Лабораторная диагностика ротавирусной инфекции крупного рогатого скота

Ротавирусная инфекция (РВИ) КРС (диарея неонатальных телят) - остропротекающая контагиозная болезнь новорожденных телят, характеризующаяся поражением ЖКТ. Болезнь широко распространена во всех географических регионах земного шара. Практически ее ре­гистрировали везде, где проводили исследования. Доказана широкая диссиминация ротавирусов (РВ) телят среди животных разных видов и наличие АТ у грызунов (морских свинок, крыс, хомяков, мышей).

На основании эпизоотологических, клинических и патологоанатомических данных ставят предварительный диагноз, окончательный устанавливают лишь лабораторньм методами. Последние базируются на обнаружении вируса или вирусного АГ в фекали больных телят, содержимом кишечника, клетках слизистой оболочки тонкого кишечника павших и вынужденно убитых животных, а также на выявлении АТ к РВ в сыворотках кро­ви больных и переболевших телят и в сыворотках крови и молозиве коров-матерей.

Экспресс-методы диагностики. Разработана тест-система ИФА на основе РВ свиней при выявлении специфического АГ РВ КРС, которая обладает высокой чувствительностью и специфичностью. Её целесообразно применять в лабораторных условиях для экспресс-диагностики. Поскольку полипептид VР5 содержит перекрестный групповой АГ, локализо­ванный в консервативном домене, который является общим для всех РВ группы А. По­казана возможность индикации рота- и коронавирусов методом флюоресцентных зондов и АТ к ним. Он основан на регистрации ранних этапов взаимодействия вирусов с рецептора­ми клеток.

Выделение вируса. В лабораторию для исследования направляют не менее 10 проб жидких фекалий, тонкий кишечник с содержимым (не позднее 2-3 ч с момента гибели или вынужденного убоя телят), 10-15 проб парных сывороток больных и переболевших живот­ных, 6-10 проб сыворотки крови коров и 6-10 проб молозива. С наибольшим постоянством вирус удается обнаружить в пробах фекалий, взятых в первые дни болезни, поэтому для ис­следования пригодны фекалии, взятые от 2-14-дн телят с клиническими признаками диареи на 1-3-й день болезни. Сразу же после доставки в лабораторию пробы обрабатывают или хранят при 4°С не более суток, при -20-50°С до 1 мес. Сыворотки крови хранят при 4-10°С не более 1 нед, при -20°С до 1 мес; молозиво - при 4°С не более 2 сут, при -20°С - до 1 мес. Для вирусологических или электронно-микроскопических исследований готовят 10%-ную суспензию фекалий на р-ре Хенкса. Суспензию гомогенизируют и центрифугируют 1 ч при 3 тыс. об/мин, надосадочную жидкость переносят в стерильный флакон, добавляют пени­циллин и стрептомицин (по 1000 ЕД/мл), выдерживают 10-12 ч (ночь) при 4°С и исследуют.

Выделение РВ в культуре клеток. Показана корреляция между заболеванием новоро­жденных телят диареей с присутствием РВ АГ в фекалиях. Следует иметь в виду, что обыч­ными методами вирус не культивируется, а применение дополнительных воздействий - хи­мических (трипсин) и физических (центрифугирование вируса на слое клеток) - дает поло­жительные результаты при высоких концентрациях вируса в фекалиях, что проверяется электронной микроскопией. Для этого содержимое одной пробирки после замораживания и оттаивания и обработки полиэтиленгликолем ресуспендируют в 0,1 мл дистиллированной воды и исследуют в электронном микроскопе. В положительном случае обнаруживают ти­пичные частицы РВ и их скопления. Специфический характер частиц подтверждают мето­дом иммуноэлектронной микроскопии.

