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Method Article
In diesem Artikel wird eine vereinfachte Methode zur Herstellung von 4 Hämagglutinationseinheiten Antigen für serologische Tests auf das Virus der Newcastle-Krankheit vorgestellt. Durch die genaue Bestimmung des Hämagglutinationstiters des Antigens, kombiniert mit einer strengeren Rücktitrationsmethode und einem genau definierten Anpassungsprozess, erhöht es die Testeffizienz, reduziert falsch positive Ergebnisse und verbessert die Krankheitsüberwachung bei Geflügel.
Die genaue Bestimmung der Antikörpertiter des Newcastle-Disease-Virus (NDV) ist entscheidend für eine wirksame Bekämpfung und Überwachung von Geflügelkrankheiten. In diesem Artikel wird eine optimierte Methode zur Herstellung einer 4-Hämagglutinationseinheiten (4-HAU)-Antigenlösung vorgestellt, einer Schlüsselkomponente des Hämagglutinationshemmungsassays (HI), der beim serologischen NDV-Nachweis verwendet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die zeitaufwändige und undefinierte Rücktitrations- und Anpassungsschritte erfordern, rationalisiert dieser Ansatz diesen Prozess, indem der HA-Titer anhand einer ersten Reihe von Verdünnungen (1:3, 1:5, 1:7 und 1:9) genau gemessen wird. Wir bieten auch eine spezielle Methode zur Anpassung oder Neuformulierung basierend auf den Ergebnissen der Rücktitration an, um die Notwendigkeit wiederholter Rücktitrationen zu reduzieren. Darüber hinaus untersuchten wir den Einfluss der Genauigkeit der 4-HAU-Antigenlösung auf den HI-Titer im Serum und stellten fest, dass ein Titer des 4-HAU-Antigens unter 3 zum Auftreten falsch-positiver HI-Proben führte. Durch die Bereitstellung einer genauen Methode und die Minimierung von Rechenaufgaben erhöht dieser Ansatz die Effizienz und Zuverlässigkeit der Tests und trägt zu einer verbesserten Krankheitsüberwachung und -kontrolle in Geflügelpopulationen bei.
Die Newcastle-Krankheit (ND) ist eine weit verbreitete und schwere Geflügelkrankheit, die weltweit bekannt ist 1,2,3. Sie äußert sich durch verschiedene Symptome wie hohes Fieber, Atemnot, Ruhr, nervöse Störungen und Schleimhautblutungen4. Der Erreger, das Newcastle-Disease-Virus (NDV), hält sich seit fast einem Jahrhundert und befällt mehr als 200 Vogelarten, darunter Hühner, Enten, Gänse und Tauben5. Die Übertragung erfolgt hauptsächlich durch direkten oder indirekten Kontakt mit infizierten Vögeln, wobei Geflügel, Tauben und freilaufende Vögel als potenzielle Reservoire dienen6. Trotz des einzigen Serotyps von NDV stellt seine genetische Vielfalt erhebliche Herausforderungen für das Krankheitsmanagement und die Krankheitsbekämpfungdar 3,7.
Die Impfung dient als primäre Strategie zur Kontrolle der Nacktnarbenkrankheit und wird durch strenge Biosicherheitsmaßnahmen ergänzt 5,8. Für Geflügel sind weltweit verschiedene kommerzielle Impfstoffe verfügbar, die nach der Immunisierung robuste Serum-Antikörperreaktionen hervorrufen9. Diese Antikörper spielen eine entscheidende Rolle bei der Milderung der Schwere der Symptome bei Exposition gegenüber virulenten Stämmen und bei der Eindämmung der Übertragung zwischen den Herden10. Standard-Wiederholungsimpfprotokolle, bei denen in der Regel abgeschwächte Lebendimpfstoffe alle 6-12 Wochen verabreicht werden, sind in Regionen, die endemisch für ND9 sind, Standard. Die routinemäßige Überwachung der Antikörpertiter nach der Impfung in kommerziellen Geflügelherden ist für die Beurteilung der Wirksamkeit des Impfstoffs von entscheidender Bedeutung 11,12,13. Niedrige Antikörpertiter nach der Impfung können auf ein Versagen des Impfstoffs hinweisen, was rechtzeitige Korrekturmaßnahmen wie eine Zusatzimpfung oder die Untersuchung potenzieller immunsuppressiver Faktoren, die die Immunantwort beeinflussen, erforderlich macht14.
