus ist mit erheblicher Morbidität, Mortalität und hohen Gesundheitskosten1,2,3,4. Insbesondere sind ältere Menschen, Neugeborene, Schwangere und Patienten mit chronischen Erkrankungen mit einem Risiko für schwere klinische Ergebnisse. Impfung gegen Influenza-Virus-Stämme in Umlauf ist demzufolge die primäre Maßnahme die Krankheitslast in dieser risikoreichen Bevölkerungen zu verringern. Die Erhöhung der individuellen Immunantwort nach Impfung, z.B., Grippe-spezifische Antikörper über eine schützende Schwellenwert, verringert dem individuellen Risiko einer Infektion und im Allgemeinen die Wahrscheinlichkeit von viralen Übertragung innerhalb einer Population 5. ein detailliertes Verständnis der Impfstoff-induzierten humoralen Immunantwort in verschiedenen Populationen und in verschiedenen Altersgruppen ist ein Schlüsselelement zur Beantwortung wichtige klinische Fragen6,7,8 , 9, wie: Warum haben einige älteren Patienten Infektionen trotz vorangegangenen Impfung? Was ist ein "gut" und "ausreichend" Impfstoff-induzierte Schutz? Wie oft sollte ein Impfstoff auf einen immunsupprimierten Patienten zu schützende Titer werden angewendet? Was ist die effektivste Dosierung? Wie wirkt sich ein neuartiges Adjuvans auf nach der Impfung Antikörpertiter? Die Messung der Impfstoff-spezifische Antikörper-Produktion kann helfen, diese wichtigen Fragen zu beantworten und bessere Ergebnisse für die Impfung.
Die Quantifizierung der Virus-spezifischen Antikörper-Titer kann mit verschiedenen immunologischen Methoden durchgeführt werden. Dazu gehören Festphasen-10 oder Wulst-basierte ELISA11 Assays, die HI-Assay12und neutralisierende Assays13. ELISA-basierten Methoden ermöglichen die Überprüfung der relativ große Mengen an Serumproben gegen verschiedene Antigene. Erreger-spezifischen Immunglobulin (Ig) M und IgG kann auch separat erkundet werden. Obwohl die Merkmale der Antigene, z.B., lineare Aminosäure-Sequenz oder virusähnliche Partikel die Bindung von Antikörpern beeinflussen können, das Spektrum der möglichen Epitope ist sehr breit und liefert keine Informationen an, ob ein Antikörper als Reaktion hat funktionelle Relevanz.
Im Gegensatz dazu die Neutralisation Assay bestimmt das Potenzial von Antikörpern, funktional die Infektion von Zellen hemmen und entspricht daher mögliche Neutralisierung. Aber diese Methode ist sehr arbeitsintensiv, erfordert Kultivierung bestimmter Zellinien und Viren zu leben, und daher, es ist zeitaufwendig, teuer und erfordert spezielle Ausrüstung.
Dieser Artikel beschreibt die Weltgesundheitsorganisation WHO-basierte HI Protokoll12 Quantifizierung des Influenza-spezifischen Antikörper-Titer eine Schritt für Schritt. Hämagglutination ist eine charakteristische Wirkung einiger Viren, die Agglutination der Erythrozyten führt. Die Hemmung dieses Effektes mit Patientenserum ermöglicht die Messung von hemmende Antikörper-Konzentrationen, die eine neutralisierende Wirkung widerspiegelt.
Wir haben den Workflow des WHO-Protokolls erlauben einen effizienteren Umgang mit mehrere Proben gleichzeitig und wodurch sich der Zeitaufwand angepasst. Das erste Protokoll beschreibt die Bestimmung der Agglutination Potenzial eines bestimmten Influenza-Antigens. Auf diese Weise wird die richtige Grippe Antigenkonzentration für das zweite Protokoll bestimmt. Dieser Teil sollte mit jeder neuen viralen Antigens sowie jede Charge des Blutes wiederholt werden.
