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方法 收集 Lyssavirus 检测、诊断和研究

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10.3791/64453

2022年7月12日

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摘要

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Berentsen, A. R. et al. 印度小猫鼬 (Herpestes auropunctatus) 血清中用作口服狂犬病疫苗接种生物标志物的碘苯甲酸类似物的分析。可视化实验杂志。(147),e59373 (2019)。

Hsu, W. C. et al. 台湾蝙蝠种群 lyssavirus 监测的标准作程序。可视化实验杂志。(150),e59421 (2019)。

Jallet, C., Tordo, N.体外 ELISA 检测以评估狂犬病疫苗的效力。可视化实验杂志。(159),e59641 (2020)。

Jarvis, J. A., Brown, K. T., Appler, K. A., Fitzgerald, DP, Davis, A. D. 大型和小型动物的狂犬病尸检技术。可视化实验杂志。(149),e59574 (2019)。

Marston, DA et al. 泛溶血病毒实时 RT-PCR 用于狂犬病诊断。可视化实验杂志。(149),e59709 (2019)。

Mauti, S. et al. 资源有限地区的现场死后狂犬病快速免疫层析诊断测试,具有进一步的分子应用。可视化实验杂志。(160),e60008 (2020)。

Patrick, EM et al. 使用直接快速免疫组织化学测试加强狂犬病监测。可视化实验杂志。(146),e59416 (2019)。

Wang, Y. et al. 通用巢式逆转录聚合酶链反应检测溶血病毒的评价。可视化实验杂志。(147),e59428 (2019)。

Zaeck, L., Potratz, M., Freuling, C. M., Müller, T., Finke, S. 溶剂透明化脑组织中狂犬病病毒感染的高分辨率 3D 成像。可视化实验杂志。(146),e59402 (2019)。

社论

狂犬病是一种急性、进行性、病毒性脑炎。这种子弹状病原体属于 裂病毒属,其中至少有 17 种在世界各地引起狂犬病(南极洲除外)。狂犬病病毒是这些不同RNA病毒中最重要的成员。所有哺乳动物都易感,蝙蝠和中食肉动物是重要的宿主。传播主要发生在被咬后。作为典型的神经营养剂,病毒粒子 沉积后 通过轴突从外周向心运动到中枢神经系统 (CNS) 复制,然后复制到唾液腺,并排泄到唾液中。在全球范围内,狗是人类死于狂犬病的罪魁祸首,每年导致数万人死亡。考虑到人畜共患的维度,实验室方法对于人类、家畜和野生动物的应用研究和疾病报告、预防和控制至关重要。这本由九篇相互关联的文章组成的合集背后的目的是介绍对狂犬病的发生、检测、病理生物学、流行病学、管理和生物制剂改进进行内省的方法。

如何评估狂犬病?狂犬病应为法定通报疾病,并对数据进行适当的收集、分析和流行病学解释。今天,大多数病例都是通过被动监测报告的,这些监测基于暴露于人的动物。虽然设想安全捕获、约束、镇静和安乐死临床嫌疑人(即咬狗诊断狂犬病)似乎相当简单,但对于某些野生动物来说,这并不那么容易。例如,台湾被认为是一个“没有”狂犬病的地区,最初是基于对家畜的广泛监测。然而,认识到其他动物水库的重要性,岛上的调查人员将注意力转向了野生动物。正如 Hsu 等人所描述的,有针对性的垂死蝙蝠和死亡蝙蝠的收集为在台湾检测独特的裂病毒物种提供了机会1.这些努力扩大了该病毒属的分类学广度,并为亚洲的其他评估提供了合理的方案。

诊断需要哪些组织来诊断裂解病毒?除了推导相关监测方法和正确的物种鉴定外,安全和适当的组织选择对于狂犬病的敏感和特异性诊断至关重要。自 19世纪以来 ,中枢神经系统 (CNS) 被视为主要组织。动物被安乐死,它们的尸体被送往实验室,打开头骨,取出大脑,并通过显微镜检查部分是否有病毒内含物。然而,运输整个动物并不实用,特别是对于牲畜等大型哺乳动物。此外,并非大脑的所有区域都对诊断同样有用。Jarvis等人描述了针对小型和大型哺乳动物的安全实用的尸检方法,这些方法可以最大限度地降低暴露风险并减少处理时间2。应用此类生物安全建议以及对脑干和小脑的关注将改善现代基于实验室的动物狂犬病监测的实践。

病毒抗原检测使用哪些选项?对于常规的溶菌病毒诊断,自 20世纪中 叶以来一直使用直接荧光抗体 (DFA) 测试来观察中枢神经系统组织中的病毒包涵体。虽然高度灵敏和特异性,但 DFA 测试需要荧光显微镜并使用丙酮作为组织固定剂。Patrick 等人报告了使用直接、快速的免疫组织化学测试 (DRIT),该测试依赖于脑干收集、组织印模的福尔马林固定、使用与生物素偶联的单克隆或多克隆抗体以及通过光学显微镜检测病毒包涵体,在不到 1 小时的时间内3.该 drit 具有与 DFA 测试相似的灵敏度和特异性,适用于现场条件下的分散式、增强的基于实验室的监测。正如Mauti等人所报告的那样,对于资源有限的环境,线性流动测定(LFA)是另一种快速诊断方法,需要最少的技术专业知识。来自现场的阳性试纸可以送到中心实验室进行确认4.

