ארבו-וירוסים מהווים ביחד אלפי מקרי מוות מדי שנה. נגיפים אלה מועברים לבני אדם באמצעות פרוקי רגליים נגועים, בעיקר יתושים וקרציות. חומרת הזיהומים הארבו-ויראלים מגוונת ונעה בין זיהום א-סימפטומטי למחלה קשה שעלולה להוביל למוות. בשנת 2024, ארגון הבריאות העולמי (WHO) רשם למעלה מ-10,000 מקרי מוות שנגרמו מארבעת הסרוטיפים של נגיף הדנגי (DENV) בלבד1. באותה שנה, הנגיף הדביק למעלה מ-14 מיליון בני אדם, כולל 50,000 מקרים קשים1. בעוד ש-DENV הוא הארבו-וירוס הבולט ביותר, הקבוצה כוללת פתוגנים מסכני חיים אחרים שהיו אחראים להתפרצויות מרובות ברחבי העולם. סקירה מסכמת שנערכה לאחרונה על זיהומים ארבו-ויראלים באפריקה מצאה כי נגיפים אלה, כולל DENV, נגיף הקדחת הצהובה (YFV), נגיף הצ'יקונגוניה (CHIKV), נגיף קדחת קרים-קונגו (CCHFV), נגיף קדחת עמק השבר (RVFV), נגיף הנילוס המערבי (WNV) ונגיף הזיקה (ZIKV), גרמו לפחות ל-29 התפרצויות ברחבי היבשת בשנת 20232. בשנת 2022, דו"ח שפורסם על ידי המשרד האזורי של ארגון הבריאות העולמי לאפריקה הדגיש את המגבלות הנוכחיות במעקב אחר ארבו-וירוס ברחבי האזור, והדגיש את הצורך הדחוף בפיתוח שיטות למעקב ובקרה של ארבו-וירוס3.
אבחון קליני של זיהומים ארבו-ויראלים הוא מאתגר בשל הדמיון בתסמינים, כגון חום, דלקת מפרקים וחולשה כללית, המשותפים לפתוגנים אחרים הנמצאים באזורים אנדמיים4. בנוסף, בשל המחזור המשותף וההדבקה הפוטנציאלית של הנגיפים, קשה להבחין בין הפתוגן האטיולוגי5. אישור מעבדה הוא חיוני לאבחנה מבדלת. קיימות מספר שיטות לאיתור נגיפי ארבור בדגימות אנושיות. שיטות ישירות, כולל בדיקות אבחון מולקולריות, זיהוי אנטיגן ויראלי ובידוד נגיפי, מזהות את נוכחות הפתוגן, בעוד ששיטות עקיפות, כגון אבחון סרולוגי, מודדות את התגובה החיסונית לזיהום הנגיפי6.
פותחו שפע של שיטות לזיהוי תגובות נוגדנים לארבו-וירוסים. אלה כוללים מבחני אימונוסורבנט המקושרים לאנזים (ELISAs), קיבוע משלים, עיכוב המגלוטינציה ובדיקות אימונולוגיות מיקרוספרה 6,7. דוח זה מציג בדיקה חיסונית מבוססת מיקרוספרה פלואורסצנטית מרובה (FMIA) לזיהוי תגובות נוגדנים לאנטיגנים של ארבו-וירוס. מבחנים מבוססי מיקרוספרה8 נמצאים בשימוש נרחב בסרולוגיה ומציעים מספר יתרונות, החשוב ביותר, היכולת לזהות אנליטים מרובים בתגובה אחת עם נפח דגימה מינימלי. מיקרוספירות מקודדות אופטית (חרוזי פוליסטירן מגנטיים) המצופות באנטיגנים רקומביננטיים מעניינים משמשות בבדיקה חיסונית סרולוגית עקיפה. לאחר מכן מודגרים החרוזים המצומדים עם דגימות, ונוגדנים ספציפיים לאנטיגן מתגלים באמצעות נוגדן IgG משני אנטי-אנושי המצומד למדווח פלואורופור Phycoerythrin (PE). מספר אנלייזרים זמינים לזיהוי פלואורסצנטיות נפלטת, המדווחת כ-MFI.