Das zweite Protokoll beschreibt die Bestimmung der Influenza-spezifischen Antikörper-Titer. Die vorgestellten Protokolle sind für die Untersuchung des Influenza-Virus und humanem Serumproben jedoch optimiert, es kann auch für Maus Serumproben oder Zellkultur Überstände von stimulierte Immunzellen, z.B.Virus-spezifische B-Zellen angewendet werden. Ergebnisse können als absolute gemessenen Titer bestimmt werden. In vielen Impfstoff-Studien sind die geometrischen Mittelwert-Titer und das 95 %-Konfidenzintervall für jeden bestimmten Bevölkerung gezeigt. Für Auslegung, dies oder Serokonversion sind oft verwendet, um die Anfälligkeit der Bevölkerung zu einem bestimmten Virus zu beschreiben. Dies wird als ein Titer von ≥1:40 und Serokonversion definiert, wie ein mehr als 4-fold Titer zu erhöhen, durch erreichen der Seroprotective Titer zwischen zwei Zeitpunkten (am häufigsten vor der Impfung und 30 Tage nach der Impfung verwendet werden).
Beide Protokolle sind einfach zu bedienen und sie können an den unterschiedlichsten Fragestellungen angepasst werden. Insbesondere, sie lässt sich schnell und zuverlässig bestimmen die Antikörpertiter gegen verschiedene andere Viren mit einer Kapazität für Hämagglutination, z. B. Polyomaviren, Masern, Mumps oder Röteln14,15,16 .
Die Studienprotokolle genehmigt durch das lokale ethische Review Board (www.EKNZ.ch) und schriftliche Einwilligung wurde von allen Teilnehmern.
(1) Serum-Sammlung
2. Vorbereitung der Antigene
Achtung: Fünf verschiedene Antigene dienen (siehe Tabelle der Materialien). Bereiten Sie Antigene in einem Labor Biosafety Level 2 (BSL-2).
3. Vorbereitung der Cholera Filtrat
Hinweis: Cholera Filtrat dient als Rezeptor Enzym (RDE) gemäß der WHO-Protokoll12zu zerstören. Dies entfernt angeborene Inhibitoren aus dem Serum die Assay17stören würde.
4. HA Assay
Hinweis: Um sicherzustellen, dass die HI-Assays zwischen mehreren Platten vergleichbar sind, muss die gleiche Menge an Viruspartikel für jede Platte verwendet werden. Die HA-Assay (auch genannt HA Titration) wird durchgeführt, um die Viruspartikel notwendig für Hämagglutination zu quantifizieren und in HA Einheiten aufgezeichnet. Eine "Einheit" der Hämagglutination ist eine operative Einheit abhängig von der Methode für die HA-Titration verwendet und ist kein Maß für einen absoluten Betrag des Virus. So ist eine HA-Einheit definiert als die Menge des Virus benötigt, um ein gleiches Volumen einer standardisierten RBC-Suspension zu verbinden. Nach Angaben der WHO ist die Freigepäckmenge für die HI-Assay verwendet 4 HA Einheiten pro 25 µL. Zur Veranschaulichung des Prinzips der HA-Test siehe Abbildung 1.
Abbildung 1 : Prinzip der Hämagglutination und Hämagglutination Inhibition. Keine Hämagglutination tritt in eine Negativkontrolle Situation ohne Viren und Antikörper (linke Spalte) und Erythrozyten hemagglutinate nur in Anwesenheit von Influenza-Virus (mittlere Spalte). Jedoch entstehen wenn das Hämagglutinin des Influenza-Virus durch Virus-spezifischen Antikörper dann keine Hämagglutination blockiert ist (rechte Spalte). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Hinweis: Die Erythrozyten verwendet werden abhängig von der Art des Influenza-Virus in der Probe (Tabelle 1). Weiter, unterscheiden sich für verschiedene Arten von 96-Well micro Titer-Platten, die Inkubationszeit sowie das Aussehen der Zellen nicht agglutiniert (Tabelle 2).
Influenza-antigen | A/California/7/09 (H1N1) | A/Schweiz/9715293/2013 (H3N2) | A/Texas/50/2012 (H3N2) | B/Brisbane/60/08 | B/Massachusetts/02/2012 | ||
RBC-Arten | Huhn | Guinea Pig | Guinea Pig | Turkei | Turkei |
Tabelle 1: Influenza-Antigene und entsprechenden Arten von Erythrozyten. Nach den Anweisungen des Herstellers (NIBSC).