除了抗原检测,其他方法是否适合溶菌病毒诊断?DFA、drit 和 LFA 测试可用于检测死后 CNS 组织中的病毒抗原。然而,脑组织可能会被分解。此外,在疑似人类病例中,更需要进行生前检查,并且可以包括脑脊液等替代临床样本。因此,分子测定对于检测少量病毒核酸非常有用。Marston等人和Wang等人分别描述了一种实时和嵌套的聚合酶链式反应技术,该技术是快速的,灵敏的和特异性的5,6。这种对细节的仔细关注以最大限度地减少样品污染和适当的引物设计允许对不同裂解病毒谱进行初步诊断。

一旦确诊,传统的显微镜是否足以深入了解溶菌病毒病理生物学?单独使用二维显微方法可能会导致在上下文和复杂性中遗漏关键的体内元素。然而,使用长自由工作距离物镜,可以通过传统的共聚焦激光扫描显微镜以高分辨率对病毒感染的组织进行成像,如Zaeck等人所详述的那样,以可视化病原体分布并更好地了解病毒发病机制,传播,趋向性和神经侵袭的精细细节7。

有没有其他方法可以测量狂犬病疫苗的效力?目前测量狂犬病疫苗效力的方法需要大量的实验室啮齿动物。然而,成本、置信区间和福利问题需要替代方案。狂犬病病毒糖蛋白在接种疫苗后会引发病毒中和抗体。正如 Jallet 和 Tordo 所传达的那样,可以使用 体外 ELISA 测试代替动物来测量狂犬病病毒疫苗的相对含量,使用高度特异性的单克隆抗体8

可以使用生物标志物推断野生动物口服疫苗诱饵的消费吗?除了对人类和家畜进行肠外疫苗接种外,野生中食肉动物的口服疫苗接种自 1970 年代以来一直在运作。除了通过病例检测测量疫苗免疫原性或狐狸、浣熊、臭鼬等种群的功效外,生物标志物还可用于推断接触和消耗装有疫苗的诱饵。从历史上看,从诱饵中检测掺入的四环素是在动物的骨骼或牙齿中进行的。收集此类硬组织的另一种方法是对不同的生物标志物进行血清学测量,例如碘酚酸。Berentsen等人报告了对猫鼬血清中此类衍生物的分析,猫鼬是亚洲重要的天然水库,被引入加勒比地区9。圈养猫鼬食用含有这种生物标志物的诱饵后,将碘苯氧酸提取到乙腈中,并通过液相色谱-质谱分析动物血清。在食用诱饵后数周内检测到足够的标记,此类衍生物可能适用于自由放养动物中充满疫苗的诱饵摄取的现场评估。

部分由于持续的 COVID-19 大流行,预计在加强溶菌病毒监测、病原体发现、确认诊断和变异表征方面改进病毒学方法。阅读同行评审文献中的不同技术通常是感兴趣的个人的第一步。然而,直接观察一系列步骤,并从经验丰富的操作员那里听到上下文,可以消除细微差别和误解。按照世界动物卫生组织和卫生组织的建议,当前和未来的与狂犬病有关的实验室和现场协议可以受益于更多的视觉方法集合,以协助新的研究人员,特别是在发展中国家。

披露

作者没有什么可透露的。

致谢

我们感谢所有作者对本馆藏的贡献,以及我们的同事在这一领域的持续进步。

参考文献

  1. Hsu, W. C., et al. Standard operating procedure for lyssavirus surveillance of the bat population in Taiwan. Journal of Visualized Experiments. (150), e59421(2019).
  2. Jarvis, J. A., Brown, K. T., Appler, K. A., Fitzgerald, D. P., Davis, A. D. Rabies necropsy techniques in large and small animals. Journal of Visualized Experiments. (149), e59574(2019).
  3. Patrick, E. M., et al. Enhanced rabies surveillance using a direct rapid immunohistochemical test. Journal of Visualized Experiments. (146), e59416(2019).
  4. Mauti, S., et al. Field postmortem rabies rapid immunochromatographic diagnostic test for resource-limited settings with further molecular applications. Journal of Visualized Experiments. (160), e60008(2020).
  5. Marston, D. A., et al. Pan-lyssavirus real time RT-PCR for rabies diagnosis. Journal of Visualized Experiments. (149), e59709(2019).
  6. Wang, Y., et al. Evaluation of a universal nested reverse transcription polymerase chain reaction for the detection of lyssaviruses. Journal of Visualized Experiments. (147), e59428(2019).
  7. Zaeck, L., Potratz, M., Freuling, C. M., Müller, T., Finke, S. High-resolution 3D imaging of rabies virus infection in solvent-cleared brain tissue. Journal of Visualized Experiments. (146), e59402(2019).
  8. Jallet, C., Tordo, N. In vitro ELISA test to evaluate rabies vaccine potency. Journal of Visualized Experiments. (159), e59641(2020).
  9. Berentsen, A. R., et al. Analysis of iophenoxic acid analogues in small Indian mongoose (Herpestes auropunctatus) sera for use as an oral rabies vaccination biological marker. Journal of Visualized Experiments. (147), e59373(2019).

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