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Method Article
* Questi autori hanno contribuito in egual misura
I protocolli presentati viene descritto come eseguire un'analisi di inibizione di emagglutinazione per quantificare i titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza da campioni di siero dei destinatari del vaccino di riossidazione. Il primo test determina concentrazioni di antigene virale ottimale di emagglutinazione. Il secondo test quantifica i titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza di inibizione di emagglutinazione.
I titoli dell'anticorpo sono comunemente usati come markers surrogati per sierologica protezione contro l'influenza e altri agenti patogeni. Per capire l'immunità indotta dal vaccino è necessaria una conoscenza dettagliata di produzione dell'anticorpo pre- e post-vaccinazione. Questo articolo descrive un protocollo affidabile punto per punto per determinare i titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza. Il primo protocollo descrive un metodo per specificare la quantità di antigene necessarie per emagglutinazione, che standardizza le concentrazioni per successivo utilizzo nel secondo protocollo (analisi di emagglutinazione, HA dosaggio). Il secondo protocollo descrive la quantificazione dei titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza contro diversi ceppi virali utilizzando una diluizione seriale di umana del siero o cella surnatanti (analisi di inibizione di emagglutinazione, test HI).
Come un esempio applicato, vi indichiamo la risposta dell'anticorpo di una coorte di sana, che ha ricevuto un vaccino dell'influenza trivalente inattivato. Inoltre, la cross-reattività tra il virus influenzali diversi è mostrata e metodi per minimizzare la reattività crociata utilizzando diversi tipi di animali globuli rossi (RBCs) sono spiegati. La discussione evidenzia vantaggi e svantaggi dei saggi presentati e come la determinazione dei titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza può migliorare la comprensione dell'immunità correlate al vaccino.
Infezione con virus dell'influenza è associata con considerevole morbosità, mortalità e costi sanitari elevati1,2,3,4. In particolare, anziani, neonati, donne incinte e pazienti con malattia cronica sono a rischio per i risultati clinici più gravi. Pertanto, la vaccinazione contro ceppi di virus influenzali in circolazione è la misura primaria per diminuire il carico di malattia in queste popolazioni ad alto rischio. L'aumento della risposta immunitaria individuale dopo vaccinazione, ad es., anticorpi specifici per l'influenza sopra una soglia protettiva, riduce il rischio individuale di infezione e in generale la probabilità di trasmissione virale all'interno di una popolazione 5. una conoscenza dettagliata del vaccino-indotta risposta immunitaria umorale in diverse popolazioni e tra vari gruppi di età è un elemento chiave per rispondere a quesiti clinici importanti6,7,8 , 9, come: perché alcuni pazienti anziani hanno infezioni malgrado la vaccinazione precedente? Che cosa è una "buona" e "sufficiente" protezione indotta dal vaccino? Quante volte un vaccino deve essere applicato a un paziente immunosuppressed per raggiungere i titoli protettivi? Qual è il dosaggio più efficace? Qual è l'impatto di un romanzo ausiliario su titoli dell'anticorpo dopo la vaccinazione? La misurazione della produzione dell'anticorpo specifico vaccino può aiutare a rispondere a queste domande importanti e migliorare i risultati di vaccinazione.
La quantificazione dei titoli dell'anticorpo del virus-specifici possa essere eseguita con vari metodi immunologici. Questo include fase solida10 o basati su tallone i dosaggi ELISA11 , HI test12e neutralizzante saggi13. Metodi basati su ELISA permettono lo screening di relativamente grandi quantità di campioni di siero contro vari antigeni. Inoltre, patogeno-specifiche dell'immunoglobulina (Ig) M e IgG possono essere esplorati separatamente. Anche se le caratteristiche di un antigene, per esempio, la sequenza lineare degli aminoacidi o delle particelle virus-simili possono influenzare il legame degli anticorpi, lo spettro di potenziali epitopi è molto ampio e non fornisce informazioni su se un anticorpo risposta ha rilevanza funzionale.
Al contrario, l'analisi di neutralizzazione determina il potenziale di anticorpi funzionalmente inibire l'infezione delle cellule e quindi riflette il potenziale di neutralizzazione. Tuttavia, questo metodo è molto laborioso, richiede la messa in coltura di specifiche linee cellulari e vivere virus, e pertanto, è che richiede tempo, costosa e richiede attrezzature speciali.
Questo articolo viene descritto un passo-passo la World Health Organization WHO-based HI protocollo12 per quantificare i titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza. Emoagglutinazione è un effetto caratteristico di alcuni virus che porta l'agglutinazione degli eritrociti. L'inibizione di questo effetto con i sieri dei pazienti permette la misura delle concentrazioni di anticorpi inibitori, che riflette un effetto neutralizzante.