RBC-Arten | Huhn | Turkei | Guinea pig | Menschlichen Typ O |
Konzentration der Erythrozyten (V/V) | 0,75 % | 0,75 % | 1 % | 1 % |
Art der Mikrotiterplatte | V-Boden | V-Boden | U unten | U unten |
Inkubationszeit, RT | 30 min | 30 min | 1 Stunde | 1 Stunde |
Darstellung von nicht agglutiniert Zellen | Taste * | Taste * | Halo | Halo |
Tabelle 2: Assay Bedingungen mit verschiedenen Arten von RBCs. Nach dem WHO-Protokoll. (* fließt, wenn es gekippt).
Abbildung 2 : Platte Design des HA-Assays. Die HA-Titration erfolgt in Duplikate. Kein Antigen wurde die Kontrolle Zeilen hinzugefügt. Auch siehe Abbildung 4 zur Bestimmung der besten Antigenkonzentration. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3 : Agglutination Muster der Vögel und Säugetieren RBCs. V-förmige Mikro-Titer-Platten sind beim Arbeiten mit aviären RBCs verwendet. Das Auslesen erfolgt in eine geneigte Platte Position und nicht agglutiniert Erythrozyten beginnen, bilden eine Träne-ähnliche Form heruntergekommen. U-förmigen Mikrotiterplatten sind beim Arbeiten mit Säugetieren RBCs verwendet. Das Auslesen erfolgt dann in der Lage sind nicht geneigt, und nicht agglutiniert RBCs bilden einen kleinen Heiligenschein. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4 : Auslesen der HA-Titration mit aviären RBCs der Titer von 4 HA Einheiten bestimmen. Die optimale Antigen-Füllmenge für Hämagglutination wird durch die Hämagglutination Assay (Antigen Titration Assay) gemessen. Die letzten gut wo komplette Hämagglutination auftritt ist der HA-Titration-Endpunkt und 1 HA-Einheit enthält. Wegen der 2-fold Verdünnungen des Antigens, zwei Brunnen vor der HA-Titration-Endpunkt entspricht der Titer 4 HA Einheiten. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
(5) HI-Assay
Hinweis: Der Arbeitsablauf des Protokolls wurde optimiert, erlauben einen effizienteren Umgang mit mehrere Proben gleichzeitig, mittels PCR tube-Streifen und einem Thermocycler (siehe unten).
Abbildung 5 : Platte Design und Workflow des HI-Assays. Fünf Mal Punkte von zwei Personen können auf einer Platte gemessen werden. Die HI-Titer reicht von 8 bis 1.024. Ein Anti-Serum des verwendeten Antigens als positive Kontrolle diente und eine hintere Titrierung wurde durchgeführt, um überprüfen, ob die Antigen-Verdünnung 4 HA Einheiten entspricht. Die serielle Verdünnung der Serumprobe für 2 individuelle Impfstoff Empfänger angezeigt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 6 : Auslesen des HI-Assays mit aviären RBCs. Die vor- und nach der Impfung induzierten Influenza, die spezifische Antikörper-Reaktion durch HI-Assay bestimmt wird. In diesem Beispiel hat die Person eine höhere HI-Titer als Person zwei. Beide Personen zeigen eine Antikörper-Reaktion nach der Impfung; 180 Tage nach der Impfung sind die Antikörpertiter beider Personen wieder verringert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Vor und nach der Impfung induzierten Antikörper-Reaktion gegen Influenza A H3N2
Die Impfstoff-induzierte Antikörper-Reaktion wurde in 26 gesunden Probanden, die einen inaktivierten dreiwertigen Untereinheit Influenza-Impfstoff mit Influenza A/H1N1/California/2009, A/H3N2/Texas/2012 und B/Massachusetts/02/2012 vor der 2014 erhalten bewertet / 2015 Grippesaison. Abbildung 6 zeigt ein repräsentatives Beispiel für 2 Impfstoff Empfänger. I...
Quantifizierung der vor- und nach der Impfung Influenza Virus spezifische Antikörper-Titer ist ein wichtiges Instrument für Impfstoff-Studien notwendig. Basierend auf der Leihmutter Maßnahmen zum Schutz gegen Virus-Infektion, wie dies (> 01:40) oder Serokonversion (4-fold Titer Anstieg), Impfung Strategien kann9optimiert. Mit den bereitgestellten Protokollen bestimmen kann: (i) die Hämagglutination Potenzial eines bestimmten Virus, und (Ii) die Antikörpertiter für einen Virus von Interesse.<...
