Исследование сыворотки крови методом ифа нормы. Подробности про иммуноферментный анализ крови, что это такое и его расшифровка

Самойликов Павел Владимирович интерн кафедры «Клинической лабораторной диагностики»

Российский государственный медицинский университет

Методы иммунного анализа широко вошли в медицинскую практику. Во всех областях современной медицины используется иммунный анализ, преимущественно, с диагностической и аналитической целями. Особенно важно, что они дают возможность идентифицировать биологические компоненты (гормоны, ферменты, нейропептиды, продукты иммунной системы, антигены и т.д.) в низких и очень низких концентрациях. Все продукты, против которых возможно получение антител, выявляются этими методами.

Иммунный анализ основывается на взаимодействии антигена (АГ) и антитела (АТ) с использованием различных вариантов мечения одного из компонентов (фермент, радионуклид, флуоресцентный краситель и другие). Оценка реакции проводится автоматически на специальной аппаратуре, что позволяет стандартизировать эти методы.

В зависимости от типа используемой метки и условий постановки теста иммунный анализ обозначается как иммуноферментный (ИФА), радиоиммунный (РИА), иммунофлуоресцентный и другие. При постановке реакций в один или несколько этапов они обозначаются как прямые или непрямые. Имеет значение среда, в которой проводится реакция. Если реакция проводится с реагентами, фиксированными на поверхности, то тест обозначается как твердофазный, например ELISA (enzyme linked immunosorbent assay).

В данной работе будет рассмотрен только иммуноферментный анализ – метод широко распространенный в биологии и медицине, как практической, так и фундаментальной.

ИФА появился в середине 60-х годов и первоначально был разработан как метод для идентификации антигена в гистологическом препарате, а также для визуализации линий преципитации в тесте иммунодифузии и иммуноэлектрофореза, а затем стал использоваться для количественного определения антигенов и антител в биологических жидкостях. В разработке метода принимали участия Е. Энгвалл и Р. Пэлман, а также независимо от них В. Ван Вееман и Р. Шурс.

Рисунок 1. Основной принцып ИФА.

1) Для выявления антигенов. 2) Для выявления антител.

Метод основан на специфическом связывании антитела с антигеном, при этом один из компонентов конъюгирован с ферментом, в результатереакции с соответствующим хромогенным субстратом образовывается окрашенный продукт, количество которого можно определить спектрофотометрически (рис. 1).

Открытие возможности иммобилизации антигена и антитела на различных носителях с сохранением их связывающей активности позволило расширить использование ИФА в различных областях биологии и медицины.

Появление моноклональных антител послужило дальнейшему развитию ИФА, что позволило повысить его чувствительность, специфичность и воспроизводимость результатов.

Теоретически ИФА основывается на данных современной иммунохимии и химической энзимологии, знании физико-химических закономерностей реакции антиген-антитело, а также на главных принципах аналитической химии. Чувствительность ИФА и время его проведения определяется несколькими основными факторами: кинетическими, термодинамическими характеристиками реакции антиген-антитело, соотношением реагентов, активностью фермента и разрешающей способностью методов его детекции. В общем виде реакция антиген-антитело может быть описана простой схемой:

+[АГ]↔[АТАГ]

Разнообразие объектов исследования от низкомолекулярных соединений до вирусов и бактерий, а также необычайно широкий круг задач, связанных с многообразием условий применения ИФА, обусловливают разработку чрезвычайно большого количество вариантов этого метода.

Любой вариант ИФА содержит 3 обязательные стадии:

1. стадия узнавания тестируемого соединения специфическим к нему антителом, что ведет к образованию иммунного комплекса;

2. стадия формирования связи конъюгата с иммунным комплексом или со свободными местами связывания;

3. стадия превращения ферментной метки в регистрируемый сигнал.

В основу классификации методов ИФА положено несколько подходов:

1. По типу реагентов, присутствующих на первой стадии ИФА, различают конкурентный и неконкурентный методы.

А) В конкурентном ИФА на первой стадии в системе присутствуют одновременно анализируемое соединение и его аналог, меченный ферментном и конкурирующий за центры специфического связывания с ним.

Б) Для неконкурентных методов характерно присутствие в системе на первой стадии только анализируемого соединения и специфичных к нему центров связывания.

2. Все методы ИФА делются на гомогенные и гетерогенные.

Если все три стадии ИФА проходят в растворе и между основными стадиями нет дополнительных этапов разделения образовавшихся иммунных комплексов от непрореагировавших компонентов, метод относится к группе гомогенных.

В основе гомогенного ИФА, применяемого, как правило, для определения низкомолекулярных субстанций, лежит ингибирования активности фермента при его соединении с антигеном или антителом. Активность фермента восстанавливается в результате реакции антиген-антитело.

При связывании антитела с антигеном, содержащим ферментную метку, происходит ингибирование активности фермента на 95% по отношению к высокомолекулярному субстрату, что обусловлено стерическим исключением субстрата из активного центра фермента. По мере увеличения концентрации антигена связывается все больше антител и сохраняется все больше свободных конъюгатов антиген-фермент, способных гидролизовать высокомолекулярный субстрат. Анализ проводят очень быстро, для одного определения требуется 1 минута. Чувствительность метода достаточно высока. С его помощью можно определить вещество на уровне пикомолей.

Для гетерогенных методом характерно проведение анализа в двухфазной системе с участием твердой фазы – носителя, и обязательная стадия разделения иммунных комплексов от непрореагировавших компонентов (отмывка), которые находятся в разных фазах (образовавшиеся иммунные комплексы находятся на твердой фазе, а непрореагировавшие комплексы – в растворе). Гетерогенные методы, в которых формирование иммунных комплексов на первой стадии протекает на твердой фазе, называют твердофазными методами.

Методы относятся к гомогенно- гетерогенным, если 1 стадия – образование специфических комплексов происходит в растворе, а затем для разделения компонентов используют твердую фазу с иммобилизированным реагентом.

3. По принципу определения тестируемого вещества:

А) Прямое определение концентрации вещества (антигена или антитела) по числу провзаимодействующих с ним центров связывания. В этом случае ферментная метка будет находиться в образовавшемся специфическом комплексе АГ-АТ. Концентрация определяемого вещества будет прямо пропорциональна регистрируемому сигналу.

Б) Определение концентрации вещества по разности общего числа мест связывания и оставшихся свободными центров связывания. Концентрация определяемого вещества при этом будет возрастать, а регистрируемый сигнал снижаться, следовательно, в данном случае прослеживается обратная зависимость от величины регистрируемого сигнала.

Ферменты.

Ферментные метки обладают чрезвычайно мощьным каталитическим действием, одна молекула фермента может реагировать с большим количеством молекул субстрата. Таким образом, фермент, присутствующий в ничтожных количествах, можно выявить и количественно определить по образованию продуктов, катализируемой им реакции. Другое преимущество применения ферментов в качестве меток обусловлено наличием в молекуле многочисленных функциональных групп (сульфгидрильных, карбоксильных, остатков тиразина и др.), через которые можно ковалентно присоединить молекулы лиганда.

Ферментные маркеры, используемые в ИФА, должны обладать следующими свойствами:

– высокая активность и стабильность фермента в условиях анализа, при модификации и в конъюгате с антителами или другими белками;

– наличие чувствительных субстратов и простота метода определения продуктов или субстратов ферментативной реакции;

– возможность адаптации субстратных систем к дальнейшему усилению;

– отсутствие фермента и его ингибиторов в исследуемой биологической жидкости.

В ИФА может использоваться не менее 15 различных ферментов. Наибольшее применение, в соответствии с вышеназванными требованиями, нашли пероксидаза хрена (ПХ), щелочная фосфотаза (ЩФ) и β-D-галактозидаза (табл.1). Все три стабильны и катализируют высокочувствительные реакции. Кроме того, продукты, получаемые в результате реакций, катализируемых этими ферментами, в зависимости от используемого субстрата, могут выявляться не только колориметрическими методами, но также флуоресцентными методами. Другие ферменты используются значительно реже. Это объясняется их более низкой в сравнении с ПХ и ЩФ удельной активностью.

Субстраты.

Выбор субстрата в первую очередь определяется используемым в качестве метки ферментом, так как реакция фермент-субстрат высоко специфична.

Основные требования к субстрату:

– обеспечение высокой чувствительности метода при выявлении фермента в конъюгате;

– образование хорошо учитываемых (например, окрашенных) продуктов реакции фермент-субстрат;

– субстрат должен быть безопасным, дешевым, доступным и удобным для применения.

Таблица 1.

Ферменты и их субстраты наиболее широко используемые в ИФА.

Чаще используют хромогенные субстраты, которые, разрушаясь, образуют окрашенное вещество. Перспективным является использование высокоэнергетических субстратов – флуоресцентных, хемипюминесцентных. Применение таких субстратов позволяет теоретически повысить чувствительность ИФА на два порядка.

Антигены и антитела.

