Серологическая диагностика: выявление антител и антигенов

Серологическая диагностика использует иммунологические реакции для выявления либо вирус-специфических антител, вырабатываемых организмом хозяина, либо вирусных антигенов, присутствующих в образце. Используя специфичность связывания антител и антигенов, серология может подтвердить контакт с вирусом, определить стадию инфекции по классу и титру антител или непосредственно продемонстрировать вирусные белки, часто с помощью быстрых и масштабируемых форматов анализа.

Definition

Серологическая диагностика — это лабораторное выявление вирус-специфических антител (иммунного ответа хозяина) или вирусных антигенов с использованием реакций связывания антител и антигенов, считываемых ферментными, флуоресцентными или другими системами меченого обнаружения.

Scope

Эта тема охватывает принципы выявления антител и антигенов в вирусологии, основные платформы анализов (иммуноферментные анализы, иммуноблоттинг, экспресс-тесты с латеральным потоком, нейтрализация), а также интерпретацию класса и титра антител в отношении сроков инфицирования. Это методологический справочник, который не содержит протоколов назначения тестов или рекомендаций по клиническому ведению.

Core questions

• Должен ли анализ выявлять антитела хозяина или антигены вируса, и что каждый из них подразумевает о статусе инфекции?
• Как IgM и IgG, а также изменения титра, указывают на время или стадию инфекции?
• Как сбалансированы чувствительность, специфичность и перекрестная реактивность при разработке анализа?
• Когда необходим подтверждающий или нейтрализующий анализ для валидации результата скрининга?

Key concepts

• Специфичность антитело-антиген
• Иммуноферментный анализ (ИФА)
• Иммуноблоттинг (вестерн-блот) подтверждение
• Экспресс-тест на антиген с латеральным потоком
• IgM против IgG и сероконверсия
• Титр антител
• Анализ нейтрализации
• Период окна и перекрестная реактивность

Mechanisms

Серологические анализы основаны на специфическом связывании антитела с его антигеном. При обнаружении антител иммобилизованный вирусный антиген захватывает антитела пациента, которые затем выявляются меченым вторичным реагентом, как в иммуноферментном анализе. При обнаружении антигенов иммобилизованным реагентом является антитело, которое захватывает вирусный белок из образца, формат, используемый во многих быстрых тестах с латеральным потоком. Класс обнаруженных антител помогает определить стадию инфекции: IgM обычно появляется раньше, а IgG сохраняется, и возрастающий титр в парных сыворотках подтверждает недавнюю инфекцию. Скрининговые иммуноанализы часто сочетаются с более специфическими подтверждающими методами, такими как иммуноблоттинг или нейтрализация, причем последний измеряет функционально значимые антитела, блокирующие вирусную инфекционность. Каждая конструкция балансирует чувствительность и специфичность, при этом перекрестная реактивность между родственными вирусами является постоянной проблемой.

Clinical relevance

Серология поддерживает диагностику прошлой или настоящей вирусной инфекции, оценку иммунного статуса и серопревалентные исследования; тесты на антигены обеспечивают быстрое прямое обнаружение в месте оказания медицинской помощи. Эта статья описывает, как работают эти анализы и как интерпретируются их результаты, включая ограничение, заключающееся в том, что антитела могут отсутствовать на ранних стадиях инфекции (период окна); она носит описательный характер и не является основой для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Epidemiology

Серологические исследования на основе антител являются стандартным инструментом для оценки кумулятивной доли населения, подвергшегося воздействию вируса, дополняя молекулярный надзор, который фиксирует активную инфекцию. Быстрые тесты на антигены расширяют возможности тестирования во время вспышек, обеспечивая децентрализованное, быстрое обнаружение.

History

Вирусологическая серология развилась из ранних тестов на агглютинацию, связывание комплемента и нейтрализацию и была преобразована с введением иммуноферментного анализа Энгваллом и Перльманном в 1971 году, что сделало измерение антител и антигенов количественным и масштабируемым. Протеиновый иммуноблоттинг, описанный Тоубином и коллегами в 1979 году, добавил специфический подтверждающий формат, до сих пор используемый для нескольких вирусных инфекций.

Key figures

• Eva Engvall
• Peter Perlmann
• Albert Coons

Seminal works

• engvall-perlmann-1971
• towbin-1979

Frequently asked questions

В чем разница между обнаружением антител и обнаружением антигенов?

Обнаружение антител измеряет иммунный ответ хозяина на вирус и может указывать на прошлую или текущую инфекцию, в то время как обнаружение антигенов непосредственно демонстрирует вирусные белки и отражает текущее присутствие вируса. Эти два метода отвечают на разные вопросы о статусе инфекции.

Почему серологический тест может быть отрицательным на ранних стадиях инфекции?

Антителам требуется время для выработки после контакта, поэтому в течение этого периода окна тест на антитела может быть отрицательным, даже если вирус присутствует. Для обнаружения ранней инфекции используются прямые методы, такие как обнаружение антигенов или нуклеиновых кислот.