Индикация и идентификация вируса. ЭМ и ИЭМ. Метод электронной микроскопии (ЭМ) суспензии вируса из жидкой части фекалий наиболее широко применяется для диагностики инфекции при концентрации виру­са в фекалиях не ниже 10⁴-10⁵ частиц/мл жидкости. Препараты готовят из осветленной низ­ким центрифугированием жидкой части фекалий, Однако лучшие препараты получают при разведении фекалий дистиллированной водой 1:1-1:10 и последующем осветлении суспен­зии центрифугированием при 4-10 тыс. об/мин в течение 15 мин. Простой метод приготов­ления препаратов из фекалий, не уступающий по чувствительности ультрацентрифутированию, состоит в следующем. К 4 мл осветленной низким центрифугированием жидкой части фекалий добавляют 60% насыщенного р-ра (NН₄)₂SО₄ смешивают, оставляют на 1 ч при 4°С, а затем центрифугируют 10 мин при 10000 об/мин. Надосадочную жидкость сливают, а осадок ресуспендируют в 4-х каплях дистиллированной воды и готовят препараты. Сущест­вуют различные способы и модификации приготовления препаратов из. Наиболее широко используется капельный способ. Более целесообразно применять ИЭМ. Для этого можно использовать сыворотку лабо­раторных животных (кроликов, морских свинок), иммунизированных РВ обезьян или сыворотку реконвалесцентов. Содержание и специфичность АТ в сыворотках реконвалесцентов могут быть проверены в серологических реакциях с использованием вируса SА 11. При обработке фекальной суспензии иммунной сывороткой одновременно с обнаруже­нием типичных частиц РВ устанавливается их специфичность, на что указывает выявление агрегатов, в которых РВ частицы связаны специфическими иммунными глобулинами. Чаще используют три модификации иммуноэлектронной микроскопии.

При положительном результате РВ частицы выявляются в препаратах в виде специфи­ческих скоплений (иммунных комплексов). Оценку специфичности реакции проводят путем подсчета числа и размеров подобных скоплений, а также по степени покрытия отдельных вирионов АТ сыворотки. Выраженность этого эффекта при определенном навыке можно оценивать по шкале условных единиц от 0 до 4-х плюсов.

ИФ. Для обнаружения вирусного АГ в замороженных срезах тонкого кишечника, маз­ках фекалий и культуре клеток успешно применяют прямой и непрямой методы. При иссле­довании криосрезов кишечника и мазков из фекалий телят лучшие результаты получают в течение 4-6 ч после обнаружения признаков диареи. Эпителиальные клетки быстро десква-мируются с поверхности ворсинок кишечника и удаляются с фекальными массами. Чаще всего суспензией фекалий заражают культуру клеток и идентифицируют вирусный АГ в ре­акции ИФ. Разработан прямой метод ИФ в клетках МДВК, инфицированных культуральным или фекальным вирусным материалом. В методических рекомендациях по инди­кации РВ КРС непрямым методом ИФ предусматривается использование диагностического набора, включающего антиген специфический - культуральную вируссодержащую суспен­зию клеток ПЭК или МА-104; АГ нормальный - неинфицированную суспензию клеток ПЭК или МА-104; специфическую сыворотку, полученную путем гипериммунизации телят, лабо­раторных животных; нормальную сыворотку от здорового КРС, не содержащую АТ к РВ; антивидовую сыворотку против глобулинов КРС, конъюгированную ФИТЦ (выпускает Ин­ститут эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи). НИФ можно использовать для обнаружения и идентификации РВ АГ в инфицированных культурах клеток, фекалиях и ки­шечнике больных и павших телят для выявления и количественной оценки АТ к РВ.

РДП. Это - простой и доступный метод выявления РВ АГ в фекалиях больных телят, содержимом кишечника и суспензии слизистой оболочки кишечника павших или вынуж­денно убитых телят. Для этого 20%-ную суспензию фекалий в фосфатно-буферном солевом р-ре прогревают в водяной бане при 37°С 30 мин, периодически перемешивая. Затем цен­трифугируют 15 мин при 8000 g. Надосадочную жидкость фильтруют через фильтр "Миллипор" и фильтрат концентрируют в 25 раз при помощи диализного концентратора. В резуль­тате всех этапов обработки 0,2 мл концентрата соответствует 1 г исходного материала фека­лий. Источником специфических АТ служат сыворотки реконвалесцентов после ротавирус-ного гастроэнтерита, предварительно проверенные в других серологических реакциях.

РДП проводят в геле агарозы на стеклянных пластинках 0,9% агарозы в буферном р-ре, содержащем 0,1 М NaС1, 0,01 М трис(гидроксиметил)-аминометана и 0,001 М этилендиа-минтетраацетата. Компоненты реакции помещают в вырезанные в слое агарозы лунки диа­метром 3 мм, отстоящие друг от друга на 3 мм. Пластинки с гелем выдерживают в течение ночи при комнатной температуре, после чего учитывают результаты. Между лунками с АГ и АТ в положительных случаях формируется одна четкая линия преципитации. В РДП испытывается АГ - жидкая часть фекалий или надосадочная жидкость после центрифугирования суспензии фекалий или кишечника, испытуемая сыворотка от переболевших телят, молози­во и молоко в натуральном виде (в виде сыворотки) после обработки сычужным ферментом.