АГ и AT, используемые в ИФА, должны быть высокоочишенными и высокоактивными. Кроме того, АГ должны обладать высокой антигенностью, оптимальной плотностью расположения и количеством антигенных детерминант, чужеродностью и гомогенностью. Многие синтетические и рекомбинантные АГ вирусов и бактерий хорошо себя зарекомендовали при использовании в ИФА. Это существенно повысило специфичность и воспроизводимость метода за счет сведения к минимуму перекрестных реакций.

Одним из наиболее важных реагентов в ИФА являются антитела. Чувствительность ИФА зависит от концентрации, активности и специфичности используемых антител. Используемые антитела могут быть поли- или моноклинальными, различного класса (IgG или IgM) и подкласса (IgGl, IgG2), антиаллотипическими или антиидиотипическими. При низкой аффинности AT распад комплекса АГ-АТ приводит к удалению связанного АГ из системы. Чувствительность и специфичность метода повышается при использовании моноклональных антител. В этом случае появляется возможность обнаруживать низкие концентрации АГ (AT) в испытуемых образцах.

Образование конъюгата

Конъюгат – это антиген или антитело, меченные ферментной меткой. Образование коньюгата – один из важных этапов проведения ИФА.

При формировании конъюгата подбирают такой оптимальный метод введения ферментной метки, чтобы оба компонента конъюгата сохраняли свою биологическую активность: фермент - способность взаимодействовать с субстратом, а антиген или антитело - антигенность и антигенсвязывающую активность, соответственно. Наличие меченого, высокоочищенного антигена позволяет использовать конкурентные методы. В этом случае на конечном этапе можно измерять активность конъюгата, не связанного с иммобилизованными антителами, что позволяет избежать процедуры отмывки и делает анализ более удобным. Однако антигены разнообразны по своим физико-химическим свойствам и строению, а значит невозможно разработать универсальные методики для получения конъюгата с антигеном. В этом случае получение конъюгата антигена с ферментом представляет собой отдельную сложную задачу. Приготовление меченых антител для ИФА методически более доступно.

Конъюгирование фермента с иммунохимически активными белками производится различными методами: химическая сшивка, ковалентное связывание молекулы фермента с АГ или AT и образование соединений через нековалентные связи, например, когда связь между ферментом и АГ или AT осуществляется иммунологически, через взаимодействие антиген-антитело.

Наиболее широкое распространение получили ковалентные способы приготовления конъюгатов. Выбор реакции связывания определяется типом доступных функциональных групп в данных белковых молекулах. В качестве реагентов, используемых для введения фермента в молекулы антигенов и антител, используют глутаровый альдегид, периодат натрия и др.

Существует одноэтапный и двухэтапный методы получения конъюгатов с помощью глутарового альдегида. Могут образовываться конъюгаты различных размеров с редуцированной ферментативной активностью (15 - 60 % от свободного фермента). Образовавшийся конъюгат больших размеров может стерически затруднять определение тестируемого вещества. Конъюгаты с относительно низкой молекулярной массой состоят из Fab-фрагмента и одной молекулы фермента.

В результате двухэтапного синтеза, который заключается в поэтапном получении сначала модифицированного с помощью сшивающего агента фермента, его выделении, а затем последующем взаимодействии его с антигеном (антителом), образуются молекулы однородного состава, содержащие 1-2 молекулы фермента на молекулу иммуноглобулина и сохраняющие высокую ферментативную и иммунологическую активность. Однако количество таких образовавшихся конъюгатов невелико (для пероксидазы хрена составляет 5 - 10 %).

Наибольшее практическое применение нашел метод получения иммунопероксидазных конъюгатов, основанный на окислении углеводного компонента фермента периодатом натрия (связывание пероксидазы в конъюгат достигает 70-90 % от начального количества фермента).

Надежный конъюгат должен обладать следующими свойствами:

Высоким антительным тигром и высокой афинностью к антигену, чтобы его можно было использовать в большом разведении, и таким образом, уменьшить неспецифическое связывание;

Достаточной специфичностью в рабочем разведении;

Преобладанием мономерных форм над полимерными, т.к. полимерные формы имеют тенденцию к неспецифической адгезии на пластике, что приводит к высокому фоновому уровню реакции;

Оптимальным молярным соотношением между ферментом и антителами (оптимальное соотношение составляет около 1:1);

Достаточной ферментативной активностью конъюгата. Это свойство определяется главным образом условиями конъюгации и соотношением молекул фермента и антител в конъюгате.

Твердая фаза

В качестве твердой фазы для проведения ИФА можно применять различные материалы: полистирол, поливинилхлорид, полипропилен и другие вещества. Твердой фазой могут служить стенки пробирки, 96-луночные и др. планшеты, шарики, бусины, а также нитроцеллюлозные и другие мембраны, активно сорбирующие белки.

Иммобилизация антигена или антител на твердой фазе возможна тремя путями:

– пассивная адсорбция, основанная на сильных гидрофобных взаимодействиях между белками и синтетической поверхностью;

– ковалентное прикрепление к твердой фазе;

– иммунохимическое и др. (нековалентное и неадсорбционное присоединение).

Пассивная адсорбция белков широко используется при проведении ИФА на платах для титрования, на нитроцеллюлозных мембранах. Пассивная адсорбция идет по принципу насыщения и коррелирует с молекулярной массой адсорбируемого вещества. Адсорбционная поверхность мембран различного типа (нитроцеллюлоза, нейлон и др.) в 100-1000 раз выше, чем у пластика.

Полисахариды и сильногликозилированные белки часто имеют низкую аффинность для полистирола. Необходимы другие методы для их иммобилизации, например, ковалентное присоединение с помощью глутарового альдегида. Ковалентное присоединение эффективно, если в качестве твердой фазы используются гидрофильные бусы (агароза) и полистироловые бусы.

Иммунохимические методы основываются на использовании предварительно адсорбированных «ловушечных» антител для иммобилизации антигена или антител. Антиген, иммобилизованный иммунохимически, в 10 раз активнее, чем пассивно адсорбированный антиген. Могут использоваться лектины или иммуноглобулин-связывающие белки бактерий, которые легко адсорбируются на пластике или других гидрофобных поверхностях, например конканавалин А (Кон А) или стаффилококковый белок А. Кон А способен иммобилизовать gp 120 - белок вируса ВИЧ.

Свободные сайты на поверхности твердой фазы, не связавшиеся с сорбируемым агентом, могут фиксировать в ходе теста другие молекулы, в том числе и конъюгаты, что приводит к повышению фонового сигнала. Для предотвращения неспецифического связывания после иммобилизации на твердую фазу основного материала проводят обработку нейтральными для теста веществами. Наиболее популярные блокирующие агенты - бычий сывороточный альбумин (БСА), казеин и др. Выбор блокирующего агента и условия проведения этого этапа зависят от типа твердой фазы, чувствительности системы.

В настоящее время используется огромное количество всевозможных разновидностей и модификаций ИФА. Широкое распространение получили разные варианты твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA).

Твердофазный ИФА был предложен в 1971 году. Основные принципы твердофазного ИФА, независимо от модификации, заключаются в следующем:

1. На 1 этапе реакции адсорбируют антигены или антитела на твердой фазе. При этом не связавшиеся с твердой фазой реагенты легко удаляются отмыванием.

2. В сенсибилизированных лунках инкубируют исследуемый образец. В лунках с положительным контролем – стандартные реагенты. При этом на поверхности твердой фазы формируются иммунные комплексы. Несвязавшиеся компоненты удаляют отмыванием.

3. При добавлении конъюгата антитело-фермент или антиген-фермент и связывании его с иммобилизованным иммунным комплексом активный центр фермента остается доступным для последующего взаимодействия с субстратом. Инкубация субстрата в лунках с иммобилизованным конъюгатом приводит к развитию цветной реакции. Эту реакцию можно остановить на нужной стадии, выраженность окрашивания можно оценить визуально или по оптической плотности.

Важный этап любого варианта твердофазного анализа – процедура отмывки от несвязавшихся реагентов. Важно не просто сполоснуть фиксированные на твердой фазе компоненты, а удалить реагенты из всей глубины слоя. Это наиболее длительные и трудоемкие этапы анализа. Промывание проб может производиться в автоматическом режиме с помощью специального прибора – вошера или вручную, многоканальной пипеткой. Для проведения ИФА необходимы:

– полистироловый планшет или другие использующиеся варианты твердой фазы;

– отмывающий раствор;

– конъюгат (меченные ферментной меткой антигены или антитела);

– смесь используемых субстратов;

– останавливающий раствор (Стоп-реагент – раствор для останавливания реакции);

– образцы, использующиеся для положительного и/или отрицательного контроля;

– стандартный антиген (для построения калибровочной кривой);

– одно- и многоканальные пипетки;

– вошер (промыватель);

– оптический прибор для определения оптической плотности исследуемого раствора (ИФА-ридер, считыватель, который последовательно фотометрирует все лунки);

– 5-100 мкл исследуемого биологическою материала.

