СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПЕРВИЧНОГО И ВТОРИЧНОГО ИММУННОГО ОТВЕТА НА ВИРУС КОРИ Российский патент 2016 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к области медицинской иммунологии, а именно к способам определения специфического гуморального иммунного ответа.

Изобретение может быть использовано в медицине для дифференциальной диагностики первичного и вторичного гуморального иммунного ответа на вирусы кори у больных или привитых против этой инфекции. Известно, что со временем поствакцинальный иммунитет истощается, и в результате человек, привитый в детстве против кори, может заболеть при контакте с диким штаммом вируса. С другой стороны, в результате нарушения инструкций по хранению и применению вакцины человек мог быть привит некачественной вакциной и, при наличии документа о проведенной прививке, он на самом деле остается не защищенным против кори. По графику прививок РФ прививка против кори проводится двукратно в 1 год и в 6 лет и документы о проведенных прививках тщательно сохраняются, однако с годами документы о прививках могут теряться, а сам взрослый не помнит, делали ли ему прививку в раннем детском возрасте, такие люди имеют статус «с неясным прививочным анамнезом». В рамках программы ВОЗ по глобальной эрадикации кори важное значение имеет мониторинг привитых лиц. Особое значение дифференциальная диагностика первичного (первая встреча с вирусом у непривитого и не болевшего этой инфекцией) и вторичного (повторная встреча с вирусом у привитого или переболевшего данной инфекцией) иммунного ответа на антигены вирусов кори имеет для эпидемического надзора за случаями заболевания корью на этапе искоренения этого заболевания в РФ. На сегодняшний момент нет стандартного метода, позволяющего четко разграничить первичный и вторичный иммунный ответ на вирусы кори.

Для дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа используют количество специфических IgM и IgG антител. Однако уровень специфических IgG-антител в самом начале заболевания весьма вариабелен, IgM-антитела могут наблюдаться и при первичном, и при вторичном иммунном ответе [1]. Также используют определение авидности IgG-антител, однако она подвержена межиндивидуальным колебаниям. Лабораторное подтверждение диагноза острой коревой инфекции у ранее вакцинированного пациента является более трудной задачей, чем подтверждение первичной кори у не привитого больного. Это связано с особенностями определения специфических IgM-антител тестами разных форматов [1, 2] и невозможностью использования PCR-диагностики из-за ограничения репликации вируса в иммунном организме.

Известно, что антитела класса IgG делятся на 4 субкласса: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4. Считают, что для противовирусного и, в частности, для противокоревого иммунного ответа наиболее типичны антитела субклассов IgG1 и IgG3 [3]. Отсутствие коммерческих тест-систем затрудняет сопоставление и оценку результатов. Так, трудно сопоставить результаты, полученные у больных и вакцинированных вирусом кори с использованием клеточной линии Vero [4] и иммуноферментного анализа [5]. Было показано, что для первичного иммунного ответа преобладающим субклассом специфических антител являются IgG3, а для вторичного иммунного ответа - IgG1 [6, 7, 8]. Этот феномен может быть использован для разделения первичного и вторичного иммунного ответа на вирусы кори.

Наиболее близкое техническое решение описано в статье А.П. Топтыгиной [7]. В статье на примере привитых и ревакцинированных против вирусов кори детей было показано, что через месяц после вакцинации в противокоревом иммунном ответе преобладали IgG3-антитела (62,2%) от общего количества противокоревых IgG антител, а IgG1-субкласс составил 35,5%. Через год преобладающим субклассом оказался IgG1, который составил 73,6% для кори, а после ревакцинации IgG1 субкласс составил 75,9%. Распределение специфических противокоревых антител у привитых и не привитых больных корью было проанализировано в статье А.П. Топтыгиной [9]. Было показано, что у не привитых больных основным субклассом были IgG3-антитела (75-80%) от общего количества противокоревых антител, а у ранее привитых больных корью основным субклассом были IgG1 антитела (80%) от общего противокоревого ответа. Тем не менее, не было выявлено четких критериев дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа. Так, у давно переболевших и привитых в детстве взрослых, имевших, несомненно вторичный тип иммунного ответа, количество специфических IgG1 составило 69% и 41%, соответственно.

Задачей изобретения является разработка способа дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа на вирус кори.

Поставленная задача достигается за счет того, что разделение типов иммунного ответа на первичный и вторичный осуществляется на основании рассчитанных пороговых критериев (cut off) по результатам определения количества специфических противокоревых антител, принадлежащих к субклассам IgG1 и IgG3, определенных методом иммуноферментного анализа.

Пример. Проводилась дифференциальная диагностика первичного и вторичного типа иммунного ответа на антигены вирусов кори в сыворотках крови детей через 1 месяц после первичной вакцинации (60 человек, группа 1) или ревакцинации (28 человек, группа 2) против кори, а также не привитых (18 человек, группа 3) и ранее привитых (19 человек, группа 4) больных корью взрослых пациентов.