Реакция иммунопреципитации с окрашиванием преципитатов флюоресцирующими АТ может применяться дляобнаружения в фекалиях РВ человека и РВ диареи телят. Разрабо­тана ее ускоренная модификация. Диагностикум, включающий специфический и нормальный АГ, специфическую сыворотку, готовят по методике ВИЭВ, а в качестве нормаль­ной сыворотки используют фетальную сыворотку или сыворотку безмолозивных телят. Ре­акцию оценивают по образованию характерных линий преципитата.

РСК. Для выявления АГ применяется реже других методов. Она менее чувствительна, чем электронная микроскопия и РИФ, чаще дает ложноположительные результаты из-за антикомплементарности многих проб фекалий. Однако при обработке фекалий комплементом, фетальной сывороткой, фреоном, очисткой ПЭГ 6000 или ультрацентрифугированием РСК не уступает по чувствительности электронной микроскопии. Реакцию ставят микрометодом со специфической сывороткой или сывороткой недавно переболевших телят, свободной от АТ к другим вирусам.

ВИЭФ. При этой реакции образуется линия преципитации между АГ, движущимся к аноду, и АТ, движущимся к катоду. Качество и чистота агарозы являются основным факто­ром получения воспроизводимых результатов. Большинство исследователей считают, что этот тест не уступает электронной микроскопии или даже превосходит ее.

ВИЭФ предложен для обнаружения РВ в фекалиях и патологическом материале и для выявления АТ в сыворотках крови. Для исследования берут жидкую часть фекалий. Если для исследования жидкой части недостаточно, то пробы фекалий центрифугируют 10-15 мин при 4 тыс. об/мин при 4-10°С. Исследуют надосадочную жидкость. Кишечник мелко измельчают, добавляют равный объем физиологического р-ра, затем гомогенизируют в ступке со стеклом, центрифугируют 10-15 мин при 2 тыс. об/мин при 4-10°С. Надосадочную жидкость используют в реакции.
ВИЭФ ставят в 0,85%-ом р-ре агарозы, приготовленной на 0,5 М веронал-мединаловом буфере (рН 8,6).

ЕLISА. По чувствительности выше, чем ЭИ, ИФ, РСК, ВИЭФ. Может быть использо­ван в прямом и непрямом вариантах, а также в постановке на латексе. С помощью ЕLISА можно обнаружить РВ в фекалиях телят при разведении исследуемой пробы до 1:5000. Опи­сан твердофазный ЕLISА для типирования и деления на подгруппы РВ человека и живот­ных. Для этого используют IgG в концентрации 5 мкг/мл; разведение кроличьей антисыво­ротки к IgG КРС до 1:400. Продолжительность инкубации IgG -4 ч, реакции АГ РВ с IgG -3 ч, реакции антисыворотки к РВ с комплексом IgG - РВ АГ -16 ч, для соединения с конъюгатом - 4 ч, для изменения цвета субстрата (фосфата Р-нитрофенила) - 10 мин. Перед иссле­дованием фекалии телят разводят в 4 раза фосфатно-буферным р-ром, осветляют центрифу­гированием и обрабатывают смесью Твина-20 с азидом натрия. Показания ЕLISА в 100% случаев совпадают с результатами электронной микроскопии.

Разработана тест-система ИФА на основе РВ свиней для выявления специфического АГ РВ КРС, которая обладает высокой чувствительностью и специфичностью. В Российской Федерации разработан иммуноферментный диагностикум, выпускаемый ВИЭВ. Набор включает: специфический лиофилизированный РВ АГ - вируссодержащая суспензия, полу­ченная на культуре клеток МА-104, концентрированная ПЭГ 6000 и центрифугированная при 6000g, контрольный АГ, лиофилизированная специфическая антиротавирусная сыво­ротка, полученная путем гипериммунизации телят или кроликов вирусом, очищенным в градиенте плотности хлористого рубидия; сухие иммуноглобулины, выделенные из гипе­риммунной антиротавирусной сыворотки методом высаливания насыщенным р-ром (NН₄)₂SО₄ с последующей ионообменной хроматографией на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой.