Прямой ИФА

1. В лунках панелей адсорбируют антигены или антитела (исследуемый материал). Выше отмечалось, что антигены существенно различаются по способности адсорбироваться на разных видах пластика в зависимости от того, к какому классу веществ (белкам, углеводам или липопротеинам) они принадлежат. Часто в прямом ИФА антиген, иммобилизованный на твердой фазе, это клетки и другие корпускулярные антигены.

Контроль. В качестве контроля используют лунки с адсорбированным положительным контрольным образцом, в котором обязательно содержится искомый антиген, и отрицательным контрольным образцом заведомо не содержащим исследуемого антигена. При наличии очищенного стандартного антигена реакцию проводят в нескольких разведениях, так чтобы можно было построить калибровочную кривую.

2. «Блокируют свободные места связывания, оставшиеся на твердой фазе, с помощью БСА казеина и др. (для предотвращения неспецифической сорбции конъюгата на твердой фазе).

3. В лунки вносят меченные ферментом антитела или антигены (конъюгат), инкубируют. Связывание конъюгата с твердой фазой будет происходить лишь в случае комплементарности обоих компонентов системы. После инкубации с коньюгатом лунки отмывают, удаляя, таким образом, не связавшуюся часть конъюгата.

4. Затем в лунки вносят субстрат, специфичный для используемого фермента, и инкубируют. По достижении оптимального уровня окрашивания в лунках с положительным контролем, ферментативную реакцию останавливают.

5. Учет реакции. Сначала результаты реакции учитывают визуально. Для более точного учета результатов интенсивность окрашивания оценивают на ИФА-ридере с соответствующим светофильтром. По результатам проведенного анализа строят график зависимости оптической плотносги от концетрации (рис. 2).

Рисунок 2. Прямой ИФА.

а) для выявления антигена; б) для выявления антител.

Этот вариант ИФА используют обычно для выявления специфических антител. В лунках панелей адсорбируют стандартный антиген и инкубируют с образцами сыворотки или другого биологического материала, полученного от больного (спинномозговая жидкость, слюна и др.). Специфические антитела, связавшиеся с антигеном на твердой фазе, выявляют с помощью антиглобулинового конъюгата. В зависимости от цели анализа используют разные антиглобулиновые реагенты, выявляющие антитела всех изотипов, либо специфичные к отдельным классам и подклассам иммуноглобулинов. Основное достоинство метода состоит в универсальности конъюгата. Один и тот же коньюгат может служить для выявления антител человека к самым разным антигенам в любых образцах. Реакция методически проста.

Основные этапы непрямого ИФА для определения антител:

1. Антиген адсорбируют на твердой фазе, затем отмывают от несвязавшихся компонентов.

2. Блокируют свободные месга связывания. Отмывают.

3. В лунки вносят исследуемый материал, инкубируют и затем проводят процедуру отмывки. Параллельно ставят пробы с положительным и отрицательным контролями.

4. Добавляют антиглобулиновый конъюгат в рабочем разведении, инкубируют, отмывают от несвязавшихся компонентов.

5. Вносят субстрат, инкубируют. По достижении оптимального уровня окрашивания в лунках с положительным контролем реакцию останавливают, добавляя стоп-раствор.

6. Измеряют количество продукта реакции на ИФА-ридере (рис.3).

При оптимальных условиях проведения анализа метод высокоспецифичен и чувствителен. Он позволяет выявлять нанограммовые количества антител в сыворотках исследуемых больных. Для получения удовлетворительных результатов необходима стандартизация реагентов и методических приемов. Этот вариант ИФА может также использоваться для тестирования моноклональных антител.

Антигены, определяемые с помощью данного варианта ИФА, должны иметь несколько эпитопов, способных связывать антитела, или обладать повторяющимися, пространственно разделенными эпитопами одинаковой специфичности.

При проведении этого варианта ИФА высокоспецифичные поли- или моноклональные антитела, адсорбированные на твердой фазе, инкубируют с исследуемым образцом. После процедуры отмывания в лунки вносят меченные ферментом антитела (конъюгат) к тому же антигену и далее проводят все остальные этапы реакции. Эффективность образования специфического комплекса на каждой стадии анализа зависит от константы связывания реакции антиген-антитело.

Основные этапы анализа:

1. На твердой фазе иммобилизуют моноклональные антитела или аффинно-очищенные поликлональные антитела.

2. В лунки панелей вносят исследуемый образец, параллельно ставят положительный контрольный образец и отрицательный контрольный образец в различных разведениях. Инкубируют и отмывают.

3. В лунки вносят меченные ферментом моноклональные или поликлональные антитела – конъюгат. После инкубации проводят отмывку.

4. Вносят субстрат, инкубируют. Реакцию останавливают при достижении оптимального окрашивания в лунках с положительным контролем.

5. Учет результатов на ИФА-ридере.

Основным достоинством метода является высокая чувствительность, превосходящая возможности других схем ИФА (рис.4).

Рисунок 3. Непрямой ИФА для выявления антител.

Этот вариант анализа основан на конкуренции меченых (конъюгат) и немеченых (исследуемых) антител за связывание с антигеном, адсорбированным на твердой фазе. Количество фермента, присоединившегося к твердой фазе, уменьшится пропорционально содержанию в смеси свободных антител. Для определения антигена используется тот же вариант, но в этом случае искомый антиген конкурирует с меченым, стандартным антигеном за связывание с антителами, иммобилизованными на поверхности твердой фазы.

Конкурентный метод требует минимального числа операций, незначительного расхода реагентов и легко может бытъ автоматизирован. При проведении конкурентного ИФА для выявления антител лучше использовать меченые моноклинальные антитела, тогда конкуренция конъюгата с исследуемым образцом происходит за единственный эпитоп адсорбированного на твердой фазе антигена. Этот вариант ИФА применяется для определения различных соединений, таких как иммуноглобулины человека, раково-эмбриональный антиген, инсулин и др. Он позволяет выявлять антитела к диагностически значимым эпитопам инфекционных агентов.

Основные этапы анализа для выявления антигена (рис.5):

1. На твердой фазе иммобилизуют специфические для выявляемого антигена моноклональные антитела.

2. В лунки панелей вносят в известной концентрации антиген, меченный ферментом, и исследуемый образец. Проводят инкубацию и отмывку. Параллельно в соседних лунках ставят положительный и отрицательный контроли. Для построения калибровки используют стандартный немеченый антиген в различных разведениях.

3. Добавляют субстрат, инкубируют, останавливают реакцию при развитии оптимального окрашивания в лунках с положительным контролем.

4. Учет реакции на ИФА-ридере.

В этом случае количество антигена в исследуемом образце обратно пропорционально ферментативной активности на твердой фазе.

В этом варианте ИФА антиген, присутствующий в исследуемом образце, связывается с моноклональными антителами, меченными ферментной меткой, и ингибирует их взаимодействие со стандартным антигеном, иммобилизованным на твердой фазе. Присутствие в образце даже следовых количеств специфичного к конъюгату антигена будет ингибировать связывание меченых антител с иммобилизованным антигеном. Степень ингибирования прямо пропорциональна содержанию антигена в растворе. Для проведения количественного анализа строят кали6ровочную кривую с помощью последовательных разведений стандартного антигена. Основные этапы ингибиторного ИФА для выявления антигена (рис.6).

1. В лунках панелей адсорбируют стандартный антиген. Подбирают рабочее разведение меченых антител с помощью титрования.

Рисунок 4. «Сэндвич»- вариант ИФА.

2. Проводят предварительную инкубацию конъюгата в разведении, предшествующем рабочему, с разведениями исследуемого образца, стандартного антигена и положительных контрольных проб.

3. Смесь переносят в лунки панелей. Для контроля 100%-ного связывания в несколько лунок вносят только меченые антитела, без ингибирующего антигена. Панели инкубируют, затем проводят отмывку.

4. Добавляют субстрат.

5. Проводят учет результатов.

Концентрация определяемого антигена в исследуемом образце обратно пропорциональна ферментативной активности на твердой фазе.

ИФА может использоваться не только для определения растворимого антигена или антитела, но и клеток, вырабатывающих различные белки.

В 1983 году адаптировали технологию твердофазного ИФА для определения лимфоидных клеток, секретирующих антитела или антигены (например, цитокины), in vitro. Метод получил название ELISPOT (метод иммуноферментных зон или пятен). Основной принцип метода:

1. На поверхности полистироловой лунки (используют 24-х луночные панели для культивирования клеток) сорбируют антигены или антитела, которые служат «ловушечными» реагентами.

2. Добавляют исследуемые лимфоидные клетки, культивируют несколько часов при 37°С, давая им возможность занять определенное место и выполнить секреторную функцию. Антитела или антигены, секретируемые такими клетками, улавливаются адсорбированными на твердой фазе реагентами.

3. Клетки удаляют, используя для этого отмывающий раствор с детергентом, лизирующим клетки.

4. Участки накопления секреторных продуктов проявляют, добавляя связанные с ферментом антитела (антиглобулиновый реагент).