Определение количества специфических антител против кори, принадлежащих к субклассам IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4, проводилось ранее описанным методом [10]. Для выявления наиболее информативных показателей субклассов специфических антител, образующихся после прививки Приорикс, позволяющих различить первичный и вторичный гуморальный ответ на антигены вирусов, входящих в состав вакцины, был проведен ROC-анализ полученных данных для группы 1 (первичный иммунный ответ) и группы 2 (вторичный иммунный ответ). Определение количества специфических IgG1 для антигенов вирусов кори соответствовало высокой вероятности правильного разделения на первичный и вторичный иммунный ответ, площадь под ROC кривой (AUC) составила 0,931 (0,852-1,010) (p<0,01). Оценка содержания IgG3 для кори характеризовалась хорошим прогностическим качеством модели, AUC 0,732 (0,581-0,848) (p<0,05). Вероятность правильного прогноза разделения на первичный и вторичный тип иммунного ответа на основе определения специфических IgG4 не превышала вероятности случайных событий. Для IgG2 расчет не проводили в виду отсутствия специфических антител данного субкласса у привитых детей. Для антител субклассов IgG1 и IgG3 прослеживались прямо противоположные зависимости. Чем больше количество IgG1-антител и меньше количество IgG3-антител, тем вероятнее, что данный человек отвечает по типу вторичного иммунного ответа и наоборот. На Фигуре 1 представлены ROC-кривые, полученные в результате анализа количества специфических антител субклассов IgG1 и IgG3 через 1 месяц после прививки против кори для определения типа иммунного ответа (первичный или вторичный гуморальный иммунный ответ). Для определения уровня порогового значения количества субклассов антител (cut-off) были выбраны наиболее информативные показатели - количество специфических антител IgG1 и IgG3 субклассов. Результаты расчета значения cut off представлены в Таблице 1.

Для выявления наиболее информативных показателей у больных корью, позволяющих различить первичный и вторичный гуморальный ответ на антигены вирусов кори, был проведен ROC-анализ полученных данных для групп 3 и 4 (ранее непривитые и привитые против кори больные в активной фазе заболевания). Определение количества специфических IgG1 для антигенов вирусов кори у больных соответствовало очень высокой вероятности правильного разделения на первичный и вторичный иммунный ответ, AUC составила 1,000 (1,000-1,000) (p<0,001). Оценка содержания IgG3 для больных корью характеризовалась высоким прогностическим качеством модели, AUC 0,913 (0,784-1,041) (p<0,01).

В связи с тем, что абсолютные значения количества антител разных субклассов у привитых и больных сильно различаются, результаты были представлены в виде процента от общего количества противокоревых IgG антител, что позволило объединить всех лиц, отвечающих по первичному типу иммунного ответа (группа 1 и группа 3), и всех лиц, отвечающих по вторичному типу иммунного ответа (группа 2 и 4), независимо от возраста и способа выработки иммунного ответа (постинфекционный или поствакцинальный). После такого объединения вновь был проведен ROC-анализ. На Фигуре 2 представлены ROC-кривые, полученные в результате ROC-анализа процента специфических антител субклассов IgG1 и IgG3 от общего специфического иммунного ответа на антигены вирусов кори для определения типа иммунного ответа (первичный или вторичный гуморальный иммунный ответ).

На основании этих ROC кривых были рассчитаны площади под кривыми и значения порогового критерия. Предложенная модель характеризовалась очень высоким прогностическим качеством (p<0,01). Результаты расчетов представлены в Таблице 2.

Таким образом, независимо от количества специфических антител, определяемых в той или иной тест-системе, независимо от способа приобретения иммунитета (поствакцинальный или постинфекционный), если для кори количество специфических антител субкласса IgG1<45,42% от общего иммунного ответа на этот вирус, a IgG3>42%, то, с вероятностью более 99%, это первичный иммунный ответ, а если IgG1>45,42% и IgG3<42%, то это - вторичный иммунный ответ. Предложенный метод дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа на вирус кори продемонстрировал высокую чувствительность и специфичность (см. Таблицу 2).

В качестве примера в Таблице 3 приведено процентное содержание противокоревых антител субклассов IgG1 и IgG3 у людей с неизвестным прививочным анамнезом.

Используя значения порогового критерия из таблицы 2, находим, что обследованные лица №1 и 4 демонстрируют первичный иммунный ответ, а лица под №2, 3 и 5 - вторичный тип иммунного ответа. Это означает, что люди под №1 и 4 или недавно привиты против кори (что оказалось верным для донора №1), или ранее не были привиты и в настоящий момент болеют корью в активной фазе заболевания (что и произошло с донором №4). Для людей №2, 3 и 5 полученные результаты свидетельствовали, что они либо давно привиты или переболели корью, то есть имеют хорошую иммунную защиту (это оказалось верным для доноров №2 и 5). Либо были в детстве привиты, но утеряли иммунную защиту и теперь болеют корью, отвечая вторичным типом иммунного ответа (что соответствовало истине у донора №3). Для проведения точного дифференциального диагноза необходимо знать, болен данный человек корью или нет на момент взятия крови. Тем не менее, на основании предложенных пороговых критериев нам удалось четко разделить первичный тип иммунного ответа (№1 и 4) и вторичный тип иммунного ответа (№2, 3 и 5).