A.e. wurde unterstützt durch eine Forschung Zuschüsse aus dem Programm "SNF Ambizione Score" (PZ00P3_154709), "Forschungsfond, Förderung Strategischer Projekte" Universität Basel, Stiftungsinfektionskrankheiten Basel und Bangeter-Rhyner-Stiftung. L.k. unterstützt wurde durch einen Zuschuss von der technischen Universität Graz, Österreich. J.l. räumt Unterstützung durch eine iPhD Fellowship der SystemsX.ch Initiative Systeme Biologie-Programm (9th Anruf).
keine.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
25 ml Disposable Multichannel Pipette Reservoirs | Integra | 4312 | |
8-well PCR tubes | Brand GMBH | 781332 | For serum aliquots |
96-well microtiter plate, U-shaped | TPP | 92097 | For HI assay when using mammalian RBCs |
96-well microtiter plate, V-shaped | Corning Costar | 3897 | For HI assay when using avian RBCs |
Aqua ad iniect. Steril | Bichsel AG | 1000004 | For preparing influenza antigen and cholera filtrate solutions |
Chicken RBC (10%) | Cedarlane | CLC8800 | 10% suspension of chicken red blood cells in Alsever's solution |
Cholera filtrate | Sigma-Aldrich | C8772 | Used as receptor destroying enzyme (RDE) |
Dulbecco's PBS | Sigma-Aldrich | D8537 | For diluting the serum samples, RBCs and antigens |
Eppendorf Multichannel pipette, 12-channel, 10-100 µl | Sigma-Aldrich | Z683949 | |
Eppendorf Multichannel pipette, 8-channel, 10-100 µl | Sigma-Aldrich | Z683930 | |
Guinea Pig RBC (10%) | Cedarlane | CLC1800 | 10% suspension of guinea pig red blood cells in Alsever's solution |
Influenza Anti-A/California/7/09 HA serum | NIBSC | 14/134 | Used as positive control at the HI assay |
Influenza Anti-A/Switzerland/9715293/2013-like HA serum | NIBSC | 14/272 | Used as positive control at the HI assay |
Influenza Anti-A/Texas/50/2012-Like HA Serum | NIBSC | 13/178 | Used as positive control at the HI assay |
Influenza Anti-B/Brisbane/60/2008-HA serum | NIBSC | 13/254 | Used as positive control at the HI assay |
Influenza Anti-B/Massachusetts/02/2012 HA serum | NIBSC | 13/182 | Used as positive control at the HI assay |
Influenza antigen A/California/7/09 (H1N1)(NYMC-X181) | NIBSC | 12/168 | Inactivated, partially purified A/California/7/09 (H1N1)(NYMC-X181) virus (ca. 46µgHA/ml) |
Influenza antigen A/Switzerland/9715293/2013 (NIB88) | NIBSC | 14/254 | Inactivated, partially purified A/Switzerland/9715293/2013 (NIB88) virus (ca. 55µgHA/ml) |
Influenza antigen A/Texas/50/2012 (H3N2)(NYMCX-223) | NIBSC | 13/112 | Inactivated, partially purified A/Texas/50/2012 (H3N2)(NYMCX-223) virus (ca. 74µgHA/ml) |
Influenza antigen B/Brisbane/60/2008 | NIBSC | 13/234 | Inactivated, partially purified B/Brisbane/60/2008 virus (ca. 42µgHA/ml) |
Influenza antigen B/Massachusetts/02/2012 | NIBSC | 13/134 | Inactivated, partially purified B/Massachusetts/02/2012 virus (ca. 35µgHA/ml) |
Serum-Tubes | S-Monovette, Sardstedt | 01.1601.100 | For serum extraction with clotting activator |
Single Donor Human RBC, Type 0 | Innovative Research | IPLA-WB3 | Suspension of single donor human red blood cells in Alsever's solution (ca. 26%) |
Turkey RBC (10%) | Cedarlane | CLC1180 | 10% suspension of turkey red blood cells in Alsever's solution |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Gibco |
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