Abbiamo modificato il flusso di lavoro del WHO-protocollo per consentire una gestione più efficiente dei campioni multipli allo stesso tempo e riducendo il tempo necessario. Il primo protocollo descrive la determinazione del potenziale di un antigene particolare dell'influenza dell'agglutinazione. In tal modo, la concentrazione di antigene dell'influenza corretta è determinata per il secondo protocollo. Questa parte dovrebbe essere ripetuta con ogni nuovo antigene virale, come pure ogni batch di sangue.
Il secondo protocollo descrive la determinazione dei titoli dell'anticorpo specifico dell'influenza. I protocolli presentati sono ottimizzati per l'indagine del virus dell'influenza e campioni di siero umano tuttavia, può anche essere applicato per i campioni di siero del mouse o surnatanti di coltura cellulare da cellule immuni stimolate, per esempio, B-cellule virus-specifiche. Risultati possono essere determinati come assoluti misurati titoli. In molti studi di vaccino, i titoli di media geometrica e l'intervallo di confidenza del 95% sono indicati per ogni particolare popolazione. Per interpretazione, sieroprotezione o sieroconversione sono spesso utilizzati per descrivere la suscettibilità di una popolazione per un certo virus. Sieroprotezione è definita come un titolo di ≥ 1: 40 e sieroconversione come un titolo più di 4 volte aumentare con conseguimento di titoli di sieroprotettivi tra due intervalli di tempo (più comunemente utilizzati pre-vaccinazione e 30 giorni dopo la vaccinazione).
Entrambi i protocolli sono facili da usare e possono essere adattati ad una vasta gamma di domande di ricerca. In particolare, può essere utilizzati per determinare rapidamente e in modo affidabile i titoli dell'anticorpo contro vari altri virus con la capacità di emoagglutinazione, quali morbillo, polyomaviruses, parotite o rosolia14,15,16 .
I protocolli di studio sono stati approvati attraverso il Comitato di revisione etica locale (www.EKNZ.ch) e il consenso informato è stato ottenuto da tutti i partecipanti.
1. il siero collezione
2. preparazione degli antigeni
Attenzione: Cinque diversi antigeni sono utilizzati (Vedi Tabella materiali). Preparare gli antigeni in un laboratorio di biosicurezza di livello 2 (BSL-2).
3. preparazione del colera filtrato
Nota: Filtrato di colera è utilizzato come un recettore distruggendo enzima (RDE) secondo il protocollo WHO12. Questa operazione rimuove innati inibitori dal siero che avrebbe interferito con il test17.
4. HA dosaggio
Nota: Per garantire che i saggi di HI siano comparabili tra i diversi piatti, la stessa quantità di particelle di virus deve essere utilizzata per ciascuna lastra. Il dosaggio HA (anche chiamato HA titolazione) viene eseguito per quantificare le particelle di virus necessarie per emagglutinazione ed è registrato in unità HA. Una «unità» di emagglutinazione è un'unità operativa dipenda dal metodo utilizzato per la titolazione di HA e non è una misura di un importo assoluto di virus. Così, un'unità HA è definita come la quantità di virus necessaria per agglutinare un volume uguale di una sospensione di RBC standardizzato. Secondo l'OMS, la quantità standard utilizzata per i test di HI è 4 HA unità per 25 µ l. Per un'illustrazione del principio del dosaggio HA vedere la Figura 1.
Figura 1 : Principio di emagglutinazione e inibizione di emagglutinazione. Nessun emagglutinazione si verifica in una situazione di controllo negativo senza virus e anticorpi (colonna sinistra), e gli eritrociti hemagglutinate solo in presenza di virus dell'influenza (colonna centrale). Tuttavia, quando l'emagglutinina del virus dell'influenza è bloccata da anticorpi virus-specifici quindi nessun emagglutinazione può verificarsi (colonna destra). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nota: I globuli rossi utilizzati sono dipendente dal tipo di virus influenzale nell'analisi (tabella 1). Ulteriormente, per vari tipi di piastre a 96 pozzetti micro titolo, il tempo di incubazione, nonché l'aspetto delle celle non agglutinate differiscono (tabella 2).
Antigene dell'influenza | A/California/7/09 (H1N1) | A/Svizzera/9715293/2013 (H3N2) | A/Texas/50/2012 (H3N2) | B/Brisbane/60/08 | B/Massachusetts/02/2012 | ||
Specie di RBC | Pollo | Guinea Pig | Guinea Pig | Turchia | Turchia |
Tabella 1: gli antigeni dell'Influenza e della corrispondente specie di RBCs. Secondo le istruzioni del produttore (NIBSC).
Specie di RBC | Pollo | Turchia | Guinea pig | Tipo umano O |
Concentrazione di globuli rossi (v/v) | 0,75% | 0,75% | 1% | 1% |
Tipo di piastra per microtitolazione | Fondo V | Fondo V | Fondo U | Fondo U |
Tempo di incubazione, RT | 30 min | 30 min | 1 ora | 1 ora |
Aspetto alle emazie non agglutinate | Tasto * | Tasto * | Halo | Halo |
Tabella 2: analisi condizioni con diverse specie di RBCs. Secondo il protocollo WHO. (* scorre quando inclinato).
Figura 2 : Placca design del dosaggio HA. La titolazione HA viene eseguita in duplicati. Nessun antigene è stato aggiunto per le righe di controllo. Vedere anche Figura 4 per la determinazione della concentrazione di antigene migliore. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3 : Agglutinazione dei globuli rossi di uccelli e mammiferi. Piastre a forma di V micro titolo vengono utilizzati quando si lavora con RBCs aviaria. La lettura viene eseguita in posizione inclinata piastra e non agglutinati globuli rossi iniziano a correre verso il basso formando una forma a lacrima. Piastre microtiter a forma di U sono utilizzati quando si lavora con globuli rossi dei mammiferi. La lettura avviene quindi in una posizione non inclinato, e non agglutinati globuli rossi formano un piccolo alone. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4 : Lettura della titolazione HA con RBCs aviaria per determinarne il titolo di 4 unità di HA. La quantità di antigene ottimale necessaria per emagglutinazione è misurata dall'analisi di emagglutinazione (dosaggio di titolazione dell'antigene). L'ultimo pozzo dove emagglutinazione completa si verifica è l'endpoint di titolazione HA e contiene 1 HA unità. A causa delle diluizioni 2 volte dell'antigene, due pozzi davanti l'endpoint di titolazione HA, il titolo corrisponde a 4 HA unità. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
5. test HI
Nota: Il flusso di lavoro del protocollo è stato ottimizzato per consentire una gestione più efficiente dei campioni multipli allo stesso tempo, mediante PCR tube strisce e un cycler termico (Vedi sotto).
Figura 5 : Piastra design e flusso di lavoro del test HI. Cinque punti di tempo di due persone possono essere misurati su una piastra. Il titolo di HI varia da 8 a 1.024. Un anti-siero dell'antigene usato servito come controllo positivo e una titolazione di ritorno è stata effettuata per verificare se la diluizione di antigene è uguale a 4 unità di HA. La diluizione seriale nel campione di siero viene mostrata per 2 singoli vaccinati. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6 : Lettura del test HI con aviaria RBCs. Pre- e post-vaccinazione influenza indotta risposta anticorpale specifica è determinata dal test HI. In questo esempio, persona uno ha più alti titoli di HI di persona due. Entrambe le persone mostrano una risposta dell'anticorpo dopo la vaccinazione; 180 giorni dopo la vaccinazione i titoli dell'anticorpo di entrambe le persone sono in diminuzione ancora. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Risposta dell'anticorpo indotto pre- e post-vaccinazione contro l'Influenza A H3N2
La risposta anticorpale indotta dal vaccino è stata valutata in 26 volontari sani che hanno ricevuto un vaccino influenzale inattivato trivalente subunità contenenti l'Influenza A/H1N1/California/2009, A/H3N2/Texas/2012 e B/Massachusetts/02/2012 prima del 2014 / 2015 stagione influenzale. Figura 6 Mostra un esempio rappresentativo di 2 destinatari del vacc...
Quantificazione dei titoli di anticorpo specifico del virus dell'influenza di pre- e post-vaccinazione è uno strumento importante e necessario per gli studi di vaccino. Sulla base delle misure di surrogato di protezione contro l'infezione del virus, ad esempio di sieroprotezione (> 01:40) o sieroconversione (aumento di 4 volte del titolo), vaccinazione strategie possono essere ottimizzato9. Utilizzando i protocolli forniti può determinare: (i) il potenziale di emagglutinazione di un particolare ...
A.E. è stato sostenuto da borse di studio una ricerca dal programma "FNS Ambizione Score" (PZ00P3_154709), "Forschungsfond, Förderung strategischer Projekte" Università di Basilea, Basilea Stiftungsinfektionskrankheiten e Bangeter Rhyner Stiftung. La rosa è stata sostenuta da una sovvenzione della Technical University di Graz, Austria. J.L. riconosce il sostegno di una borsa di studio iPhD dell'iniziativa SystemsX.ch nel programma di biologia di sistemi (9th chiamata).
nessuno.
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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