Für den Nachweis von Serumantikörpern gegen NDV werden mehrere Techniken eingesetzt, darunter der enzymgebundene Immunsorbent-Assay, die Hämagglutinationshemmung (HI) und der Neutralisationsassay 9,13,15,16. Jede Methode bietet einzigartige Vorteile und Einschränkungen in Bezug auf Sensitivität, Spezifität und Kosteneffizienz.
In diesem Artikel wird ein Schritt-für-Schritt-Protokoll beschrieben, das auf dem Protokoll der Weltorganisation für Tiergesundheit (OIE) für die Durchführung von HI basiert, um serumspezifische Antikörpertiter gegen NDV11 zu quantifizieren. Bei der Hämagglutination (HA), einem Phänomen, das durch bestimmte behüllte Viren wie NDV hervorgerufen wird, kommt es zur Verklumpung der roten Blutkörperchen (RBCs)9. Das Hämagglutinin-Neuraminidase-Protein (HN) auf der NDV-Oberfläche interagiert mit Erythrozyten, was zu Zellverklumpung und Gitterbildung führt2. Der HI-Assay wird als serologische Methode bevorzugt, da er die Serum-Antikörperspezifität gegenüber dem HN-Protein von NDV 8,9 beurteilen kann. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Kosteneffizienz und Unabhängigkeit von Spezialinstrumenten für den Routineeinsatz zugänglich und praktisch.
Um die Effizienz des Assays zu verbessern, haben wir den Arbeitsablauf des OIE-Protokolls11 verfeinert, wobei der Schwerpunkt auf der Erzielung genauerer Antigen-HA-Titer lag und detaillierte Anpassungen für die Antigenlösung mit 4 Hämagglutinationseinheiten (4-HAU) angeboten wurden. Darüber hinaus bewerteten wir durch vergleichende Analysen den Einfluss der 4-HAU-Genauigkeit auf die HI-Ergebnisse, was wertvolle Erkenntnisse für Feldpraktiker lieferte. Dieser Ansatz ist nicht auf NDV-Antikörpertests beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf den Nachweis von viralen Subtypen und anderen hämagglutinierenden Viren, einschließlich Masern, Polyomaviren, Mumps und Röteln.
Die Genehmigung für das Protokoll wurde vom örtlichen institutionellen Ausschuss für Tierpflege und -verwendung erteilt. Alle Verfahren mit lebenden Virusantigenen und klinischen Serumproben wurden in einem Labor der Biosicherheitsstufe 2 in Übereinstimmung mit den festgelegten Sicherheitsprotokollen durchgeführt.
1. Zubereitung von 1% Hühner-RBC-Suspension
2. Rekonstitution von lyophilisiertem Antigen oder Serum
3. HA-Titration von Antigenen
Abbildung 1: Schematische Darstellung des Verfahrens zur Verdünnung der Antigenlösung im Hämagglutinationsassay. Die Antigenlösung wird in PBS im Verhältnis 1:3, 1:5, 1:7 bzw. 1:9 verdünnt. PBS in Vertiefungen oder Zentrifugenröhrchen ist blau dargestellt, während Antigene in grün dargestellt sind. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Schematischer Aufbau einer Mikroplatte, die im Hämagglutinationsassay verwendet wird. Die erste Spalte der Zeilen 1-5 enthält unverdünnte und verschiedene Anfangsverdünnungen der Antigenlösung, gefolgt von einer zweifachen seriellen Verdünnung von links nach rechts bis Spalte 11. Das PBS-Steuerelement wird in der letzten Spalte platziert. Der Gradient von dunkel nach hell deutet auf eine abnehmende Antigenkonzentration hin. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Antigene | Säule mit der höchsten Verdünnung von kompletter HA | HA-Titer der unverwässerten Aktien |
Unverwässerte Aktien | ein | 2A |
3-fache Verdünnung | b | 3 x 2B |
5-fache Verdünnung | c | 5 x 2cm |
7-fache Verdünnung | d | 7 x 2d |
9-fache Verdünnung | e | 9 x 2e |
Tabelle 1: Ergebnisse des HA-Assays und Berechnung des HA-Titers der Stammlösung.