5. Добавляют смесь субстрата с агарозой (используемые субстраты должны растворяться в агарозе и образовывать нерастворимые продукты реакции), на поверхности твердой фазы образуются коричневые или голубые пятна (в зависимости от используемых ферментов и субстратов), выявляя участки, где располагались клетки.

Образовавшиеся пятна подсчитывают под микроскопом, это и будет количество секретирующих клеток.

В качестве твердой фазы может быть использована нитроцеллюлозная мембрана В этом случае есть ряд преимуществ: из-за высокой адсорбционной способности НЦМ требуется значительно меньшее количество антигена, используемого в качестве «ловушечного» реагента, кроме того, отпадает необходимость во включении агарозы в субстрат.

При параллельном определении количества секретирующих клеток и общего количества секретируемого антигена или антитела в лунке, что возможно при использовании другого субстрата, можно выявить количество секретируемого вещества единичной клеткой.

Данный метод нашел широкое применение для оценки количества клеток, секретирующих антиген, улавливаемый адсорбированными антителами, используется для определения количества клеток, секретирующих цитокины (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИФН-у, ФНО-а).

При использовании высокоаффинных антител чувствительность отдельных вариантов ИФА очень высока и теоретически позволяет выявить единичные молекулы антигена, но на практике чувствительность ограничивается рядом факторов: активностью фермента, интенсивностью сигнала и методами учета сигнала. Системы усиления сигнала дают возможность повышать чувствительность различных вариантов ИФА. Рассмотрим некоторые такие системы:

На основе взаимодействия авидин-биотин.

Молекулы кофермента биотина (м.м. 244 Да) конъюгируют с антителами при помощи биотинил-N-гидроксисукцимида. Небольших размеров молекулу биотина проще присоединить к иммуноглобулину или другому белку без нарушения его иммунных или ферментативных свойств. Фермент в этом случае связывают с гликопротеином яичного белка авидином. Аффинносгь связывания авидина с биотином очень высока (константа диссоциации комплекса – 10-15 моль), конъюгат авидин-фермент прочно фиксируется на комплексе антиген-антитело-биотин. После добавления соответствующего субстрата проводят определение продукта реакции спектрофотометрически или по интенсивности люминесценции.

Одна молекула авидина состоит из четырех идентичных субъединиц, способна взаимодействовать с четырьмя молекулами биотина, что позволяет использовать его как связующую молекулу между двумя биотинсодержащими соединениями. В этом случае фермент тоже биотинилируют, а авидин выполняет функцию мостика, соединяя две молекулы, содержащие остатки биотина. К образовавшемуся комплексу антиген-антитело-биотин добавляют свободный авидин, а затем биотинилированный фермент. Проводят учет реакции.

Белок авидин может неспецифически сорбироваться на других молекулах, поэтому все чаще используют другой биотинсвязывающий белок - стрептавидин, обнаруженный в бактериях Streptomyces avidinii. Стрептавидин также образует прочный комплекс с биотином и состоит из четырех идентичных субъединиц.

Применение авидин-биотинового комплекса позволяет значительно повысить чувствительность ИФА, так как при синтезе конъюгата с одной молекулой АТ можно связать десятки молекул биотина. Получение конъюгатов (антител и ферментов с биотином) осуществляется достаточно легко и сопровождается минимальными изменениями их иммунологической и ферментативной активности. Конъюгаты ферментов с биотином могут быть использованы как универсальные реагенты.

Использование хемилюминесцентных реакций.

Хемилюминесцентные реакции можно использовать для получения сигнала в ИФА, при этом повышается чувствительность метода и сокращается время проведения анализа. В качестве метки в ИФА широко применяют пероксидазу хрена, для ее выявления можно использовать и различные хемилюминесцентные реакции. Хемилюминесцентные реакции основаны на способности люминола светиться при окислении перекисью водорода. В прямом анализе при ферментативной реакции образуется перекись водорода и окисляет люминол, катализатором этой реакции выступает пероксидаза хрена. Для усиления сигнала используются различные соединения, например, люциферин, фенолы, в этом случае интенсивность люминесценции усиливается в 10-100 раз, в отдельных вариантах в 500 раз (усиленный хемилюминесцентный анализ). Люминесцентный сигнал очень стабилен, его уровень достигает максимума за 30 с (для сравнения: цветная реакция с ОФД в качестве индикатора полностью развивается лишь за 30 мин).

При непрямом анализе люминолом или его производными метится антитело. Такая метка в свободном состоянии способна окисляться перекисью водорода с выделением света. Если она образовала комплекс, то теряет способность окисляться.

На основе каскадных систем.

Для повышения чувствительности ИФА можно использовать ферментные каскадные системы. В этом случае первый фермент, связанный с антителами, приводит к образованию восстанавливаемого субстрата для второй ферментной системы. Вторая ферментная система может быть субстрат-циклической или редоксициклической. Ферментными метками в этом случае могут служить фосфо-глюкоизомераза, альдолаза, щелочная фосфатаза. Конечный продукт реакции определяют визуально или спектрофотометрически.

Системы амплификации в ИФА позволяют добиться высокой чувствительности. Такие ИФА-системы используются для определения уровня гормонов (ти-реостимулирующего, прогестерона и др.).

ИФА нашел широкое применение в различных областях медицины и биологии благодаря относительной простоте и высокой чувствительности метода. ИФА успешно применяется для:

Массовой диагностики инфекционных заболеваний (выявление различных специфических антигенов или антител к ним);

Выявления и определения уровня гормонов и лекарственных препаратов в биологических образцах;

Определения изотипов (IgG, IgM и другие) антител против конкретного антигена;

Выявления иммунных комплексов;

Выявления онкомаркеров;

Определения белков сыворотки крови (ферритин, фибронектин и др.);

Определения общего IgE и специфических IgE антител;

Скрининга моиоклональных антител;

Определения цитокинов в биологических жидкостях.

Чувствительность метода

ИФА пришел на смену широко используемым ранее в клинической практике методам агглютинации, преципитации и РИА. По сравнению с вышеназванными методами ИФА менее трудоемок и менее продолжителен по времени, удобен для выполнения большого числа однотипных анализов.

В ИФА сочетается уникальная специфичность иммунохимического анализа с высокой чувствительностью определения ферментной метки. Чувствительность метода (под чувствительностью подразумевают минимальное выявляемое количество антител или антигена) определяется следующими факторами: аффинностью антител, предпочтительнее использование моноклональных антител; специфической активностью фермента; интенсивностью сигнала; чувствительностью учета сигнала. Различные варианты ИФА различаются по своей чувствительности. Отдельные варианты твердофазного ИФА позволяют выявлять в образце единичные молекулы. Средняя чувствительность ИФА – 10-9 – 10-12 моль.

Галактионов В.Г. Иммунология. Издательство Московского университета, 1998 г.

Кишкун А.А. Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клинической практике. Медицинское информационное агентство, 2009 г.

Кондратьева И.А. Практикум по иммунологии. Учебное пособие для ВУЗов. Академия, 2004 г.

Лефковитс И., Пернис Б. Иммунологические методы исследования. Мир, 1988 г.

Ройт А., Бростофф Д., Мейл Д. Иммунология. Мир, 2000 г.

Соколов Е.И. Клиническая иммунология. Медицина, 1998 г.

Фримель Г. Иммунологические методы. Медицина, 1987 г.

Хаитов Р. М. Иммунология. Медицина, 2000 г.

Шигина Ю.В. Иммунология: Учебное пособие. Издательство РИОР, 2007 г.

Ярилин А.А. Основы иммунологии. Медицина, 1999 г.

Методика иммуноферментного анализа применяется в различных отраслях медицины. Но в большинстве случаев данным методом диагностируют широкий круг инфекционных заболеваний, таких как вирус иммунодефицита человека, гепатит, герпес и прочих инфекций половых органов. Также иммуноферментный анализ применяют для выявления онкомаркеров различного происхождения, определения гормонов и при диагностике репродуктивной функции организма. Материалом для иммуноферментного исследования является кровь человека.

Что это такое

Иммуноферментный анализ крови – это лабораторное иммунологическое исследование крови, при котором происходят качественные и количественные измерения антител (антигенов), а также гормонов. Этот метод предоставляет до 90% точности при установлении диагноза заболевания.

Медицинские лаборатории используют несколько вариантов его проведения, что влияет на срок готовности результатов. Но в среднем выдача результатов исследования происходит в период 1-10 дней после сдачи крови.

Какие антитела проверяют

При данном виде анализа крови устанавливаются антитела разных видов – это иммуноглобулины класса M, A, G (JgM, JgA, JgG). Их накопление происходит в различные временные промежутки. Первыми начинают проявляться иммуноглобулины класса М (пятый день после начала болезни). Такие иммуноглобулины задерживаются в организме пять-шесть недель, после чего начинают исчезать из крови организма. Именно в данный период времени выявляются антитела класса М.

