Серологічні реакції: види, використання

Лабораторна діагностика практично всіх інфекційних захворювань заснована на виявленні в крові хворого антитіл, які виробляються на антигени збудника, методами серологічних реакцій. Вони ввійшли у лікарську практику з кінця дев'ятнадцятого - початку двадцятого століття. Розвиток науки допомогло визначити антигенну структуру мікробів і хімічні формули їх токсинів. Це дозволило створити не тільки лікувальні, але і діагностичні сироватки. Їх отримують шляхом введення ослаблених збудників лабораторним тваринам. Після кількох днів витяги з крові кроликів або мишей готують препарати, які використовуються для ідентифікації мікробів або їх токсинів, використовуючи серологічні реакції.


Зовнішній вияв такої реакції залежить від умов її постановки і від стану антигенів в крові хворого. Якщо частинки мікробів нерозчинні, то вони осаджуються, лізуються, зв'язуються або іммобілізуються в сироватці. Якщо антигени розчинні, то проявляється феномен нейтралізації або преципітації.

Реакція аглютинації (РА)

Серологическая реакція аглютинація є высокоспецифичной. Вона проста у виконанні і досить наочна, щоб швидко визначити наявність антигенів у сироватці крові хворого. Її використовують для постановки реакції Відаля (діагностика черевного тифу і паратифу) і Вейгля (висипний тиф). Вона заснована на специфічному взаємодії між антитілами людини (або агглютининами) і мікробними клітинами (агглютеногенами). Після їх взаємодії утворюються частинки, що випадають в осад. Це і є позитивний ознака. Для постановки реакції можуть використовуватися живі чи вбиті мікробні агенти, гриби, найпростіші, клітини крові і соматичні клітини.


Хімічно реакція розбита на два етапи:

Специфічне поєднання антитіл (АТ) з антигенами (АГ).

Неспецифічна – осадження конгломератів АГ-АТ, тобто освіта агглютината.

Реакція непрямої аглютинації (РПГА)

Ця реакція має більшу чутливістю, ніж попередня. Її використовують для діагностування захворювань, що викликаються бактеріями, внутрішньоклітинними паразитами, найпростішими. Вона настільки специфічна, що дозволяє виявити навіть дуже низьку концентрацію антитіл. Для її постановки використовують очищені баранячі еритроцити і червоні кров'яні тільця людини, попередньо оброблені антитілами або антигенами (це залежить від того, що саме лаборант хоче знайти). У деяких випадках людські еритроцити обробляють імуноглобулінами. Серологічні реакції еритроцитів вважаються такими, що відбулися, якщо відбулося їх осадження на дно пробірки. Про позитивної реакції можна говорити, коли клітини розташовуються у вигляді перевернутої парасольки, займаючи все дно. Негативна реакція зараховується, якщо еритроцити осіли стовпчиком або у вигляді гудзика у центрі дна.

Реакція преципітації (РП)

Серологічні реакції цього типу служать для виявлення дуже малих частинок антигенів. Це можуть бути, наприклад, білки (або їх частини), сполуки білків з ліпідами або вуглеводами, частини бактерій, їх токсини. Сироватки для проведення реакції одержують шляхом штучного зараження тварин, зазвичай кроликів. Таким методом можна отримати абсолютно будь-яку преципитирующую сироватку. Постановка серологічних реакцій преципітації схожа за механізмом дії на реакції аглютинації. Антитіла, що містяться в сироватці, з'єднуються з антигенами в колоїдному розчині, утворюючи великі білкові молекули, які осідають на дно пробірки або на субстрат (гель). Цей спосіб вважається високоспецифічним і може виявити навіть мізерно малі кількості речовини.
Використовується для діагностики чуми, туляремії, сибірської виразки, менінгіту та інших захворювань. Крім того, задіяний в судово-медичній експертизі.

Реакція преципітації в гелі

Серологічні реакції можна проводити не тільки в рідкому середовищі, але і в агаровом гелі. Це називається метод дифузної преципітації. З його допомогою вивчають склад складних антигенних сумішей. Цей спосіб заснований на хемотаксисе антигенів до антитілам і навпаки. В гелі вони рухаються назустріч один одному з різною швидкістю і, зустрічаючись, утворюють лінії преципітації. Кожна лінія – один комплект АГ-АТ.

Реакція нейтралізації екзотоксину антитоксином (РН)

Антитоксичні сироватки здатні нейтралізувати дію екзотоксину, який виробляють мікроорганізми. На цьому й грунтуються дані серологічні реакції. Мікробіологія використовує цей спосіб для титрування сироваток, токсинів та анатоксинів, а також визначення їх лікувальної активності. Сила нейтралізації токсину визначається умовними одиницями – АЕ. Крім того, завдяки цій реакції можна визначити видову або типову приналежність екзотоксину. Це застосовується при діагностиці правця, дифтерії, ботулізму. Дослідження можна проводити як «на склі», так і в гелі.

Реакція лізису (РЛ)

Імунна сироватка, яка потрапляє в організм хворого, має, крім своєї основної функції пасивного імунітету, ще й лизирующими властивостями. Вона здатна розчиняти мікробні агенти, клітинні чужорідні елементи і віруси, які надходять в організм хворого. Залежно від специфічності входять до складу сироватки антитіл виділяють бактеріолізини, цитолизины, спирохетолизины, гемолізини та інші.
Ці специфічні антитіла називаються "комплемент". Він міститься практично у всіх рідинах тіла людини, має складну білкову структуру і вкрай чутливий до підвищення температури, струшуванню, дії кислот і прямих сонячних променів. Але у висушеному стані здатний зберігати свої лизирующие властивості до півроку. Існують такі види серологічних реакцій цього типу: - бактериолиз; - гемоліз. Бактериолиз проводять, використовуючи сироватку крові пацієнта і специфічну імунну сироватку з живими мікробами. Якщо в крові є достатня кількість комплементу, то дослідник побачить лізис бактерій, і реакція буде вважатися позитивною. Друга серологическая реакція крові полягає в тому, що суспензію еритроцитів хворого обробляють сироваткою, що містить гемолізини, які активізуються тільки в присутності певного компліменту. Якщо такий є, то лаборант спостерігає розчинення червоних клітин крові. Дана реакція широко використовується в сучасній медицині для визначення титру комплементу (тобто його найменшої кількості, провокуючого лізис еритроцитів) в сироватці крові і для постановки аналізу на зв'язування комплементу. Саме цим способом проводиться серологическая реакція на сифіліс - реакція Вассермана.

Реакція зв'язування комплементу (РСК)

Ця реакція використовується для того, щоб виявити в сироватці крові хворого антитіл до інфекційного агенту, а також з метою ідентифікувати збудника з його антигенної структурі. До цього моменту ми описували прості серологічні реакції. РСК вважається складною реакцією, так як в ній взаємодіють не два, а три елементи: антитіло, антиген і комплемент. Суть її полягає в тому, що взаємодія між антитілом і антигеном відбувається тільки в присутності білків компліменту, які адсорбуються на поверхні утворився комплексу АГ-АТ. Самі антигени, після приєднання комплементу, піддаються істотним змінам, які і показують якість проведеної реакції. Це може бути лізис, гемоліз, іммобілізація, бактерицидну або бактеріостатичну дію. Сама реакція відбувається у дві фази:

Утворення комплексу антиген-антитіло, яке візуально не помітно досліднику.

Зміна антигену під дією комплементу. Ця фазу найчастіше можна відстежити неозброєним оком. Якщо ж візуально реакції не видно, то використовують додаткову індикаторну систему, що дозволяє виявити зміни.

Індикаторна система

Ця реакція заснована на зв'язування комплементу. У досліджувану пробірку через годину після постановки РЗК додають очищені еритроцити барана і гемолітичну сироватку, не містить комплементу. Якщо в пробірці залишився непов'язаний комплемент, то він приєднається до комплексу АГ-АТ, утвореному між баранячими клітинами крові і гемолизином, і викличе їх розчинення. Це буде означати, що РСК негативна. Якщо еритроцити залишилися цілими, то, відповідно, реакція позитивна.

Реакція гемаглютинації (РГА)

Існують дві принципово різні реакції гемаглютинації. Одна з них - серологическая, вона використовується для визначення груп крові. У цьому випадку еритроцити взаємодіють з антитілами. А друга реакція не відноситься до серологічних, так як червоні кров'яні тільця реагують з гемагглютининами, які виробляє вірусами. Так як кожен збудник діє тільки на конкретні еритроцити (курячі, баранячі, мавпячі), то можна вважати цю реакцію узкоспецифичной. Зрозуміти, позитивна або негативна реакція, можна за розташуванням клітин крові на дні пробірки. Якщо їх малюнок нагадує перевернутий парасольку, отже, шуканий вірус присутній в крові хворого. А якщо всі еритроцити склалися на зразок монетного стовпчика, то шуканих збудників немає.

Реакція гальмування гемаглютинації (РГГА)

Це высокоспецифичная реакція, що дозволяє встановити вид, тип вірусів або наявність специфічних антитіл у сироватці крові пацієнта. Суть її полягає в тому, що антитіла, додані в пробірку з досліджуваним матеріалом, перешкоджають осадженню антигенів на еритроцитах, тим самим зупиняючи гемагглютинацию. Це і є якісною ознакою наявності в крові специфічних антигенів до конкретного шуканого вірусу.

Реакція імунофлюоресценції (РІФ)

В основі реакції лежить здатність виявляти комплекси АГ-АТ при люмінесцентній мікроскопії після їх обробки флюорохромными барвниками. Це метод простий у використанні, не потребує виділення чистої культури і займає мало часу. Він незамінний для експрес-діагностики інфекційних захворювань. У практиці ці серологічні реакції діляться на два види: прямі і непрямі. Пряма РИФ проводиться з антигеном, який заздалегідь оброблений флюоресцирующей сироваткою. А непряма полягає в тому, що спочатку препарат обробляють звичайним діагностикумами, що містить антигени до шуканим антитілам, а потім повторно наноситься люмінесцентна сироватка, яка специфічна до білків комплексу АГ-АТ, і мікробні клітини стають помітні при мікроскопії.