Существует ряд других методов для выявления РВ АГ в фекалиях больных диареей те­лят: реакция обратной пассивной гемагглютинации, метод иммуноагрегатной ГА, реакция агглютинации латекса и др. Так, предложен простой стафилококковый метод для обнаруже­ния РВ в фекалиях новорожденных телят с использованием кроличьей сыворотки к РВ те­лят. Метод основан на обнаружении РВ агглютинирующего стафилококка в 10%-ой суспен­зии образцов фекалий на предметных стеклах с золотистым стафилококком, нагруженным РВ АТ. Контролем служат стафилококки, обработанные неиммунной кроличьей сывороткой. Агглютинация видна под микроскопом через 2-3 мин после кругового покачивания стекла. Во избежание неспецифических реакций проводят предварительную обработку образцов фекалий нагреванием, фильтрацией и Ы-ацетилцистеином. Такая обработка не снижает спе­цифичности метода. В сравнении с ЕLISА данный метод оказался чувствительнее; преиму­щества его - скорость, простота и низкая стоимость, что очень важно для скрининга боль­шого числа образцов фекалий.

Метод агглютинации латекса с использованием коммерческого набора Rotalех для вы­явления РВ в фекалиях больных столь же специфичен, чувствителен, как и методы элек­тронной микроскопии, ИФ и ЕLISА. Для дифференциации подгрупп и серотипов изолятов РВ описан метод гибридизации нуклеиновых кислот, электрофорез в ПААГ вирионной РНК вирусов. Метод точечной гибридизации высоко специфичен, позволяет выявлять 8 нг вирусной РНК и в 10-100 раз более чувствителен, чем ЕLISА.

Вариантная идентификация с помощью монАТ. Получены монАТ к шт. RIT4237 (серотип I) РВ КРС. Нейтрализация АГ выявила вариабельную специфичность к групповым и подгрупповым детерминантам. Использованием монАТ против субгрупповых АГ в ЕLISА было установлено доминирование серотипа II РВ человека в пробах кала больных детей. Наличие таких АТ увеличивает чувствительность и специфичность тест-систем.

Серодиагностика и ретроспективная диагностика. Серологическое исследование сывороток крови телят имеет весьма ограниченную цен­ность. В течение первых недель жизни не удается обнаружить прироста АТ, несмотря на прошедшую болезнь. Уровень гуморальных АТ у взрослых животных не позволяет прогно­зировать возникновение эпизоотии в стаде.

РСК. Для диагностики РВИ показана возможность постановки РСК с парными сыво­ротками переболевших животных. В первые дни болезни КСА у большинства животных от­сутствуют. К 7-10 дню уровень их возрастает, достигая максимума к 21 дню, затем проис­ходит снижение, и к 30-35 дню титр КСА доходит до нуля. РСК ставят общепринятым ме­тодом в микро- и макрообъемах.

РТГА. Ставят по стандартной методике, используемой диагностическими вирусологи-) ческими лабораториями. Применяют стеклянные пробирки и обычные объемы реагентов или одноразовые пластиковые панели с лунками и микрообъемы реагентов. Для поста­новки реакции используют эритроциты человека группы О или эритроциты морской свинки. Исследуемые сыворотки обрабатывают каолином и эритроцитарной массой (последнее - при использовании эритроцитов человека). Все разведения готовят на физиологическом солевом р-ре с добавлением 0,04 % альбумина сыворотки КРС.

Непрямая ИФ, РН, радиоиммунологический метод ставятся по общепринятым ме­тодикам.

Дифференциальная диагностика. РВИ у новорожденных телят следует дифференци­ровать от коронавирусной инфекции, колибактериоза. Необходимо исключать диспепсию новорожденных телят алиментарного происхождения. Для титрования вирусов группы А разработаны методы дот- и блот-гибридизации РНК с зондами к ДНК геномного сегмента 4, полученными с помощью амплификации в ПЦР гипердивергентных областей гена белка VР4 (нуклеотиды 211-686) к ДНК шт. ИК, IND, NCDV и Сr с использованием олигонуклеотидных праймеров. Зонды 3 типоспецифичны (VР4) и не реагируют перекрестно с 2-нитевыми РНК гетерологичных Р-типов РВ.