Вторыми проявляются иммуноглобулины класса G (через три-четыре недели). Они задерживаются в организме несколько месяцев или лет. Во время проведения иммуноферментного анализа крови и расшифровки его результата можно обнаружить возрастание антител класса G. Это свидетельствует о наличии инфекции или реинфекции.

Антитела класса А проявляются в крови на протяжении двух-четырех недель. Но всего лишь 20% из них присутствуют в сыворотке крови. Остальные же входят в состав секрета слизистых оболочек. Иммуноглобулины класса А начинают исчезать в промежутке времени от двух недель до двух месяцев. Данный процесс является свидетельством уничтожения инфекции в организме. Если после выздоровления человека проводился повторный иммуноферментный анализ крови и расшифровка результата показала наличие антител класса А – это свидетельство хронической инфекции.

Расшифровка анализа

Расшифровка результатов анализа может принимать такие значения:

• JgM (-), JgG (-), JgA (-) – отсутствие иммунитета к инфекции;
• JgM (-), JgG (+), JgA (-) – наличие поствакционного или постинфекционного иммунитета;
• JgM (+), JgG (-/+), JgA (-/+) – наличие острой инфекции;
• JgM (+), JgG (+), JgA (+) – наличие обострения хронической инфекции;
• JgM (-), JgG (+/-), JgA (+/-) – наличие хронической инфекции;
• JgM (-) – выздоровление.

В расшифровке (+) является положительным результатом, а (–) – отрицательным результатом.

Помимо уточнения классов антител в расшифровке встречаются количественные их показатели. Но обширное их объяснение может предоставить только лечащий врач.

Сыворотка крови – это прозрачная жидкость с желтым оттенком. После свертывания крови она отделяется от кровяного сгустка. Не содержит фибрина и форменных элементов.

Иммуноферментный анализ сыворотки крови основан на взаимодействии антигена с антителом, причем один из них содержит в своей структуре фермент. При взаимодействии двух компонентов содержимое пробирки должно менять свой цвет. Результаты сравниваются со стандартной цветовой шкалой, и далее устанавливается антиген, который присутствует в материале. Другими словами принцип иммуноферментного анализа сыворотки крови можно объяснить так:

1. подготавливаются наборы антигенов (например, возбудители инфекционных заболеваний, аллергены или гормоны);
2. пациент сдает кровь на анализ, из которой в лаборатории выделяется сыворотка;
3. материал для исследования добавляется в лунки готовых наборов, после чего возникает реакция антиген-антитело;
4. оставшаяся сыворотка крови убирается, а обнаруженные антитела распознаются при помощи индикаторов.

Иммуноферментный анализ сыворотки крови считается достоверным. Но в тех случаях, когда произошло неправильное взятие крови для анализа, или была нарушена техника проведения исследования, или же имеются у человека скрытые системные заболевания, результаты иммуноферментного анализа сыворотки крови могут оказаться ложными.

Иммуноферментный анализ сыворотки крови исследует практически все гормоны щитовидной железы, онкомаркеры и различные виды инфекций.

К гормонам щитовидной железы относятся тиреоглобулин (ТГ), тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3), свободный тироксин (Т4), свободный трийодтиронин (Т3).

Нормы

Иммуноферментный анализ крови в норме считается, если присущи такие допустимые нормы гормонов щитовидной железы:

• тиреоглобулин (ТГ) – допустимые границы 70 МЕ/мл;
• тироксин (Т4) – 64-146 нмоль/л (50-113 нг/мл);
• трийодтиронин (Т3) – 1,8-2,8 нмоль/л (0,8-2,0 нг/мл);
• свободный тироксин (Т4) – 11-25 пмоль/л (10-27 пг/мл);
• свободный трийодтиронин (Т3) – 4,49-9,3 пмоль/л (2,5-5,8 пг/мл).

В случае исследования половых гормонов иммуноферментный анализ крови в нормедля женщин считается, если в организме выделяется лютеинизирующий гормон (ЛГ) в таких пределах:

• фолликулярная фаза цикла (с первого дня месячных до двенадцатого-четырнадцатого) – 2-14 мЕд/л;
• овуляционная фаза цикла (с двенадцатого дня по четырнадцатый день) – 24-150 мЕд/л;
• лютеиновая фаза цикла (с пятнадцатого-шестнадцатого дня и до начала следующих месячных) – 2-17 мЕд/л.

В норме для мужчин принимается, если половой гормон вырабатывается в пределах 0,5-10 мЕд/л.

При исследовании хронического гонадотропина (ХГ) референсные значения зависят от пола человека.

• У взрослых мужчин и небеременных женщин нормой считается уровень ХГ ниже 5мЕд/мл.
• У беременных женщин результат зависит от срока беременности и может колебаться в пределах 25-49000 мЕд/мл.

Иммуноферментный анализ крови исследует множество онкологических показателей. К ним можно отнести наличие пролактина, эстрадиола, прогестерона, тестостерона, стероид связывающего глобулина (ССГ) и других маркеров. Но интерпретация результата анализа и норм этих показателей должна проводиться только лечащим врачом.

Кроме того, данный метод диагностирует инфекционные (например, краснуха, корь, туберкулез, герпес, сифилис, гепатит, псевдотуберкулез) и аутоиммунные заболевания разного вида, а также устанавливает иммунный статус человека. Но все показатели и полученные результаты должны расшифровываться квалифицированным специалистом.

4.5 4.50 из 5 (6 Голосов)

Развитие современной медицины в мире диагностики не перестает удивлять своими достижениями, и теперь врачу нет необходимости высказывать предположения о вероятном диагнозе, опираясь лишь на косвенные признаки. Создание и введение в мир лабораторных исследований иммуноферментного анализа крови (ИФА) позволяет быстро и точно определить не только наличие возбудителя, но и многие другие характеристики заболевания.

История создания и развития ИФА

Данный метод исследования крови стал применяться в практической медицине еще в середине прошлого столетия – где-то в 60-х годах. Изначальной его целью были научные исследования в области гистологии, которые ограничивались поиском и изучением клеточной антигенной структуры биологических видов. Анализ крови методом ИФА основан на взаимодействии родственных антигенов (АГ) и специфических антител (АТ), с формированием комплекса «антиген-антитело», определяемого ферментом.

Такой феномен подтолкнул ученых к решению, что способ можно применять для распознавания белковых соединений различных классов, образующихся в сыворотке крови при попадании в организм возбудителя. Из-за своей непосредственной вовлеченности в функционирование иммунной системы эти соединения получили название иммуноглобулины (ИГ, Ig), а открытие стало величайшим прорывом в лабораторной диагностике.

При этом активно использовать этот высокочувствительный метод стали лишь в 80-х годах, и доступен он был только в узкоспециализированных медицинских учреждениях. Самыми первыми получили возможность пользоваться иммуноферментными анализаторами станции и центры переливания крови, венерологические и инфекционные лечебные заведения. Это было связано со стремительным распространением «чумы XX века» – СПИДа, и требовалось срочное принятие диагностических и терапевтических мер.

Возможности методики

Область применения анализа крови на ИФА довольно широка – на данный момент невозможно и представить, насколько бы усложнились поиски причины множества заболеваний. Такое исследование теперь применяется практически во всех медицинских отраслях, даже в онкологии. Хоть для неосведомленных это сложно понять, но в отдельных случаях проведя его, удалось спасти жизнь пациентам, обнаружив опухоль на ранних стадиях.

Важно! ИФА – анализ крови, который показывает маркеры, характерные для некоторых злокачественных процессов, что позволяет обнаружить заболевание на том временном этапе, когда никакому другому способу это неподвластно.

В современных диагностических центрах, лабораторные обследования представлены не только онкомаркерами – они снабжены внушительным арсеналом панелей для проведения данной диагностики. С их помощью можно определить множество патологических состояний, таких как гормональные отклонения и инфекционные процессы различного происхождения.

Кроме этого, проведение и расшифровка анализа крови ИФА даст возможность отследить действие медицинских препаратов на организм больного человека и даже животного. Последнее широко применяется в ветеринарных клиниках, помогая сохранить здоровье нашим домашним питомцам либо кормильцам, обеспечивающим стабильное поступление мясной, молочной продукции и незаменимых в рационе яиц.

Так, в результате забора всего нескольких миллилитров венозной крови и ее диагностики методикой ИФА, врач, описав материалы исследования, сможет определить:

• гормональное состояние, включающее биологически активные вещества половых и щитовидной желез, а также надпочечников;
• наличие бактериальной и вирусной инфекции (гепатит В и С, сифилис, герпес, хламидиоз, туберкулез, мико- и уреаплазмоз, ВИЧ, TORCH) и другие заболевания данной природы;
• признаки жизнедеятельности возбудителей патологического процесса, завершившегося выздоровлением и перешедшего в стадию образования антител (иммунного ответа).

Такие комплексы гораздо проще распознаются и ликвидируются клетками иммунитета. Остаточные явления в виде антител во множественных случаях содержатся в крови пожизненно, что практически сводит риски повторного заражения к нулю.