4. Herstellung der 4-HAU-Antigenlösung
5. Rücktitration der 4-HAU-Antigenlösung
Abbildung 3: Schematische Darstellung des Verdünnungsverfahrens der Lösung von 4 Hämagglutinationseinheiten bei der Rücktitration. Die 4-HAU-Arbeitslösung wird mit PBS im Verhältnis 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6 und 1:7 verdünnt. PBS ist in Blau und Antigene in Grün dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: Schematische Anordnung der Vertiefungen für die Rücktitration und repräsentatives Ergebnis. Die verdünnte 4-HAU-Arbeitslösung wird in eine neue Reihe überführt, wobei eine zusätzliche PBS-Steuerung hinzugefügt wird. Der Gradient von dunkel zu hellgrün zeigt die Antigenkonzentration von hoch nach niedrig an. Repräsentative Ergebnisse zeigen, dass die 1:4-Verdünnung die höchste Verdünnung ist, die eine vollständige Hämagglutination zeigt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
HA-Titer der Rücktitration | Auffüllung von Antigen oder PBS |
1:2 | Va |
1:3 | VA/3 |
1:5 | Vp/4 |
1:6 | Vp/2 |
1:7 | 3Vp/4 |
Tabelle 2: Referenztabelle zur Anpassung der 4-HAU-Konzentration auf der Grundlage der Rücktitrationsergebnisse. Va und Vp repräsentieren die Volumina an Antigen und PBS, die bei der Formulierung der 4-HAU-Antigenlösung verwendet werden.
HA-Titer der Rücktitration | Korrektur des Verdünnungsfaktors |
1:2 | D/2 |
1:3 | 3D/4 |
1:5 | 5T/4 |
1:6 | 3D/2 |
1:7 | 7T/4 |
Tabelle 3: Referenztabelle der Verdünnungsfaktorkorrektur für die erneute Aufbereitung des 4-HAU-Antigens. D steht für den Verdünnungsfaktor, der zuvor bei der Herstellung von 4-HAU-Antigenen verwendet wurde.
6. Zubereitung des Serums
7. HI-Assay
Abbildung 5: Schematische Darstellung des Arbeitsablaufs des Hämagglutinationsassays. PBS ist in blau, Serum in gelb, die 4-HAU-Antigenlösung in grün und die 1%ige Hühner-Erythrozyten-Suspension in rot dargestellt. Pfeile zeigen die Reihenfolge der Flüssigkeitsabgabe an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Validierung des Titers der 4-HAU-Antigenlösung, die nach der optimierten Methode formuliert wurde
In der Studie wurden verschiedene Verdünnungen der Antigen-Stammlösung verwendet, um den HA-Titer genau zu bestimmen und die Berechnung des Verdünnungsfaktors für die Herstellung der 4-HAU-Antigenlösung zu erleichtern. Die Ergebnisse zeigen, dass die optimierte Methode sowohl effizient als auch präzise ist und die Anzahl der sich wiederholenden Rücktitrations- und...
Die in diesem Artikel vorgeschlagene optimierte Methode stellt einen Ansatz zur genauen Herstellung der 4-HAU-Antigenlösung dar. Die OIE- und EU-Leitlinien schlagen zwar anfängliche Verdünnungen für die HA-Titration vor, enthalten jedoch keine genauen Angaben zu den zu verwendenden Verdünnungsverhältnissen und bieten keine spezifischen Methoden an11,12. Darüber hinaus empfehlen die FAO und die OIE zwar die Rücktitration als Mittel zur Verbess...
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte anzugeben.
C.C. wurde vom Taicang Technology Program (TC2021JC16) und den Innovation Team Funds des Suzhou Chien-shiung Institute of Technology (2023JXKYTD01) unterstützt. H.Y. wurde durch das Taicang Technology Program (TC2021JC11) unterstützt. Beide wurden vom Start-up Fund for New Ph.D. Researchers des Suzhou Chien-Shiung Institute of Technology unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sterile Centrifuge Tube (15 mL) | Labshark | 130201030 | |
Air-cooled Low-speed Tabletop Centrifuge | Titan | LDC-5 | |
Alserve's Solution | Sangon Biotech | E607058 | |
Centrifuge | DLAB | 9032002121 | |
Disposable Pasteur Pipette | Titan | SWXG-004 | |
Disposable Sterile Syringe(1 mL) | Beyotime | FS801-30PCS | |
Disposable V-bottom Microtiter Plate(96-well) | Labshark | 130207001 | |
Microplate Shaker | Jiangsu Xinkang Medical Equipment Co., Ltd | XK96-3 | |
NDV HI Negative Sera | Qingdao Regen Diagnostics Development Center | ||
NDV HI Positive Sera | Qingdao Regen Diagnostics Development Center | ||
NDV HI Test Antigen | Qingdao Regen Diagnostics Development Center | ||
PBS Solution (1x) | Adamas Life | C8020 | |
Sterile Centrifuge Tube (1.5 mL) | Labshark | 130201012 |
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