עקרון הבדיקה מפורט ב- Angeloni et al.8. בקצרה, האנטיגנים המעניינים קשורים כימית למיקרוספירות מקודדות בצבע. לשם כך, החרוזים מטופלים בתחילה ב-1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl] Carbodiimide (EDC) ו-N-hydroxysulfosuccinimide (sulfo-NHS), המפעילים את קבוצת הקרבוקסיל על פני החרוזים, ויוצרים תרכובת תגובתית-אמין. תרכובת ביניים יציבה למחצה זו מעורבבת לאחר מכן עם החלבון המבוקש, לפיו חלקיקי אמין של החלבון נקשרים קוולנטית לחרוזים, ויוצרים מיקרו-חרוזים יציבים המצופים בחלבון המעניין על פני השטח. החרוזים הקשורים לאנטיגן מודגרים בדגימות, מה שמאפשר לנוגדנים להיקשר לאנטיגנים ספציפיים. נוגדנים הקשורים לאנטיגן מתגלים באמצעות נוגדן משני אנטי-אימונוגלובולין המצומד לצבע פלואורסצנטי. אנו משתמשים בנוגדנים משניים עם תווית PE. MFI נמדדים באמצעות הדמיית אור (פרטי המכשיר מופיעים בטבלת החומרים). המכשיר משתמש בשתי נורות LED, נורית LED אדומה ונורית ירוקה, אשר מעוררות בנפרד את הצבעים הפנימיים של החרוזים ופלואורסצנטיות מדווח על פני החרוזים9. לאחר מכן משתמשים במסננים כדי לסווג חרוזים על סמך הצבע ולכמת את הקרינה הנפלטת מהאנליטים.
יישמנו בעבר את הטכנולוגיה לזיהוי תגובות נוגדנים ל-SARS-CoV-210 ולמחלות הניתנות למניעה באמצעות חיסון11 והראינו כי מבחני מולטיפלקס מהווים כלי רב ערך למחקרי שכיחות סרולוגית ומעקב. מטרת פרויקט זה היא להרחיב את השימוש ב-FMIA לזיהוי תגובות נוגדנים לאנטיגנים מרובים השייכים לארבו-וירוסים במטרה ליישם את הבדיקה לבדיקת דגימות מאזור אפריקה.
מבחני מולטיפלקס ארבו-וירוס באמצעות טכנולוגיית מולטיפלקס תוארו במקומות אחרים באמצעות מטרות אנטיגן שונות כגון חלבון לא מבני 1 (NS1)12,13 או תחום מעטפת III (EDIII)14. מוצגת בדיקת 50 פלקס, הכוללת 26 אנטיגנים של ארבו-וירוס (כולל NS1, EDIII, חלקיקים דמויי נגיף (VLPs), ומספר אנטיגנים אחרים לבדיקת פתוגנים המסתובבים במקביל באזור. הבדיקה תאפשר הערכה של עוצמת ההעברה של פתוגנים אלה. סיכום של אנטיגנים רקומביננטיים המשמשים לפיתוח הבדיקה מסופק בטבלה 1. הפרוטוקול המוצג בדוח זה פותח כהשלמה למחקר פיתוח שיטות נרחב המתמקד באופטימיזציה של זיהוי ארבו-וירוסים.
בדרך כלל, הצימוד (או הקיבוע) של אנטיגנים לחרוזי המיקרוספירה מתבצע בצינורות בודדים8 (צימוד ידני). תהליך זה גוזל זמן, מסורבל ונוטה לשגיאות שחזור. מאמר זה מדווח על פרוטוקול המשתמש במכשיר אוטומטי לביצוע השלבים העוקבים הכרוכים בקישור כימי של אנטיגנים לחרוזים. בכתב יד זה, אנו מדווחים על צעדים שננקטו לאימות הפרוטוקול החדש. האימות של הפרוטוקול החדש בוצע על ידי השוואת תגובות IgG שנמדדו עם FMIA של 50 plex באמצעות חרוזים מצומדים לאנטיגן שהוכנו בשיטה הידנית או בפרוטוקול האוטומטי. אימות נוסף של השיטה בוצע על ידי ניתוח דגימות סרום אנושיות מקבוצות אפריקאיות וצרפתיות.
פרוטוקול צימוד החרוזים האוטומטי מהיר, ומאפשר צימוד בו זמנית של עד 96 אנליטים בריצה אחת. חשוב מכך, התוצאות דומות לאלו המתקבלות באמצעות הפרוטוקול הידני שנקבע, עם שונות מופחתת בין אצווה לאצווה.