Разновидности иммуноглобулинов

Существует несколько видов антител, причем каждый из них вовлекается в процесс иммунного ответа на определенном этапе. К примеру, первыми в ответ на попадание АГ в организм образовываются иммуноглобулины класса М (IgM). Самые высокие их показатели наблюдаются в первые дни заболевания.

Виды используемых при ИФА иммуноглобулинов

Затем иммунная система запускает в плазму ИГ класса G (IgG), ответственные за полное уничтожение антигенов и выздоровление больного. Позже они так и продолжают находиться в крови, тем самым подготавливая иммунитет к повторному попаданию идентичного возбудителя. По такому принципу работает вакцинация. При введении ослабленных антигенов патологических микроорганизмов, в плазме появляется и остается циркулировать много иммуноглобулинов.

Основными интересующими объектами для лабораторной диагностики считаются Ig классов M, G и A. По уровню их концентрации можно определить стадию заболевания и узнать, какими инфекционными болезнями человек болел в своей жизни. Например, можно проверить была ли в анамнезе ветряная оспа или краснуха. Врачу, чтобы узнать присутствует ли определенный вид АТ или АГ в организме пациента или концентрацию какого-либо гормона, нет необходимости назначать множественные лабораторные обследования – достаточно выписать направление на ИФА.

Суть методики

Методика исследования строится на нескольких вариантах (прямой и непрямой – конкурентный и неконкурентный) выполнения поставленных задач, причем каждый из них предназначен для определенных целей. Такой подход позволяет производить целенаправленный поиск, и в кратчайшие сроки выявлять причину той или иной патологии. Для обнаружения Ig разных классовых категорий применяется 96-луночный планшет (полистироловая панель), а в его лунках расположены сорбированные рекомбинантные белки. Они исполняют роль антигенов, и на начальном этапе находятся в твердой фазе.

При попадании в лунку с плазмой крови, антигены или антитела идентифицируют в связи со своей направленностью объект, и формируют комплекс (АГ – АТ). Данное образование закрепляется ферментным соединением (коньюгатом), который впоследствии проявится измененным окрашиванием лунки. ИФА производится на специфических тест-системах, изготовленных в профильных лабораториях и укомплектованных полным набором реагентов.

Данный анализ можно выполнять на вошерах – промывных аппаратах и считывающих спектрофометров, но они требуют ручного труда. Безусловно, лаборанту в несколько раз удобнее и быстрее осуществлять все манипуляции на полностью автоматизированных приборах. При их использовании сотрудники лаборатории освобождаются от большого объема монотонной деятельности – промывания, закапывания и остальной рутины, но не все лечебные учреждения могут себе позволить такую дорогостоящую аппаратуру

Поэтому многие больницы и диагностические заведения продолжают осуществлять ИФА по старинке – на полуавтоматах.

Интерпретация материалов исследования исключительно компетенция специалиста лабораторной диагностики – только ему могут рассказать результаты о специфике и тонкостях протекания заболевания. При этом врач должен обязательно учесть возможность получения ложноотрицательных или ложноположительных ответов.

Расшифровка материалов

Итогом качественной иммуноферментной диагностики должно стать однозначное заключение – найден искомый микроорганизм или нет в данном образце крови. Количественный анализ будет указывать на уровень концентрации и может выражаться двумя способами – значением в цифрах либо количеством знаков «+».

Анализируемые показатели

В процессе исследования производится тщательное изучение основных иммуноглобулинов, вовлеченных в иммунный ответ, таких как:

• IgM – обнаружение данного класса означает развитие острой формы инфекционного заболевания. Отрицательный результат по поиску IgM может быть как свидетельством отсутствия искомого возбудителя, так и перехода болезни в хроническое течение.
• IgА – определение этого класса при отсутствии IgM в большинстве случаев сигнал о хронической либо скрытой форме развития инфекционной болезни.
• IgM и IgА (одновременное наличие) – положительные результаты на оба вида свидетельствует о самом пике острой формы патологии.
• IgG – его наличие указывает на трансформацию заболевания в хроническую форму либо на выздоровление и формирование иммунитета к определяемому агенту.

Появление и накопление определенного класса ИГ происходит на разных временных этапах. Так, к примеру, первыми появляются IgM, приблизительно на 5 день от попадания возбудителя. ИГ находятся в крови около 5–6 недель, и затем постепенно пропадают. В это время они доступны к определению посредством ИФА. Ориентировочно через 3–4 недели от начала болезни появляются IgG, которые впоследствии могут оставаться на протяжении нескольких месяцев. Но в анализе их не всегда удается обнаружить.

IgА образуются в крови в период 2–4 недели, при этом 20% их содержится в сыворотке, а 80% – в секрете слизистых оболочек. Как правило, эти иммуноглобулины пропадают на протяжении 2–9 недель, что свидетельствует об уничтожении возбудителя и выздоровлении больного. Если же ИФА все же показывает наличие IgА, то это сигнализирует о переходе процесса в хроническую форму.

Варианты результатов анализа

В зависимости от полученных данных, ответы ИФА могут быть выданы на бланке в виде таблицы с полным списком всех АТ и АГ и указанием положительной либо отрицательной реакции. В определенных ситуациях будет выведено количественное значение – резко положительный, положительный, слабоположительный или отрицательный результат. Второй вариант указывает на количество содержащихся АТ в изучаемом образце крови.

Варианты интерпретации материалов ИФА

Кроме вышеперечисленных значений, в процессе ИФА исследуется еще один количественный параметр – индекс авидности АТ, исчисляющийся в процентах. Он показывает, сколько длится заболевание – то есть чем выше показатель, тем больше времени идет развитие патологии.

Альтернативный способ ИФА

Иммуноферментный анализ крови – достаточно известная и распространенная диагностика. Возможно, о ней никогда и не слышали некоторые, но существует одна еще менее известная широкому кругу людей разновидность данного исследования, при котором берется образец не крови. Эта методика называется анализ кала на скрытую кровь, и во многих случаях она позволяет избежать дополнительных изнуряющих процедур, к тому же еще сопровождающихся неприятными ощущениями.

Анализ ИФА на скрытую кровь (молекулы гемоглобина) дает возможность обнаружить кровотечение органов пищеварительной системы, даже незначительное, признаки которого в стуле больного, как говорится, невооруженным глазом не найти. Иммуноферментный анализ скрытой крови в испражнениях человека за короткое время способен показать язвенную болезнь, полипоз, дивертикулез, опухоли, которые на ранних стадиях не сопровождаются определенной симптоматикой.

На сегодняшний день созданы тысячи разновидностей тест-систем иммуноферментной диагностики, которые предоставляют возможность находить АТ и АГ огромного списка патологий. Поэтому данный анализ применяется почти во всех отраслях медицины, для любой возрастной категории. А абсолютная безвредность позволяет прибегать к нему и при беременности, и для диагностики ослабленных пациентов.

(ссылка на 3-ю статью в этом файле), позволяющих оценить способность организма противостоять инфекционным болезням и показывающих фазу болезни, важное место занимает иммуноферментный анализ (ИФА). Проведение этого исследования позволяет всесторонне оценить деятельность защитной функции крови и выявить состояние иммунодефицита при инфекционных патологиях, также заболеваниях крови, аутоиммунных процессах, гормональных проблемах.

Каким же образом удается охватить столько целей в одном анализе, и какие имеются показания для его проведения? Попробуем разобраться.

Что такое анализ крови, проводимый методом ИФА

Это лабораторное исследование, которое позволяет определять наличие специфических антител (защитных факторов крови белковой природы) к определенным антигенам (болезнетворным агентам). Среди антител первостепенное значение имеют иммуноглобулины, которые могут существовать в виде иммунокомплексов.

Иммуноглобулины вырабатываются вследствие сложных нейрогуморальных реакций человека, возникающих как ответная реакция на внедрение чужеродных антигенов. На каждый вид болезнетворного агента вырабатываются свои специфические антитела. Действуют они путем «связывания» антигена или патологического микроорганизма, образую комплексное соединение «антиген-антитело» с последующей нейтрализацией, ферментативным лизисом, реакциями фагоцитоза и выводом из организма.

Обратите внимание: именно по наличию определенных комплексов методом ИФА определяется вид возбудителя или имеющегося у больного вредного вещества.

Узнать базовые принципы функционирования иммунитет человека вы сможете, посмотрев данный видео обзор:

Какие бывают иммуноглобулины

Открыто и изучено 5 основных классов иммуноглобулинов – IgА, IgM, IgG, IgD, IgE. роль остальных еще до конца не выяснена и она находятся в стадии научного исследования.

Обратите внимание: наиболее важное в практической медицине значение имеют иммуноглобулины классов – А, М и G. Информативность определения основана на разных временных промежутках их появления, максимума и исчезновения.

Рассмотрим этот вопрос более детально.