Техническим результатом заявленного изобретения является разработка способа дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа на вирусы кори, позволяющего независимо от способа получения этого иммунитета (вакцинация или инфекция) четко различать первый или повторный контакт организма с вирусом кори. Такие знания позволяют выявить среди лиц с неизвестным прививочным анамнезом группу первичных больных корью и группу больных привитых в детстве от кори, но утерявших со временем защитный уровень антител, что крайне важно для анализа эпидситуации в стране. Разработанный способ дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа на вирусы кори помогает осуществлять контроль за качеством противокоревого иммунитета населения и анализировать случаи первичных и вторичных вакцинальных неудач.

ЛИТЕРАТУРА

1. Erdman D., Heath J.L., Watson J.C., Markowitz L.E., Bellini W. Immunoglobulin M antibody response to measles virus following primary and secondary vaccination and natural virus infection. J. Med. Virol. 1993; 41: 44-48.

2. Мамаева T.A., Липская Г.Ю., Наумова M.A., Шульга С.В., Mulders М., Featherstone D.A., Завьялова Л.А., Чернышова Е.В., Замятина Е.П., Кузнецова Н.Н. Особенности лабораторной диагностики кори у больных с разным прививочным анамнезом. Вопр. Вирусол. 2012; №5: 21-26.

3. El Mubarak H.S., S.A. Ibrahim, H.W. Vos, M.M. Mukhtar, O.A. Mustafa, T.F. Wild, A.D. Osterhaus, and R.L. de Swart. Measles virus protein-specific IgM, IgA, and IgG subclass responses during the acute and convalescent phase of infection. J Med Virol. 2004, 72: 290-298.

4. Isa M.B., L. Martinez, M. Giordano, C. Passeggi, M.C. De Wolff, and S. Nates. Comparison of immunoglobulin G subclass profiles induced by measles virus in vaccinated and naturally infected individuals. Clin Diagnost Labor Immunol. 2002; (May): 693-697.

5. Narita M., S. Yamada, Y. Matsuzono, O. Itakura, T. Togashi, and H. Kikuta. Measles virus-specific immunoglobulin G subclass response in serum and cerebrospinal fluid. Clin Diagn Virol 1997; 8: 233-239.

6. Топтыгина А.П., Алешкин B.A. Созревание специфического гуморального ответа у детей, привитых вакциной «Приорикс». Иммунология. 2008; 29(6): 353-356.

7. Топтыгина А.П., Алешкин В.А. Сопоставление первичного и вторичного гуморального иммунного ответа на вакцинацию «Приорикс». Инфекция и иммунитет. 2013; 3(4): 359-364.

8. Топтыгина А.П. Общие закономерности формирования и поддержания специфического гуморального иммунного ответа на примере ответа на вирусы кори и краснухи. Инфекция и иммунитет. 2014; 4(1): 7-14.

9. Топтыгина А.П., Мамаева Т.А., Алешкин В.А. Особенности специфического гуморального иммунного ответа против вируса кори. Инфекция и иммунитет. 2013; 3(3): 243-250.

10. Топтыгина А.П., Пухальский А.Л., Мамаева Т.А., Алешкин В.А. Спектр субклассов противокоревых иммуноглобулинов G у лиц, перенесших корь. Бюлл. экспер. биол. 2004; 137(3): 293-295.

Изобретение относится к области медицины, а именно к иммунологии, может быть использовано для дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа на вирус кори. Для этого проводят разделение типов иммунного ответа на первичный и вторичный, осуществляя на основании рассчитанных с помощью ROC-анализа пороговых критериев для IgG1 и IgG3 субклассов. Определение количества специфических противокоревых антител, принадлежащих к субклассам IgG1 и IgG3, проводят с помощью ИФА-анализа. При получении пороговых значений для IgG1<45,42% и для IgG3>42% от общего количества противокоревых IgG-антител диагностируют первичный иммунный ответ. При получении пороговых значений для IgG1>45,42% и для IgG3<42% от общего количества противокоревых IgG-антител диагностируют вторичный иммунный ответ. Использование данного способа позволяет осуществлять контроль за качеством противокоревого иммунитета и диагностировать случаи первичных и вторичных вакцинальных неудач. 3 табл., 2 ил.

Способ дифференциальной диагностики первичного и вторичного иммунного ответа на вирус кори, отличающийся тем, что разделение типов иммунного ответа на первичный и вторичный осуществляют на основании рассчитанных с помощью ROC-анализа пороговых критериев для IgG1 и IgG3 субклассов по результатам определения количества специфических противокоревых антител, принадлежащих к субклассам IgG1 и IgG3, с помощью ИФА-анализа и при получении пороговых значений для IgG1<45,42% и для IgG3>42% от общего количества противокоревых IgG-антител диагностируют первичный иммунный ответ, а при получении пороговых значений для IgG1>45,42% и для IgG3<42% от общего количества противокоревых IgG-антител диагностируют вторичный иммунный ответ.