Основная задача иммуноглобулина А (IgA) заключается в защитных функциях слизистых оболочек дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочевыделительной системы. При остром начале заболевания выявить их невозможно. Появляются эти защитные комплексы лишь со 2 недели начала заболевания, иногда позже. Основная масса иммуноглобулина А сосредоточена в слизистых тканях. Ориентировочно около 80%. Остальные антитела циркулируют в крови. Основная функция – обезвреживание и уничтожение микроорганизмов. После стихания острых проявлений заболевания количество этих иммуноглобулинов начинает уменьшаться и полностью уходит на сроке до 8 недель после начала болезни. Если IgA обнаруживаются в более поздние сроки, то это свидетельствует о хронизации процесса.

Главными и первыми маркерами острой фазы развивающейся патологии являются иммуноглобулины класса М (IgM) . Обнаруживаются они к 5 суткам начала недомогания. Определить их наличие в крови можно около 6 недель. Затем они начинают быстро исчезать.

Остаточный иммунный ответ характеризует наличие в крови иммуноглобулинов класса G (IgG) . Появление этих факторов в крови обнаруживается примерно через месяц после начала болезни. В дальнейшем они могут определяться в течение многих месяцев, лет и даже всю жизнь, выполняя защитную функцию от возврата (рецидива) болезни, а в некоторых случаях делая невозможным вторичное развитие патологии. Если же количество иммуноглобулина G начало вновь расти, то можно подозревать повторное заражение. Подобный вывод можно сделать путем проведения двух-трех проб, сделанных с промежутком в 2 недели.

Иммуноглобулин D (IgD) располагается на B-лимфоцитах, находится в небольшой концентрации у здоровых людей. После 10 года жизни достигает максимальных значений. Количество иммуноглобулина D увеличивается при беременности, у больных системными заболеваниями соединительной ткани, заболеваниями, вызванные иммунодефицитным состоянием.

Показания к назначению иммуноферментного анализа крови

Определение антител к наличию в организме болезнетворных микробов, вызывающих:

• трихомоноз;
• уреаплазмоз и .

Имеется рост количества иммуноглобулинов и при .

Диагностика проводится для обнаружения:

• герпетических заболеваний;
• группы вирусных гепатитов;
• вируса Эпштейна-Барра;
• цитомегоаловируса.

При помощи ИФА можно определять наличие антител к 600 видов аллергенов, обнаруживать состояние иммунодефицита, проводить комплексное обследование перед трансплантологическими операциями, проводить комплексный анализ на предмет эффективности лечения.

ИФА является дополнительным методом обнаружения онкологических клеток.

Как проводится ИФА крови

Для иммуноферментного анализа в большинстве случаев используется кровь пациентов, иногда производят забор ткани стекловидного тела, жидкости спинномозгового канала, околоплодных вод.

Кровь набирают через инъекционную иглу в шприц из локтевой вены. Исследование проводят натощак. Следует помнить, что прием некоторых медицинских препаратов может влиять на результат анализа. Перед сдачей крови необходимо воздержаться от курения, приема алкоголя. Исказить результаты может прием наркотических веществ.

В случае отрицательных значений иммуноглобулинов IgM, IgG, IgA можно говорить об отсутствии заболевания или его начальной фазе, также результат с минусами возможен при полном выздоровлении по прошествии значительного количества времени.

Если IgA и IgM не обнаружены, а IgG проявляется положительно, то по всей вероятности речь идет о сформированном иммунитете после инфекционного заболевания, или после прививки.

В случае высокого титра IgM при отрицательных значениях IgG, IgA можно делать вывод о наличии остро протекающего инфекционного заболевания.

Одновременные положительные значения результатов иммуноглобулинов – IgA, IgM, IgG характерны для острой фазы рецидива имеющегося хронического заболевания.

Для хронической инфекции, находящейся в фазе стихания процесса (ремиссии) ИФА показывает отрицательные значения иммуноглобулина M (IgM), при этом результат иммуноглобулинов G (IgG) и A (IgA) будет положительным.

Преимущества метода иммуноферментного анализа крови

Главными достоинствами метода ИФА являются:

• невысокая себестоимость анализа;
• диагностическая специфичность, точность;
• динамический контроль (повтор анализа для определения эффективности лечения и стадий заболевания);
• возможность проведения массовых обследований в очагах инфекции;
• скорость получения результата;
• относительная простота анализа;
• возможность использования информационных технологий в обработке;
• безопасность и безболезненность для пациента.

Есть ли недостатки у ИФА крови?

Главным отрицательным моментом исследования является возможность получения ложноотрицательных и ложноположительных данных. Причиной недоразумений могут стать технические недочеты, прием медикаментов, который может исказить картину.

ИФА применяется для обнаружения:

• (аскарид, остриц);
• острой и хронической формы описторхоза;
• трихинеллеза;
• наличия лямблий (как дополнительный анализ);
• форм лейшманиоза;
• амебиаза;
• содержания токсоплазм;

В заключение необходимо отметить, что современная иммунология постоянно находится в стадии развития, поиска новых методов диагностики и лечения заболеваний.

Степаненко Владимир, хирург

Благодаря развитию современной медицины, врачу при постановке диагноза больше не нужно ориентироваться на косвенные проявления заболеваний или проводить многоступенчатые лабораторные исследования. Достаточно провести один анализ, который подтвердит или опровергнет предполагаемый первоначальный диагноз.

Таким методом является иммуноферментный анализ (ИФА) — это исследование позволяет обнаружить специфические антитела и антигенны свойственные при разнообразных патологиях, что во многом ускоряет установку диагноза.

ИФА анализ — это такоелабораторное исследование (метод), которое помогает определить присутствие или отсутствие определённых антител в организме для борьбы с вирусом и их количество.

Основой исследования является естественная реакция антиген (вредоносный организму объект) – антитело (белок уничтожающий вредоносные объекты), позволяющая выявить присутствие разнообразных вирусов, бактерий.

ИФА представляет собой естественный иммунный ответ организма – взаимодействие антитела с соответствующим антигеном. Так во время ИФА в пробирку с материалом добавляются поочередно антигены или антитела, после чего происходит выявление концентрации получившихся комплексов антиген-антитело.

Если совпадения образовались, то возникают иммунные комплексы, далее происходит ферментная реакция красящего вещества с объединённой молекулой. Именно благодаря изменению цвета в ходе ферментативной индикации происходит идентификация заболевания после исследования уровня определяемого соединения.

Виды иммуноглобулинов

Иммуноглобулины человека дифференцируются на несколько классов, отличающихся друг от друга свойствами, структурой и антигенными особенностями тяжелых цепей (Н-цепи). У всех млекопитающих, в том числе и человека, выделяют пять Н-цепей, которые и определяют принадлежность иммуноглобулинов к соответствующему классу: G, М, A, D, Е.

Каждый класс отличается друг от друга биологическими свойствами, и способностями связывать антигены, и скоростью и прочностью связи с молекулой.

Функции каждых иммуноглобулинов (lg) различны:

	Кол-во в организме	Функции	Период полураспада (дней)	Значение
G	70%	Формируют пассивный иммунитет у новорожденного; необходимы для иммунного ответа улучшают фагоцитоз,	21-24	обеспечивают длительный гуморальный иммунитет при инфекционных заболеваниях
М	5-10%	нужны для активации фагоцитоза, способны связать 5 молекул антигена,	5	Обеспечивает первичную иммунную реакцию
А	10-15	Нейтрализуют токсины и вирусы нужны для формирования раннего иммунитета Возникновение иммуноглобулинов происходит по своеобразной «цепочке» — lgM lgG, именно так реагирует организм на появление в организме антигена. Во время лабораторной диагностики проводится оценка концентрации трех основных иммуноглобулинов – G, M, A. Показания к сдаче анализа на иммуноглобулины ИФА-анализ с каждым годом становится все более популярным. Такое исследование ускоряет постановку диагноза, а это очень важно для терапии таких патологий как: вирусный гепатит; ВИЧ-инфекция; цитомегаловирус, вирус Эпштейна-Барр, вирус герпеса, краснуха, туберкулез, сальмонеллёз, дизентерия, клещевой энцефалит, бактерии хеликобактер, боррелиоз, столбняк, сифилис, дифтерия, лептоспироз, хламидиоза, уреаплазмоз, микоплазмоз, коклюш. плоскими червями аскаридами гистолическими амебами, печеночными тремадами, лямблиями, токсоплазмами, трихинеллами, двуусткой, цестодозами. ИФА является своеобразным маркером аутоиммунных патологий и злокачественных новообразований. Подготовка к сдаче анализа При подготовке к исследованию следует придерживаться таких правил: Так же врачи рекомендуют придерживаться специальной диеты – исключить жирную и жареную пищу, а если исследование проводится на гепатиты, то необходимо не употреблять любые оранжевые овощи и особенно цитрусовые. Сдавать кровь следует с утра на голодный желудок. Ложноположительным анализ бывает из-за невыполненных рекомендаций, особенно употребления жирной пищи, что приводит к слишком большой концентрации триглицеридов в плазме, из-за чего проводимость ИФА снижается. Порядок взятия пробы В качестве исследуемого материала может использоваться цельная кровь, сыворотка или плазма венозной крови. Забор материала, обычно проводится из локтевой вены, для этого применяется одноразовая игла и вакуумная пробирка, необходимо 5-10 мл крови. Для точности результата важно придерживаться правильной техники взятия пробы – прокол самого сосуда и окружающих тканей должен быть произведен одной манипуляцией, поэтому используется короткая игла с большим диаметром, благодаря чему не травмируется противоположная стенка вены и не повреждаются эритроциты. Так же для сохранения целостности эритроцитов, нужно чтобы кровь стекала по стенкам пробирки. Во время хранения материала следует избегать возможной его ионизации, кроме того материал не должен контактировать с остатками дезинфицирующих средств, поэтому используется только одноразовая пластиковая пробирка, с маркировкой ФИО пациента, датой и временем сдачи материала. Если необходимо непродолжительное хранение исследуемого материала, то используется холодильная камера с температурой 2-4 о С, если необходимо более продолжительное хранение, то материал замораживается при температуре -20 о С. Как делают анализ После подготовки исследуемого материала врач-лаборант приступает к необходимым манипуляциям. Для этого используются ряд специальных наборов антигенов, обдающих свойством спровоцировать ответные реакции организма на раздражитель, это разнообразные инфекции, гормоны, аллергены. Схема ожидаемой реакции «антиген-антитело» выглядит приблизительно так: Первичная реакция — определяемый Ig (Ab) и очищенный антиген возбудителя (Ag). Для обнаружения получившихся иммунных комплексов далее следует новая иммунологическая реакция, где антигеном выступает связанный специфический Ig, а антителом для него выступает коньюгат- Ig (Ab). Последний этап — ферментативная реакция, вместе с катализатором молекулой коньюгата. Субстратом выступает хромоген (не окрашенный), который в процессе протекания реакции окрашивается, и интенсивность цвета и определяется количественный показатель иммуноглобулина в пробе. В настоящий момент разработано множество разнообразных вариантов ИФА, четкая классификация их отсутствует. Обычно, методы рассматриваются исходя из разделения её на гетеро- и гомогенные — все фазы анализа происходят с применением твердой фазы или с использованием только раствора. Современные клинико-диагностические лаборатории обычно используют гетерогенный (твердофазный) ИФА, в нем под твердой фазой подразумевается абсорбция антигенов или антител на твердой поверхности специальных лунок, расположенных на полистироловом микропланшете, метод подразделяется на прямой и непрямой ИФА. При прямом ИФА, вносимый антиген закрепляет в период инкубационного процесса на поверхности пустых лунок, для этого исследуемые пробы материал помещают в чистые лунки на 20-25 минут, это нужно для прикрепления антигена к их поверхности. После этого происходит добавление необходимого антитела. Далее материал остается на определенное время для образования связей. Антитела всегда добавляют в избытке, поэтому даже при их наличии в пробе остаются не связанные антигены, а если антигенов нет совсем, то связей не будет. Чтобы удалить«лишние» антитела проводится декантация, после чего остаются только те антитела, которые создали связь с антигеном. После этого следует ферментативная реакции – добавление в лунки раствора с ферментом, после чего происходит окрашивание полученных связей. При непрямом методе ИФА используемые антитела, заранее соединенные с субстратом ферментативной реакции; в этом случае связь антител с антигеном происходит в период инкубационного процесса, после чего происходит мобилизация связей на поверхности лунок, а вносимый после конъюгат и субстратно-хромогенный реагент окрашивают реакцию. Таким образом, главным отличием непрямого от прямого метода является не приклеивание материала к поверхности чистых лунок, а связывание с антигеном, иммобилизованным на планшете. Останавливается протекание реакции с применением специализированных устройств, далее каждая лунка подвергается процессу фотометрирования, за которым следует сравнительная характеристика полученного результата с проведенными ранее контрольными пробами. Если обнаруживается повышение оптической плотности в пробе, то завышена и концентрация специфических антител в исследуемом результате. Когда будет готов анализ Проведение исследования не занимает много времени, от забора крови до получения результата проходит от 1 до 10 дней, в зависимости от диагностических мероприятий. Результаты теста и их расшифровка На полученном пациентом бланке-результате диагностики указывается отрицательный либо положительный результат на определенные классы иммуноглобулинов, так же указывается количественный показатель различных классов антител. Возможны различные интерпретации результатов: IgM (+) (IgA, IgG не определялись) – процесс выздоровления; IgM (-) ;IgG (+), IgA (+) – хроническая инфекционная патология; IgM, IgG, IgA (все с – значением) – отсутствие защитных механизмов к инфекциям; IgG (+/-) и IgA (+/-), IgM (+) – острый процесс; IgM (-), IgA(-),IgG(+) – постинфекционный иммунитет; IgM, IgG, IgA (+) – хроническая патология в стадии обострения. Так, например, если были обнаружены IgG и IgM, то возможно у пациента одно из таких заболеваний: вирусный гепатит; цитомегаловирус; герпес; ветряная оспа; хламидиозом; стафилококковая или стрептококковая инфекция. Иммуноферментный анализ часто назначается при гормональных исследованиях, нормы показаны в таблице: Название гормона Пол Норма 1 тиреоглобулин м/ж До 70 МЕ/мл 2 тироксин м/ж 64-146 нмоль/л 3 трийодтиронин м/ж 1,8-2,8 нмоль/л 4 Свободный тироксин м/ж 11-25 пмоль/л 5 Свободный трийодритонин м/ж 4,49-9,3 пмоль/л 6 Тестостерон, дегидротестостерон Ж 0,5-10 мЕд/л ИФА анализ — это такое диагностическое исследование, которое позволяет оценить вероятность образования онкологических патологий. Однако интерпретация результатов проводится только лечащим врачом. Значение результатов теста ИФА подходит для выявления разнообразных форм половых инфекций, в том числе сифилиса, часто используется и для скрининга беременных. Благодаря этому исследованию можно узнать, как давно произошло заражение и стадия заболевания на момент исследования: иммуноглобулины М говорят о длительности заболевания; IgA — пациент заразился более 30 дней назад; IgG обнаруживается на «пике» заболеваний, или же в тот момент, когда терапия окончилось недавно. В процессе исследования лунки на планшете с отрицательным показателем остаются бесцветные, а положительные окрашиваются в ярко-желтый цвет. Если цвет положительных лунок не совпадает с цветом контроля, то результат считается сомнительным и необходимо повторное исследование. Иммуноферментный анализ — это первая ступень в диагностике ВИЧ. Проводить анализ нельзя сразу же после предполагаемого заражения необходимо дождаться окончания инкубационного периода (от 14 дней до 6 месяцев). В ходе анализа определяются антитела к ВИЧ-1 и ВИЧ-2, происходит поиск АТ класса G, который обычно появляется на более поздних сроках и АТ класса А и М, они могут быть определены на ранних стадиях (во время инкубационного периода). если первый тест дал положительный результат, то кровь вновь перепроверяется другим лаборантом; повторный положительный результат предполагает пересдачу материала, при повторении результата, пациенту назначается иммуноблотинг. Окончательный вывод о наличии ВИЧ-инфекции выдается только после результата иммуноблотинга. ИФА также применяется в качестве диагностического исследования туберкулеза, но если у пациента даже и были выявлены антитела к данной патологии, то это не всегда подтверждает наличие у него туберкулеза, поэтому ИФА часто применяется качестве уточняющей методики, либо же для диагностики скрытой внелегочной формы. IgG- хроническая стадия инвазии
IgA – заражение произошло более 30 дней назад
	IgG – инвазия находится в острой фазе
IgG – подтверждает диагноз и показывает эффективность терапии

Плюсы и минусы анализа

ИФА имеет множество достоинств, что и объясняет его популярность среди врачей и пациентов, это:

• высокая точность результата,
• доступная цена,
• быстрый результат,
• выявление стадии заболевания,
• контроль заболевания в динамике.

Однако наравне с достоинствами существует и недостаток – в редких случаях анализ бывает ложноположительным или ложноотрицательным.

Почему результат может быть недостоверным

Ошибки в результате могут возникать из-за технических нарушений, так же недостоверным анализ бывает у людей с некоторыми хроническими заболеваниями (ревматоидный фактор) для которых характерной является выработка специфических антител.

Так же на конечный результат оказывает влияние употребление пациентов медикаментов и нарушение метаболизма. По данным причинам положительный результат на ВИЧ и онкопатологии требует повторную сдачу проб.

Стоимость исследования

Цена ИФА варьируется в зависимости от направления диагностики (руб.):

• гепатит 250 -900;
• вирусы – 250 -1000;
• ВИЧ – 250-350;
• глистные инвазии – 280 — 900;
• сифилис -150-250;
• грибковые инфекции 400-500.

Оформление статьи: Лозинский Олег

Видео о ИФА анализе

Как выполняется анализ ИФА: