Информация

Считается ли H-антиген агглютиногеном?

Считается ли H-антиген агглютиногеном?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Антигены A и B, которые в определенных случаях могут вызывать агглютинацию, называются агглютиногенами. Но, насколько мне известно, антиген H не может вызывать агглютинацию. Итак, можно ли сказать, что H-антиген также является агглютиногеном?


ЧАСантиген является предшественникомАа такжеBантигены ичч(рецессивные) люди не экспрессируют этот антиген. См. Группу крови Бомбея. Это пример эпистаза. СЧАСантиген присутствует во всехА,B,ABа такжеОгруппы крови, переливание любой из них вчччеловек вызовет гемолитическую реакцию. Антитела против H - это агглютинины, которые в научной литературе называются агглютининами.

Достаточно сильные анти-H-агглютинины, присутствующие в 'Бомбей' а также 'пара-Бомбей' частные лица (см. 5.5.6) обычно сопровождаются анти-A и анти-B, ни одно из которых не может быть отделено от специфических анти-H антител.


Шенкель-Бруннер, Гельмут. Группы крови человека: химические и биохимические основы антигенной специфичности. Springer Science & Business Media, 2000. ISBN электронной книги: 978-3-7091-6294-1


Резус-фактор

генетически детерминированные антигены (агглютиногены), присутствующие на поверхности эритроцитов. Существует по крайней мере восемь различных вариантов, каждый из которых называется резус-фактором (назван в честь макаки-резуса, использованной в ранних экспериментах). Если один из этих факторов присутствует в эритроцитах человека, группа крови резус-положительная (D-положительный, резус-фактор0) если фактор отсутствует, группа крови резус-отрицательная (D отрицательная, dd или Hr0 ). Приблизительно 85 процентов всех людей европеоидной расы имеют положительный резус-фактор, а 15 процентов - отрицательный резус-фактор, процент других рас может отличаться.

Наличие или отсутствие резус-фактора особенно важно при переливании крови, поскольку смешивание двух типов крови может привести к агглютинации (слипанию) эритроцитов с закупоркой капилляров и разрушением эритроцитов. Эта агглютинация является иммунной реакцией и зависит от образования антител против специфического агглютиногена (резус-фактора), присутствующего в эритроцитах и ​​в перелитой крови. Следует отметить, что эта иммунная реакция не возникает сразу, но зависит от постепенного образования антител, у одних людей ответ более тяжелый, чем у других. Таким образом, при первом переливании резус-несовместимой крови может не возникнуть никаких трудностей, но при повторном воздействии резус-фактора резус-отрицательный человек становится «чувствительным» к агглютиногенам в резус-положительной крови и накапливает большее количество антител.

Во время беременности трудности могут возникнуть, если у матери резус-отрицательный фактор, а у плода резус-положительный. Антигены резус (агглютиногены) в тканях плода диффундируют через плацентарную мембрану при рождении и попадают в кровь матери. Ее тело реагирует путем образования анти-резус-агглютининов при будущих беременностях, которые могут диффундировать обратно через плацентарную мембрану в кровообращение плода и вызывать скопление эритроцитов плода. Это состояние называется эритробластозом плода, или гемолитической болезнью новорожденного. Когда эритроциты разрушаются, гемоглобин просачивается в плазму, вызывая желтуху и анемию. В утробе, гемоглобин метаболизируется в основном матерью, однако в послеродовом периоде новорожденный не может детоксифицировать избыток пигментов гемоглобина, таких как билирубин, и они могут разрушать нервную ткань и вызывать повреждение головного мозга, состояние, называемое ядерной желтухой. Антитела также могут повредить многие другие клетки тела.

Реакция плода-матери подобна реакции трансфузии, продуцируемой резус-фактором, в том, что агглютинация различается по степени тяжести и обычно происходит постепенно. Резус-отрицательная мать, имеющая своего первого резус-положительного ребенка, обычно не вырабатывает достаточного количества антител (агглютининов), чтобы причинить вред плоду, но при последующих беременностях резус-положительными младенцами она может. Заболеваемость эритробластозом плода у новорожденных от резус-отрицательных матерей зависит от количества резус-положительных детей. Если отец детей резус-положительный и гетерозиготный (около 55%), около четверти потомства будет резус-отрицательным и не будет стимулировать выработку антител у матери.

Научные достижения помогли снизить риск резус-отрицательных матерей для младенцев с положительным резус-фактором. (См. Также амниоцентез, обменное переливание крови и внутриутробное переливание крови.) Важно иммунизировать резус-отрицательных матерей после их первой беременности, чтобы предотвратить будущие реакции на резус-несовместимость. Сразу после родов матери вводят анти-резус-антитело (RhoGAM), которое соединяется с резус-положительными эритроцитами или веществами плода, попавшими в кровоток матери, и делает их инертными (больше не способными вызывать образование материнских антител). Иммунизацию необходимо повторять после каждой беременности, включая внематочную беременность и выкидыш. Институт улучшения клинических систем выпустил руководство по клинической практике пренатального ухода, в котором рекомендуется иммунизация RhoGAM на 28-й неделе пренатального периода.


Банк крови (неделя 2) Система групп Rh

Третья терминология описывает только наличие или отсутствие данного ___________.

Он предположил, что антигены из системы продуцируются 3-мя БЛИЗКО СВЯЗАННЫМИ наборами генов.

Каждый ген отвечал за производство продукта (Ag) на поверхности эритроцитов.

Фишер и Рэйс назвали антигены системы D, d, C, c, E и e.

На сегодняшний день обнаружен антиген NO (d), и он считается аморфным (молчащим аллелем) или отсутствием антигена D.

Rh-гены - это ______________, каждый унаследованный ген экспрессирует соответствующий антиген на эритроците.

Важно помнить, что d представляет не антиген, а просто отсутствие антигена D.

Он считал, что ген, ответственный за определение Rh, на самом деле продуцирует агглютиноген (вещество, которое стимулирует выработку агглютинина, тем самым действуя как антиген), который содержит ряд факторов крови.

Агглютиноген можно рассматривать как фенотипическое выражение гаплотипа.

Каждый фактор - это антиген, распознаваемый антителом.

Важно помнить, что агглютиноген в номенклатуре Винера фактически представляет собой присутствие одного _________, состоящего из трех разных антигенов.

Двойной штрих (″) относится либо к E, либо к e.

Если r предшествует h (rh 'или rh ″), мы имеем в виду C или E Ags соответственно.

Когда h предшествует r, мы имеем в виду либо c (hr ′), либо e (hr ″).

В 1960-х Розенфилд предложил систему, которая присваивает номер каждому антигену системы Rh в порядке его открытия или признания связи с системой Rh.

Если Ag не был введен, его номер не появится в последовательности.

Назначено D = Rh1 C = Rh2 E = Rh3 c = Rh4 e = Rh5

Для ячейки, набранной D + C + E + c- e-, обозначение Розенфилда будет Rh: 1,2,3, -4, -5.

Если образец не тестировался на е, обозначение было бы Rh: 1,2,3, -4.

Первые три числа представляют систему, а остальные три - антигенную специфичность.

Конечным результатом действия генов в группе эритроцитов является создание биохимической структуры.

Система Rh представляет собой негликозилированный белок, что означает, что к белку не присоединяются углеводы.

Rh Ag представляют собой __________________ полипептиды.

Они содержат только D Ag и полностью лишены C c и E e.

Rh представляют собой IgG, оптимально реагируют при 37 ° C или после добавления антиглобулинового реагента.

Вырабатывается после воздействия на иммунную систему человека чужеродных эритроцитов в результате переливания крови или беременности.

Rh Abs часто сохраняется в обращении в течение ___________.

Для фиксации комплемента две молекулы IgG должны прикрепиться в непосредственной близости к поверхности эритроцитов.

Разрушение эритроцитов из-за резус-абсорбции в первую очередь ________________.

Если какой-либо образец донорской крови с отрицательным типом Rho (D) на слайде или экспресс-методом должен быть дополнительно проверен __________________________.

Бывают случаи, когда точный тип резуса не может быть определен путем стандартного тестирования:

1- Если клетка новорожденного покрыта материнским IgG.
anti-D in utero, очень мало сайтов D Ag будет доступно для реакции с реагентом _______________.

Элюирование сенсибилизирующего Ab (удаление Ab) и идентификация его как анти-D подтвердит, что красные клетки младенца являются D-положительными.

Однако с некоторыми эритроцитами тестирование должно проводиться через фазу AHG, чтобы продемонстрировать присутствие D Ag.

1. Генетически слабый D
Наследование генов D, кодирующих ослабленную экспрессию D Ag.

2. Выражение D Ag представляется полным, но _______ числом. Наследование этих генов можно проследить от одного поколения к другому, и чаще всего это наблюдается у чернокожего населения.

3. C Trans (эффект положения или эффект взаимодействия генов)
Rh Ag на эритроцитах является нормальным, но стерическое расположение C Ag по отношению к D Ag, по-видимому, мешает экспрессии D Ag.

Винер и Унгер постулировали, что полный D (Rho) Ag имеет четыре части, обозначенные Rh ^ A, Rh ^ B, Rh ^ C, Rh ^ D, нижний регистр букв a, b, c и d используется для обозначения того, когда соответствующая часть мозаики отсутствует.

Образец группы O Rh положительного донора смешивают с разведением реагента анти-D 1:10 и дают инкубироваться.

После сенсибилизации эритроцитов (они были покрыты антителами IgG) их промывают физиологическим раствором, а затем суспендируют в 50% суспензии эритроцитов.

Эти сенсибилизированные эритроциты затем используются для ПОДТВЕРЖДЕНИЯ анти-IgG активности AHG.

Их можно использовать, чтобы убедиться, что тест AHG с отрицательными результатами не является ложноотрицательным из-за инактивации реагента AHG.

Когда тест AHG отрицательный, в пробирке должен быть свободный реагент AHG.

При добавлении CC свободный AHG в тесте должен вызывать агглютинацию сенсибилизированных эритроцитов.

Эта положительная реакция носит смешанный характер, потому что

половина эритроцитов в смеси лишены IgG на своей поверхности и являются свободными клетками.


Классификация крови человека | Иммунология

Кровь человека можно разделить на разные системы групп крови, например Группа крови ABO, группа крови MN и группа крови Rh.

Все эти группы крови человека находятся под генетическим контролем, каждая серия групп крови находится под контролем генов в одном локусе или генов, которые тесно связаны и ведут себя по наследственности, как если бы они находились в одном локусе.

1. ABO Blood Group:

Если мы рассмотрим реакции иммунитета в связи с группой крови ABO, то обнаружим, что некоторые из них содержат «естественные» антитела против других.

Ниже приводится содержание антител группы крови ABO:

Точно так же, если мы рассмотрим наличие антигена в красных кровяных тельцах людей с разными группами крови ABO, то мы обнаружим:

Из-за наличия разных антигенов и антител в группах крови A, B,

AB и O, все типы крови нельзя смешивать вместе из-за их реакции агглютинации, а именно:

Когда производится переливание крови, это не вредит, если кровь донора содержит антитела против реципиента, так как кровь донора мало по сравнению с общим объемом реципиента и, следовательно, антитела. разбавлены.

Но было бы вредно, если бы в крови реципиента были антитела, поскольку сейчас количество антител относительно велико. Например, человек с группой крови O не может быть реципиентом крови из какой-либо другой группы, кроме своей собственной, поскольку его сыворотка агглютинирует все тельца, кроме его собственной, хотя он может быть донором для любой группы, поскольку никто в крови не содержит антитела против его тельца.

Генетика группы крови ABO:

Мы не знаем, какая из четырех групп крови нормальная. В генетике принято считать, что особей с норвежскими чертами больше всего, чем у любых других. Для облегчения понимания, если мы будем рассматривать группу O как нормальную, тогда группы A и B возникли из группы O в результате двух доминантных мутаций (по одной для каждой группы), мутантному гену можно присвоить символы A и B соответственно. . Оба эти гена произошли в одном и том же локусе от одного из нормальных генов в группе О.

Если обозначить нормальный ген знаком +, то три гена +. A и B занимают один и тот же локус и представляют собой несколько аллелей. Поскольку ген + является рецессивным, группа O должна быть гомозиготной по + / +, а поскольку мутантные гены A и B являются доминантными, то комбинации для группы A либо A / A, либо + / A и аналогично для группы B, B / B или + / B. С другой стороны, группа крови AB всегда

гибрид, A / B (это пример фенотипического выражения совместного доминирования).

Некоторые генетики также предположили, что наследование групп крови A, B, AB и O у человека сдерживается серией из трех аллеломорфных генов, из которых i ни для одного антигена, IA для антигена A, IB для антигена B. полное господство над i.

Подразделения A, AB и B Кровь Gгруппы:

Тельца крови группы крови А подразделяются на две подгруппы, известные как А1и А2 но из этих двух подгрупп A2 встречается реже. Было обнаружено, что A1 тельца не агглютинируются A2 сыворотка, ни наоборот, но оба A1 и А2 Тельца агглютинируются сывороткой B и сывороткой O.

Также было отмечено, что еще две подгруппы A (кроме A1 и А2) были идентифицированы, которые являются A3 и А4но обе эти группы реже, чем A2. Каждая из подгрупп A определяется отдельным геном, а гены всех четырех подгрупп являются аллелями.

Точно так же сыворотка группы B содержит по крайней мере два вида антител, одно агглютинирует тельца обоих антител.1 и А2 группа и другие агглютинаты только A1. Группа крови AB также была разделена на A1Б, А2Б, А3Б и А4Б.

Итак, ген «I» является множественным аллелем (который определяет продукцию антигена) и может производить 15 генотипов и 10 фенотипов групп крови, а именно:

Режим наследования:

Если оба родителя в данной семье принадлежат к группе крови O, все их дети должны иметь группу крови O, как и их родители. Если, с другой стороны, оба родителя принадлежат к группе и оба оказались гибридом (A / +), то у них могут быть дети с группой крови O.

Таким образом, если мы знаем группы крови ребенка и его / ее матери, мы можем законно заявить или проверить вероятную группу крови отца ребенка.

В следующей таблице представлена ​​краткая форма медицинского и юридического применения групп крови:

Следующая таблица (Таблица 13.1) представляет собой способ наследования группы крови детям от родителей:

Особые генетические случаи группы крови АВО:

Было обнаружено, что некоторые люди также содержат антигены A или B в секретах их тела (из глаз, носа, слюнных и молочных и застенчивых желез) и известны как секреторы. У секретарей есть водорастворимый антиген, который может выходить из красных кровяных телец и, таким образом, присутствует в секретах организма.

Но в случае несекреторов антигены растворимы только в спирте и не могут быть растворены в секретах. Таким образом, секреторы могут быть идентифицированы с помощью анализа крови, а также секретов тела. Этот секреторный признак наследуется как доминантный ген & # 8216S & # 8217, в то время как несекреторный признак наследуется гомозиготным рецессивным аллелем & # 8216s & # 8217. Было подсчитано, что почти 77% населения США являются секретарями.

Точно так же другой антиген, известный как антиген & # 8216H & # 8217, также идентифицирован на эритроцитах, что может быть продемонстрировано агглютинацией анти-H сывороткой. Считается, что этот антиген является промежуточным звеном между антигенами A и B. Доминантный ген H отвечает за продукцию H-антигена, и его геотипы следующие:

Интересно отметить, что люди, чья кровь не реагирует с Anti-A, Anti-B или Anti-H, принадлежат к очень редкой группе и известны как «фенотип Бомбея», потому что он был впервые описан в очень небольшом группа людей в городе Бомбей.

2. Группы крови MN:

Тельца крови разных людей могут содержать либо один, либо другой, либо и M, и N, и эти антигены не имеют никакого отношения к группам крови ABO. То есть человек с группой крови A & # 8211 может принадлежать к любой из трех (M, N или MN) групп крови MN. Ген, ответственный за продукцию антигенов M и N, является доминантным и является аллелем.

Гетерозиготный по гену M и N показал совместное доминирование. Однако эти три класса (M, N и MN) не встречаются в простом менделевском соотношении в общей популяции, и процентное соотношение каждого класса варьируется от одной расы к другой. Группа крови MN не имеет значения при переливании крови, но имеет медицинско-юридическое значение, например тест на отцовство. В следующей таблице (Таблица 13.2) показан тест на отцовство для группы крови MN.

3. Резус-фактор:

Важный агглютиноген был продемонстрирован (1940) в красных тельцах человека также Ландштейнером и Винером. Это агглю-шитиноген макаки-резуса, который присутствует у 85% белых людей. Хотя информация ограничена, тем не менее обнаружено, что среди индейцев и цейлонцев эта доля еще больше (около 95% и более). В плазме человека нет соответствующего агглютинина.

Недавние исследования показывают, что резус-фактор не является единым целым. Всего существует шесть Rh-агглю-шитиногенов - C, c D, d E, e из них, D и самый распространенный. Эти две группы предоставят три подгруппы & # 8211 D, Dd и d. D - менделевская доминанта, а d - рецессивная. Следовательно, группы D и Dd (вместе называемые группой D) будут Rh-положительными (Rh +), а d - rh-отрицательными (Rh

). Практически все резус-положительные люди относятся к группе D, а резус-отрицательные - к группе d.

Клиническое значение:

1. Если Rh + кровь переливается пациенту с резус-фактором 8221, анти-резус-фактор разовьется в крови пациента примерно через 12 дней. Если такому пациенту будет проведено второе переливание той же крови по истечении этого периода, произойдет гемоагглютинация донорских телец. Другими словами, кровь, которая была совместима раньше, теперь стала несовместимой. Так что перед переливанием следует тщательно сделать тест на резус-фактор.

2. Во время беременности у плода может быть Rh +, тогда как у матери Rh & # 8211. Агглю-шитиноген (присутствует также в плазме крови) плода переходит в кровь матери и стимулирует образование анти-резус-фактора. Это антитело попадает в кровь плода и разрушает эритроциты плода.Плод может умереть (вызывая выкидыш) или, если он родился живым, страдает тяжелой анемией. Это заболевание известно как эритробластоз плода.

3. Такая мать становится чувствительной к резус-фактору. В будущем, если ей сделают переливание другой совместимой крови, но содержащей резус-фактор, произойдет агглютинация.

4. По той же причине женщине с резусом + # 8221 до наступления менопаузы нельзя делать переливание крови резус +. Поскольку в случае, если она забеременеет резус-положительным плодом, проблема, описанная в п. (2) станет еще более острым.

Специфические агглютинины не присутствуют в плазме плода. Но материнские агглютинины, фильтруясь через плаценту, обнаруживаются в плазме плода. Только у 50% новорожденных обнаруживается заметное количество этого агглютинина.

Специфические агглютинины начинают появляться примерно с 10-го дня после рождения и достигают максимума примерно к 10-му году. Агглютинины, как и другие антитела, обнаруживаются во фракции глобулинов сыворотки. Они также присутствуют в небольших разведениях в жидкостях организма, богатых белками, таких как молоко, лимфатический экссудат и транссудаты. Их не обнаруживают в моче и спинномозговой жидкости. Гемоагглютинины временно увеличиваются во время сывороточной болезни и уменьшаются при лейкемии.

Как и другие антитела, концентрация специфического агглютинина варьируется в зависимости от возраста от человека к человеку и даже у одного и того же человека в разных условиях. Лучше всего они действуют при более низкой температуре.

Группа крови конкретного субъекта носит фиксированный характер и не меняется в зависимости от возраста или заболевания.

Иногда в крови могут появляться неспецифические агглютинины, которые действуют на холоде (при 0–5 ° C или F), а не при температуре тела. Эти холодные агглютинины иногда могут быть достаточно высокими, чтобы вызвать аутоагглютинацию при температуре тела. По этой причине может иметь место внутрисосудистый гемолиз, приводящий к гемоглобинурии (пароксисомной гемоглобинурии).

Подробная информация о резус-факторе:

Существует три пары агглютиногенов резус C, c D, d и E, e C, D и E - менделевские доминанты, а c, d и e - рецессивные.

2. Человеческие эритроциты (эритроциты):

R.B.C. всегда будут нести по три агглютино & шигена & # 8211 по одному от каждой пары, но никогда не будут нести оба члена любой пары. Таким образом, ODE, CDe и cDE возможны, но cDC и CDd - нет.

3. Группы Rh (генотипы):

Отсюда следует, что существует 8 возможных комбинаций, любую из которых могут нести оба родителя. Следовательно, математически существует 64 возможных комбинации (генотипов). Из них 28 идентичны, 36 подгрупп являются биологически доступными. И снова из них обычно встречаются только 5, а именно: CDe / CDe, CDe / cDe, CDe / cde, cDe / cde и cde / cde. Остальные встречаются редко.

4. Rh + и Rh- группы.:

Эти группы, содержащие доминирующие агглютиногены - i. е., C, D, E - будет Rh +. Но поскольку C и E редко остаются без D, практически все случаи Rh + содержат D, т. Е. Принадлежат
группа D. Случаи Rh- будут содержать рецессивные агглютиногены & # 8211 c, d и e, и по аналогичным причинам состояние 4 выше относится к группе d. Каждый мужчина несет в себе некоторое количество резус-агглютиногена. Большинство имеют D и Rh +. Остальные носят d и Rh-. Все реакции, несовместимые с резус-фактором, обусловлены взаимодействием между группой D (донор) и группой d (реципиент).

а) Каждый из шести агглютиногенов обладает анти-шигенным свойством, т.е. они могут стимулировать образование анти-шигенных антител. Соответствующие антитела известны как Anti-C, Anti-D и т. Д. D - сильный и застенчивый антиген, другие - очень слабые.

б) Если D-клетки повторно вводить Rh & # 8221 субъекту, будет развиваться Anti-D. Это антибактериальное тело может быть двух типов - & # 8220early & # 8221 и & # 8220late & # 8221. Ранние анти-D образуются первыми и называются полными антителами. Он может агглютинировать D-клетки in vitro, когда они суспендированы в физиологическом растворе или растворе альбумина. Следовательно, он также известен как солевой агглютинин. Поздние анти-D образуются позже и называются неполными анти-антителами.

Он может агглютинировать D-клетки in vitro, когда они суспендированы только в растворах альбумина, а не в физиологических растворах. Следовательно, его также называют агглютинином альбумина. Но в последнем случае, хотя D-клетки не агглютинируются, они все же несколько видоизменяются. Потому что эти клетки после такой обработки не будут агглютинироваться ранней анти-D сывороткой, даже если они суспендированы в растворе альбумина. Следовательно, поздний анти-D также известен как блокирующее антитело.

c) Как упоминалось выше, D является очень сильным и застенчивым антигеном. Он вызывает образование Anti-D даже при внутримышечной инъекции, поэтому повторные внутримышечные инъекции цельной крови - как это часто делается в медицинской практике без сопоставления и исключения групп крови - не обязательно являются безопасной процедурой. Следовательно, прямое перекрестное сопоставление перед каждым таким мероприятием является единственной надежной гарантией.

6. Расовое распределение:

Напишите люди & # 8211 85% Rh +, из которых D & # 8211 35%, Dd & # 8211 48% и оставшиеся 2% также содержат D вместе с некоторыми другими агглютино & shygen. Индийцы, цейлонцы & # 8211 95% Rh +, японцы около 100% Rh + Следовательно, у последних реакции несовместимости резус крайне редки.

7. Гемолитическая болезнь новорожденных.:

Это заболевание возникает из-за разрушения Rh + R.B.C. у плода анти-резус-агглютинином, присутствующим в сыворотке крови матери, который просачивается через плаценту во время беременности. Несовместимость крови матери и ребенка вызвана наследственностью резус-фактора. В следующей таблице (таблица 13.3) указаны вероятности группы резус у ребенка.

При этой болезни разрушение нормального R.B.C. приводит к наличию аномальных ядер R.B.C. в обращении. Через несколько часов после рождения появляется анемия, острая желтуха и сопутствующие симптомы.

Важность группы крови:

6. Антропологические исследования.

7. Различное экспериментальное назначение.

Несовместимость крови может возникнуть только в случаях, отмеченных звездочкой (*), поскольку в этих двух группах мать способна вырабатывать анти-резус-агглютинин для уничтожения Rh + R.B.C. присутствует у плода.

Генетический контроль антигенного Sструктура:

Обсуждаемые до сих пор два независимых набора аллельных генов групп крови являются относительно простыми примерами генного и шитического контроля веществ, определяющих группу крови. Один последний случай будет представлен с некоторыми подробностями, чтобы проиллюстрировать наиболее сложную ситуацию у людей, которая стала понятной благодаря пониманию взаимоотношений генов и антигенов.

В данном случае речь идет о веществах-резус, которые представляют собой серию антигенов, наследуемых независимо от антигенов MN и ABO и определяемых генами, встречающимися на еще одной паре хромосом. Серия антигенов получила свое название, Rh, от макаки-резуса (Macaca mulatta), у которой первый член этой серии был обнаружен Ландштейнером и Виннером в 1940 году.

Левин и Стетсон (1939) установили, что гемолитическая болезнь новорожденных, называемая эритробластозом плода, возникает из-за изоиммунизации матерей неизвестным антигеном эритроцитов их детей. Вскоре после описания антигенов резус-фактора Левин, Кацин и Бернхэм (1941) обнаружили, что это антиген, ответственный за заболевание, которое они изучали.

Эти открытия положили начало интенсивному исследованию антигенов резус-фактора, которое продолжается до сих пор. Это исследование не только предоставило решение многих проблем, связанных с этим заболеванием, но и значительно расширило представления о природе наследования группы крови и скрытых веществ в целом.

Были выдвинуты две основные гипотезы, объясняющие генетический механизм, контролирующий антигены Rh. Один из них, предложенный Винером, постулирует серию аллелей в одном локусе пары хромосом и шисом, отличных от тех, которые несут какие-либо другие гены антигенов групп крови.

Другой из них, выдвинутый Фишером и Рэйсом, соглашается с вышеизложенным, утверждая, что задействованные гены находятся на их собственной паре хромосом, но не соглашается в том, что он постулирует три пары тесно связанных аллелей в трех отдельных локусах.

Связь считается настолько тесной, что кроссоверы происходят с такими низкими частотами, которые никогда не наблюдались. К сожалению, генетические предсказания этих двух гипотез живы во многих своих аспектах, поэтому пока невозможно окончательно установить, какая из них верна.

Схематическое сравнение концепций Винера и Фишера-Расы:

Один из фундаментальных вопросов заключается в том, существует ли взаимно однозначная связь между количеством видов Rh-антител, с которыми клетка будет сочетаться, и количеством видов генов, определяющих антигенные специфичности, ответственные за эту комбинацию.

Этот момент проиллюстрирован рассмотрением клеток (индивидуума, генетически гомозиготных), способных объединяться с тремя различными типами анти-антител: анти-1, анти-2 и анти-3. Гипотеза Вейнера допускает концепцию, согласно которой все три антитела объединяются с разными частями одной молекулы антигенов, сложная специфичность которых определяется одним типом гена.

Гипотеза Фишера-Рэйса не допускает этого подхода, но визуализирует каждое антитело, объединяющееся с молекулой антигена, только с одной специфичностью, определяемой одним геном. Прилагаемая диаграмма показывает природу контраста между этими двумя концепциями.

Следует обратить особое внимание на то, чтобы концепция Винера не противоречила отношениям и застенчивости «один ген - один антиген», упомянутым в начале этой главы. Скорее, легко предположить, что антишиген, определяемый одним геном, может иметь сложную топографическую структуру, которая будет индуцировать и сочетать с более чем одним типом антител аналогично тому, как это наблюдалось в исследовании & # 8220 искусственного & # 8221 антигены Другими словами, концепция взаимно-однозначного отношения между геном и антигенной специфичностью, являющейся его продуктом, вовсе не требует однозначного отношения между этой антигенной специфичностью и антителами, которые он порождает.

Концепция Вейнера относительно резус-фактора:

Концепция Вейнера постулирует базовую серию из 8 аллельных генов (к этой серии были добавлены дополнительные члены, но их здесь нет нужды рассматривать), любые два из которых могут встречаться у одного гетерозиготного человека. Каждый из этих генов определяет антиген, способный индуцировать и сочетать от одного до трех (и более) типов антител.

Участвующие антигенные специфичности встречаются в различных комбинациях, определяемых конкретным аллелем, ответственным за любой данный антиген. (Антитела, используемые в этом исследовании, обычно получают от изоиммунизированных людей, добровольцев или матерей, у которых есть ребенок, страдающий гемолитической болезнью Винера, символы различных генов, антигены, которые они определяют, и реакции этих антигенов на выбранные антисыворотки будет найден в Таблице 13.4.Такой ген записывается как одна буква, за которой следует верхний индекс, а антиген, который каждый определяет, записывается как две буквы, за которыми следует нижний или верхний индекс.Теперь будут рассмотрены различные антигены.

Символ Rho пишется с заглавной буквы, потому что он представляет первый антиген Rh, который был обнаружен и до сих пор остается наиболее значимым при гемолитической болезни. Символы rh & # 8217 и rh & # 8221 обозначают дополнительные антигены, обнаруженные впоследствии. Символы Rh1 и Rh2 обозначают комплексные антигены, состоящие из двух специфичностей. Rhj состоит из единиц Rho и rh & # 8217 Rh2 состоит из единиц Rho и rh & # 8221. Дополнительные символы Rhz и rhy обозначают anti & shygens с множественной специфичностью, как указано. Символ rh требует специального комментария.

Первоначально этот символ означал отсутствие какой-либо известной антигенной специфичности (т. Е. Rh0, RH & # 8217 и RH & # 8221). Однако открытие двух новых видов антисывороток обнаружило существование двух дополнительных видов антигенной специфичности. Они встречаются в различных комбинациях с другими, только что описанными особенностями.

Первая из этих антисывороток, первоначально обнаруженная Левином и его сотрудниками, выявляет специфичность, теперь называемую hr & # 8217, которая встречается во всех клетках, не обладающих специфичностью по rh & # 8217. Второй из них идентифицирует специфичность, называемую hr & # 8221, которая встречается во всех клетках, не обладающих специфичностью по rh & # 8221. (Антигенный аналог Rh0 антиген, Hr0, еще предстоит идентифицировать с уверенностью.) Эта исторически сложная и застенчивая ситуация привела к признанию символа rh как представляющего сложный антиген со специфичностями как hr & # 8217, так и hr & # 8221.

Кроме того, две новые антисыворотки расширили описание других Rh-символов. Эти отношения показаны в Таблице 13.5. Чтобы понять это (и те, которые уже представлены в Таблице 13.4), ученик должен подготовить несколько диаграмм, подобных показанным ранее, заменяя используемые числа символами Винера.

Чтобы упростить схему Винера, пять рассмотренных здесь антибактериальных сывороток позволяют обнаруживать вариабельные кластеры ряда антигенных специфичностей (индивидуально называемых факторами крови), которые вместе взяты из резус-группы крови любого конкретного человека. Эти кластеры передаются из поколения в поколение, их специфическая и структурная преемственность определяется конкретным аллелем, продуктом которого они являются. Дальнейшее рассмотрение наследования этих факторов дается в следующем разделе.

Концепция Rh по расе Фишера:

Концепция расы Фишера берет свое начало в аналитическом понимании британского генетика и математика Р. А. Фишера. Он предположил, в предложении, представленном Рэсом в 1944 году, что известные тогда резус-антигены могут рассматриваться как продукты действия серии из трех пар очень тесно связанных аллелей, каждый ген в каждой паре продуцирует один анти-шайген с способность индуцировать и реагировать только с одним видом антител.

Предложенные аллельные пары генов были обозначены как C, c D, d и E, e. Считалось, что каждый продуцирует отдельный антиген, обозначенный одной и той же буквой. Использование заглавных и строчных букв не подразумевает доминирования, они выбраны просто для того, чтобы показать их аллелизм.

Формализованное родство и стесненность этих нескольких генов в хромосомах индивидуума, гетерозиготного по всем из них, таковы:

Конечно, встречаются и другие комбинации трех аллелей на определенных хромосомах, например, CD e, c DE, C de и т. Д. (Некоторые специалисты пишут последовательность букв как DC E в знак признания генетических соображений связи и стеснения и возможной их делеции, однако, здесь неуместны.)

В то время, когда была создана концепция Fisher-Race, были известны антисыворотки к антигенам C, c D и E. Дополнительные антисыворотки к антигенам d и e были заранее определены, из которых анти-е теперь определенно установлено.

Кроме того, было предсказано и впоследствии обнаружено существование неизвестной тогда хромосомы c (d) E. Успех этих предсказаний, а также относительная простота используемой терминологии и концепций привели к широкому признанию схемы Fisher-Race, особенно среди клиницистов и европейских исследователей.

Таким образом, британская концепция распознает ряд хромосом, несущих различные комбинации очень тесно связанных аллелей C, D, E. Считается, что эти комбинации возникают в результате кроссинговера, настолько редки, что не могут быть обнаружены.

Символ D соответствует символу Rho, и дальнейшие параллели в этих двух терминологиях показаны в Таблице 13.6. Точно так же два набора символов для пяти типов Rh-антител можно соотнести следующим образом:

Наследование резус-фактора крови:

Очевидно, что в отсутствие доминантности, кроссинговера мутаций и эпистемоза (ни один из которых еще не обнаружен в ходе генетических исследований резус-антигенов), резус-факторы крови будут появляться из поколения в поколение как характерные и шитические. кластеры.

Например, помесь отца с генотипом R 2 r (CDE / cde) и матери с генотипом ϒr '' (Cde / cdE) потенциально может дать потомство четырем видам детей, как легко показать с помощью Punnett & # 8217s. квадрат:

Двое из показанных детей будут обладать антигеном RhofD), которого не хватает их матери. В классическом использовании терминов резус-фактор их мать будет «отрицательной по резус-фактору» 8221, а у них - «положительным резус-фактором 8220». Этот экзамен также показывает, что определение положительного и отрицательного резус-фактора является относительным, и его следует делать с точки зрения задействованных антигенов.

Теоретически любой ребенок, обладающий антигенами резус-фактора, которых нет у его матери, положителен по отношению к этим антигенам, тогда как его мать отрицательна по отношению к ним. На практике, однако, было обнаружено, что антиген Rho (D) чаще всего участвует в гемолической и шитической болезни, за которым следует rh '(C), а другие факторы крови проявляются гораздо реже.

Значение разработки правильной концепции генетического родства и устойчивости Rh-антигенов:

Вышеупомянутые разделы показали, что для описания Rh-антигенов и анти-антител можно использовать систему номенклатуры Вейнера или Фишера-Рейса. Этот момент признан Национальным институтом здравоохранения, который требует, чтобы обе системы применялись для маркировки коммерчески производимых антисывороток.

Однако это не должно отвлекать внимание от необходимости определения обоснованности той или иной концепции, лежащей в основе этой номенклатуры, даже если это может показаться «академическим» и не имеет прямого отношения к клинической работе.

Одна только причина необходимости непрерывных усилий по решению этой проблемы состоит в том, что, как уже часто отмечалось, антигены, по-видимому, являются прямыми продуктами генов, которые их продуцируют. Антитела, которые они там индуцируют, и прежде из-за своей тонкой специфичности становятся наиболее чувствительными известными индикаторами вариаций действия генов.

Это делает необходимым достижение точной концептуальной схемы, которая будет связывать производство антигенов с теми схемами, которые разрабатываются относительно отношения генов к ферментам и структуры нуклеиновой кислоты к & # 8220генетическому коду & # 8221, используемому в наследственной наследственности. передача & передача сообщений & # 8221.

Подробное рассмотрение этих отношений выходит далеко за рамки этого текста, заинтересованного читателя отсылают к популярным рассказам Крика, Гамова и Бидла для ознакомления с рассматриваемыми историями.

Стомонт суммировал причины растущей тенденции со стороны некоторых ведущих и застенчивых генетиков отдавать предпочтение концепции Винера, несмотря на ее более сложную терминологию. Его сумма, слишком продвинутая, чтобы приводить здесь ее, основана на параллелях между поведением резус-антигенов у людей и сериями аллелей B и C, которые определяют группы крови у крупного рогатого скота.

Эти серии аллелей контролируют, безусловно, самый сложный набор факторов крови, известных из существующих, набор взаимосвязей, взаимосвязь которых можно обоснованно и робко объяснить только в терминах множественных аллелей, а не последовательностей связанных генов. Дополнительные сведения о группах крови крупного рогатого скота приведены далее в этой главе. Рэйс, Сэнгер и Левин представляют обсуждения и дальнейшие уточнения точки зрения Фишера.

Ученик должен понимать, что ведущие сторонники любой схемы проводят исследования, которые редко были отмечены в анналах биологии, и что экспериментальное разрешение их разногласий не будет ни легким, ни тривиальным делом.


СОДЕРЖАНИЕ

Кишечная палочка и родственные бактерии составляют около 0,1% кишечной флоры [4], а фекально-оральная передача является основным путем, по которому патогенные штаммы бактерий вызывают заболевание. Клетки способны выживать вне организма лишь в течение ограниченного периода времени, что делает их идеальными организмами-индикаторами для тестирования образцов окружающей среды на фекальное загрязнение. [5] [6] Бактерия также может быть легко и недорого выращена в лабораторных условиях и интенсивно исследуется уже более 60 лет. Кишечная палочка является наиболее широко изученным модельным прокариотическим организмом и важным видом в областях биотехнологии и микробиологии, где он служил организмом-хозяином для большинства работ с рекомбинантной ДНК.

Немецкий педиатр и бактериолог Теодор Эшерих обнаружил Кишечная палочка в 1885 г. [5], и теперь он классифицируется как часть гамма-протеобактерий семейства Enterobacteriaceae. [7]

Патогенный Кишечная палочка штаммы можно разделить на категории на основе элементов, которые могут вызывать иммунный ответ у животных, а именно: [ нужна цитата ]

Например, Кишечная палочка штамм EDL933 относится к группе O157: H7.

О антиген Править

Наружная мембрана Кишечная палочка клетка содержит миллионы молекул липополисахаридов (ЛПС), которые состоят из: [ нужна цитата ]

    , полимер иммуногенных повторяющихся олигосахаридов (1-40 единиц) фосфорилированных неповторяющихся олигосахаридов (эндотоксин)

Антиген O используется для серотипирования Кишечная палочка и эти обозначения группы O идут от O1 до O181, за исключением некоторых групп, которые были исторически удалены, а именно O31, O47, O67, O72, O93 (теперь K84), O94 и O122, группы с 174 по 181 являются временными (O174 = OX3 и O175 = OX7) или находятся в стадии расследования (176–181 относятся к STEC / VTEC). [8] Кроме того, существуют подтипы для многих групп O (например O128ab и O128ac). [8] Антитела к нескольким антигенам O перекрестно реагируют с другими антигенами O и частично с антигенами K не только от Кишечная палочка, но и из других Эшерихия виды и виды Enterobacteriaceae. [8]

Антиген O кодируется кластером генов rfb. Ген rol (cld) кодирует регулятор длины О-цепи липополисахарида. [ нужна цитата ]

К антиген Править

Кислотный капсульный полисахарид (CPS) представляет собой толстый слизеподобный слой полисахарида, окружающий некоторый патоген. Кишечная палочка. [ нужна цитата ]

Есть две отдельные группы групп K-антигенов, названные группой I и группой II (в то время как небольшая промежуточная подгруппа (K3, K10 и K54 / K96) была классифицирована как группа III). [8] Первый (I) состоит из 100 кДа (больших) капсульных полисахаридов, а второй (II), связанный с внекишечными заболеваниями, имеет размер менее 50 кДа. [8]

Антигены группы I K обнаруживаются только с определенными O-антигенами (группы O8, O9, O20 и O101), они далее подразделяются на основе отсутствия (IA, аналогично таковому у Клебсиелла видов в структуре) или присутствие (IB) аминосахаров и некоторых K-антигенов группы I присоединены к липидному A-ядру липополисахарида (KLPS) аналогично O-антигенам (и будучи структурно идентичными O-антигенам, в некоторых случаях рассматриваются как K-антигены только при совместной экспрессии с другим аутентичным O-антигеном). [8]

K-антигены группы II очень похожи на антигены грамположительных бактерий, сильно различаются по составу и далее подразделяются в зависимости от их кислотных компонентов, обычно 20-50% цепей CPS связаны с фосфолипидами. [8]

Всего было распознано 60 различных K-антигенов (K1, K2a / ac, K3, K4, K5, K6, K7 (= K56), K8, K9 (= O104), K10, K11, K12 (K82), K13 (= K20 и = K23), K14, K15, K16, K18a, K18ab (= K22), K19, K24, K26, K27, K28, K29, K30, K31, K34, K37, K39, K40, K41, K42 , K43, K44, K45, K46, K47, K49 (O46), K50, K51, K52, K53, K54 (= K96), K55, K74, K84, K85ab / ac (= O141), K87 (= O32), K92, K93, K95, K97, K98, K100, K101, K102, K103, KX104, KX105 и KX106). [ нужна цитата ]

H-антиген Править

Антиген H является основным компонентом жгутиков, участвующих в Кишечная палочка движение. Обычно он кодируется летать ген [ нужна цитата ]

Идентифицировано 53 антигена H, пронумерованных от H1 до H56 (H13 и H22 не были Кишечная палочка антигены, но от Citrobacter freundii, и H50 оказался таким же, как H10). [9]

У людей и домашних животных вирулентные штаммы Кишечная палочка может вызывать различные заболевания.

Желудочно-кишечная инфекция Править

Определенные штаммы Кишечная палочка, такие как O157: H7, O104: H4, O121, O26, O103, O111, O145 и O104: H21, продуцируют потенциально летальные токсины. Пищевое отравление, вызванное Кишечная палочка может возникнуть в результате употребления в пищу немытых овощей или плохо разделанного и недоваренного мяса. O157: H7 также известен тем, что вызывает серьезные и даже опасные для жизни осложнения, такие как гемолитико-уремический синдром. Этот конкретный штамм связан с США 2006 г. Кишечная палочка вспышка из-за свежего шпината. Штамм O104: H4 столь же вирулентен. Протоколы лечения антибиотиками и поддерживающей терапией не так хорошо разработаны (он может быть очень энтерогеморрагическим, как O157: H7, вызывая кровавую диарею, но также является более энтероагрегатным, что означает, что он хорошо прилипает и скапливается на кишечных оболочках). Это штамм, вызвавший смертельную вспышку кишечной палочки в Европе в июне 2011 года. Тяжесть болезни значительно варьируется, она может быть фатальной, особенно для маленьких детей, пожилых людей или людей с ослабленным иммунитетом, но чаще бывает легкой. Ранее из-за плохих гигиенических методов приготовления мяса в Шотландии в 1996 году погибло семь человек из-за Кишечная палочка отравление, и осталось еще сотни инфицированных. Кишечная палочка могут содержать как термостабильные, так и термолабильные энтеротоксины. Последние, называемые LT, содержат одну субъединицу A и пять субъединиц B, объединенных в один голотоксин, и очень похожи по структуре и функциям на токсины холеры. Субъединицы B способствуют прилипанию и проникновению токсина в клетки кишечника хозяина, в то время как субъединица A расщепляется и препятствует клеткам абсорбировать воду, вызывая диарею. LT секретируется путем секреции типа 2. [11]

Если Кишечная палочка Бактерии выходят из кишечного тракта через перфорацию (например, из язвы, разрыва аппендикса или из-за хирургической ошибки) и попадают в брюшную полость, они обычно вызывают перитонит, который может быть смертельным без своевременного лечения. Тем не мение, Кишечная палочка чрезвычайно чувствительны к таким антибиотикам, как стрептомицин или гентамицин. Недавние исследования предлагают лечение энтеропатогенных Кишечная палочка с антибиотиками не может улучшить исход болезни, [ нужна цитата ], так как это может значительно увеличить вероятность развития гемолитико-уремического синдрома. [12]

Связанный со слизистой оболочкой кишечника Кишечная палочка наблюдаются в увеличенном количестве при воспалительных заболеваниях кишечника, болезни Крона и язвенном колите. [13] Инвазивные штаммы Кишечная палочка в большом количестве присутствуют в воспаленной ткани, а количество бактерий в воспаленных областях коррелирует с тяжестью воспаления кишечника. [14]

Инфекции желудочно-кишечного тракта могут вызвать выработку Т-лимфоцитами памяти для атаки кишечных микробов, находящихся в кишечном тракте. Пищевое отравление может вызвать иммунный ответ на микробные кишечные бактерии. Некоторые исследователи предполагают, что это может привести к воспалительному заболеванию кишечника. [15]

Свойства вирулентности Править

Кишечный Кишечная палочка (EC) классифицируются на основе серологических характеристик и свойств вирулентности. [10] Основные патотипы Кишечная палочка которые вызывают диарею, перечислены ниже. [16]

  • Более крупный из двух белков, LT энтеротоксин, аналогичен холерному токсину по структуре и функциям.
  • Меньший белок, Энтеротоксин ST вызывает накопление цГМФ в клетках-мишенях и последующую секрецию жидкости и электролитов в просвет кишечника.

Штаммы ETEC неинвазивны и не покидают просвет кишечника. ETEC является ведущей бактериальной причиной диареи у детей в развивающихся странах, а также наиболее частой причиной диареи путешественников. По оценкам, ежегодно в развивающихся странах регистрируется 840 миллионов случаев ETEC. Около 280 миллионов из этих случаев, а также 325 000 смертей приходится на детей в возрасте до пяти лет. [16]

Эпидемиология желудочно-кишечной инфекции Править

Передача патогенных Кишечная палочка часто происходит фекально-оральным путем. [19] [20] [21] Общие пути передачи включают: негигиеничное приготовление пищи, [20] заражение фермы из-за удобрения навоза, [22] орошение сельскохозяйственных культур загрязненной серой водой или неочищенными сточными водами, [23] дикие свиньи на пахотных землях, [24] или прямое потребление воды, загрязненной сточными водами. [25] Молочный и мясной скот являются основными резервуарами Кишечная палочка O157: H7, [26], и они могут переносить его бессимптомно и выделять его с калом. [26] Пищевые продукты, связанные с Кишечная палочка вспышки включают огурец, [27] сырой говяжий фарш, [28] проростки сырых семян или шпинат, [22] сырое молоко, непастеризованный сок, непастеризованный сыр и продукты питания, зараженные фекально-оральным путем инфицированными работниками пищевой промышленности. [20]

По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, фекально-оральный цикл передачи можно нарушить, если правильно приготовить пищу, предотвратить перекрестное заражение, установить такие барьеры, как перчатки для работников пищевой промышленности, ввести политику в области здравоохранения, чтобы сотрудники пищевой промышленности обращались за медицинской помощью, когда они больны, пастеризация сока или молочных продуктов и соблюдение правил мытья рук. [20]

Вырабатывающий токсин шига Кишечная палочка (STEC), в частности серотип O157: H7, также передавались мухами [29] [30] [31], а также при прямом контакте с сельскохозяйственными животными [32] [33] животными из зоопарков [34] и воздушно-капельным путем. частицы, обнаруженные в среде разведения животных. [35]

Инфекция мочевыводящих путей Править

Уропатогенный Кишечная палочка (УПЭК) отвечает примерно за 90% инфекций мочевыводящих путей (ИМП), наблюдаемых у людей с обычной анатомией. [10] При восходящих инфекциях фекальные бактерии колонизируют уретру и распространяются по мочевым путям в мочевой пузырь, а также в почки (вызывая пиелонефрит) [36] или простату у мужчин. Поскольку у женщин уретра короче, чем у мужчин, они в 14 раз чаще страдают восходящей ИМП. [10]

Уропатогенный Кишечная палочка используйте P fimbriae (пили, связанные с пиелонефритом) для связывания уротелиальных клеток мочевыводящих путей и колонизации мочевого пузыря. Эти адгезины специфически связывают фрагменты D-галактозы-D-галактозы на антигене P группы крови эритроцитов и уроэпителиальных клеток. [10] Примерно 1% населения не имеет этого рецептора, [ нужна цитата ], а его наличие или отсутствие определяет восприимчивость или невосприимчивость человека к Кишечная палочка инфекции мочевыводящих путей. Уропатогенный Кишечная палочка продуцируют альфа- и бета-гемолизины, которые вызывают лизис клеток мочевыводящих путей. [ нужна цитата ]

Другим фактором вирулентности, обычно присутствующим в UPEC, является семейство адгезинов Dr, которые особенно связаны с циститом и пиелонефритом, связанным с беременностью. [37] Dr adhesins связывают Доктор группы крови антиген (Dr a), который присутствует в факторе ускорения распада (DAF) на эритроцитах и ​​других типах клеток. Там адгезины Dr вызывают развитие длинных клеточных удлинений, которые обвивают бактерии, что сопровождается активацией нескольких каскадов передачи сигналов, включая активацию киназы PI-3. [37]

UPEC может уклоняться от врожденной иммунной защиты организма (например, системы комплемента), вторгаясь в поверхностные зонтичные клетки с образованием внутриклеточных бактериальных сообществ (IBC). [38] Они также обладают способностью образовывать К-антиген, капсульные полисахариды, которые способствуют образованию биопленок. Производство биопленки Кишечная палочка невосприимчивы к иммунным факторам и антибактериальной терапии и часто вызывают хронические инфекции мочевыводящих путей. [39] К антигенпродуцирующий Кишечная палочка инфекции обычно обнаруживаются в верхних мочевых путях. [10]

Нисходящие инфекции, хотя и относительно редки, возникают при Кишечная палочка клетки попадают в верхние органы мочевыводящих путей (почки, мочевой пузырь или мочеточники) из кровотока. [ нужна цитата ]

Неонатальный менингит (NMEC) Править

Вырабатывается серотипом кишечная палочка который содержит капсульный антиген под названием K1. Заселение кишечника новорожденного этими штаммами, которые присутствуют во влагалище матери, приводит к бактериемии, которая приводит к менингиту. [40] И из-за отсутствия антител IgM от матери (они не проникают через плаценту, потому что FcRn только опосредует перенос IgG), а также того факта, что организм распознает антиген K1 как себя, поскольку он напоминает церебральный антиген. гликопептиды, это приводит к тяжелому менингиту у новорожденных.

Возможная роль в колоректальном раке Править

Некоторые Кишечная палочка штаммы содержат геномный остров поликетидсинтазы (pks), который кодирует мультиферментный механизм, производящий колибактин, вещество, повреждающее ДНК. Около 20% людей колонизированы Кишечная палочка которые укрывают pks остров. [41] Колибактин может вызывать клеточное старение [42] или рак, повреждая ДНК. [43] Однако барьер слизистой оболочки предотвращает Кишечная палочка от достижения поверхности энтероцитов. Производство муцина снижается при воспалении. [44] Только когда воспалительное состояние сочетается с Кишечная палочка При инфицировании бактерия может доставлять колибактин в энтероциты и индуцировать онкогенез. [45]

Болезни животных Править

У животных вирулентные штаммы Кишечная палочка являются причиной различных заболеваний, в том числе сепсиса и диареи у новорожденных телят, острого мастита у дойных коров, колибактериоза, также связанного с хроническим респираторным заболеванием с микоплазмой, где он вызывает перигепатит, перикардит, сепсис легких, перитонит и т. д. у домашней птицы и Алабаму. гниение у собак.

Большинство серотипов, выделенных от домашней птицы, патогенны только для птиц. Так что птичьи источники Кишечная палочка не кажутся важными источниками инфекций у других животных. [46]

Колибактериоз у домашней курицы

Диагностика инфекционной диареи и выявление устойчивости к противомикробным препаратам проводится с помощью посева кала с последующим тестированием на чувствительность к антибиотикам. Для культивирования желудочно-кишечных патогенов требуется минимум 2 дня и максимум несколько недель. Показатели чувствительности (истинно положительные) и специфичности (истинно отрицательные) для посева кала различаются в зависимости от патогена, хотя культивирование ряда патогенов человека невозможно. Для образцов с положительной культурой проверка устойчивости к противомикробным препаратам занимает дополнительно 12-24 часа.

Молекулярные диагностические тесты в месте оказания медицинской помощи могут идентифицировать Кишечная палочка и устойчивость к противомикробным препаратам у идентифицированных штаммов намного быстрее, чем при культивировании и тестировании на чувствительность. Платформы на основе микрочипов могут идентифицировать определенные патогенные штаммы Кишечная палочка а также Кишечная палочка-специфические гены AMR за два часа или меньше с высокой чувствительностью и специфичностью, но размер тестовой панели (то есть общее количество патогенов и гены устойчивости к противомикробным препаратам) ограничен. В настоящее время разрабатываются новые платформы диагностики инфекционных заболеваний, основанные на метагеномике, для преодоления различных ограничений культивирования и всех доступных в настоящее время технологий молекулярной диагностики.

В образцах стула микроскопия покажет грамотрицательные палочки без определенного расположения клеток. Затем калом засевают агар МакКонки или агар EMB (или оба). На агаре МакКонки образуются колонии темно-красного цвета, так как организм является лактозоположительным, и ферментация этого сахара вызывает снижение pH среды, что приводит к потемнению среды. Рост на агаре EMB дает черные колонии с зеленовато-черным металлическим блеском. Это диагностика Кишечная палочка. Организм также является лизин-положительным и растет на TSI под наклоном с (A / A / g + / H2S-) профиль. Кроме того, IMViC <+ + - -> для Кишечная палочка поскольку он индол-положительный (красное кольцо) и положительный метиловый красный (ярко-красный), но VP-отрицательный (без изменений, бесцветный) и цитрат-отрицательный (без изменений - зеленый цвет). В тестах на выработку токсина можно использовать клетки млекопитающих в культуре ткани, которые быстро уничтожаются токсином шига. Хотя этот метод чувствителен и очень специфичен, он медленный и дорогостоящий. [47]

Обычно диагноз ставится путем культивирования на среде сорбитол-МакКонки с последующим типированием антисыворотки. Однако современные латексные тесты и некоторые типирующие антисыворотки показали перекрестные реакции с не-Кишечная палочка O157 колонии. Кроме того, не все Кишечная палочка Штаммы O157, связанные с HUS, не являются ферментерами несорбитола.

Государственный и территориальный эпидемиологи рекомендуют клиническим лабораториям проверять по крайней мере весь кровянистый стул на наличие этого патогена. Центры США по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют "все стула, представленные для рутинного тестирования от пациентов с острой внебольничной диареей (независимо от возраста пациента, времени года, наличия или отсутствия крови в стуле), должны быть одновременно культивированы на E. coli O157: H7 (O157 STEC) и протестирован с помощью анализа, который обнаруживает токсины шига для выявления не-O157 STEC". [48] [49]

Бактериальные инфекции обычно лечат антибиотиками. Однако чувствительность к антибиотикам различных штаммов Кишечная палочка широко варьироваться. Как грамотрицательные организмы, Кишечная палочка устойчивы ко многим антибиотикам, которые эффективны против грамположительных организмов. Антибиотики, которые можно использовать для лечения Кишечная палочка Инфекция включает амоксициллин, а также другие полусинтетические пенициллины, многие цефалоспорины, карбапенемы, азтреонам, триметоприм-сульфаметоксазол, ципрофлоксацин, нитрофурантоин и аминогликозиды.

Устойчивость к антибиотикам - растущая проблема.Отчасти это связано с чрезмерным использованием антибиотиков у людей, но отчасти это, вероятно, связано с использованием антибиотиков в качестве стимуляторов роста в кормах для животных. [50] Исследование, опубликованное в журнале Наука в августе 2007 г. обнаружил скорость адаптационных мутаций в Кишечная палочка составляет «порядка 10 -5 на геном на поколение, что в 1000 раз выше, чем предыдущие оценки», открытие, которое может иметь значение для изучения и лечения устойчивости бактерий к антибиотикам. [51]

Устойчивый к антибиотикам Кишечная палочка может также передавать гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам, другим видам бактерий, таким как Золотистый стафилококкпосредством процесса, называемого горизонтальным переносом генов. Кишечная палочка бактерии часто несут плазмиды с множественной лекарственной устойчивостью и при стрессе легко переносят эти плазмиды другим видам. Смешивание видов в кишечнике позволяет Кишечная палочка принимать и передавать плазмиды от других бактерий и другим бактериям. Таким образом, Кишечная палочка а другие энтеробактерии являются важными резервуарами передаваемой устойчивости к антибиотикам. [52]

Штаммы бета-лактамаз Править

Устойчивость к бета-лактамным антибиотикам стала особой проблемой в последние десятилетия, так как штаммы бактерий, продуцирующих бета-лактамазы расширенного спектра, стали более распространенными. [53] Эти ферменты бета-лактамазы делают многие, если не все, пенициллины и цефалоспорины неэффективными в качестве терапии. Производство бета-лактамаз расширенного спектра действия Кишечная палочка (ESBL Кишечная палочка) обладают высокой устойчивостью к целому ряду антибиотиков, и инфекции, вызванные этими штаммами, трудно поддаются лечению. Во многих случаях эффективными остаются только два пероральных антибиотика и очень ограниченная группа внутривенных антибиотиков. В 2009 году в Индии и Пакистане был обнаружен ген под названием металло-бета-лактамаза Нью-Дели (сокращенно NDM-1), который даже придает устойчивость к внутривенному введению антибиотика карбапенема. Кишечная палочка бактерии.

Возросшая озабоченность по поводу распространенности этой формы «супербактерии» в Соединенном Королевстве привела к призывам к дальнейшему мониторингу и стратегии борьбы с инфекциями и смертями в масштабах всей Великобритании. [54] Тесты на чувствительность должны определять лечение всех инфекций, при которых организм может быть изолирован для культивирования.

Фаговая терапия - вирусы, которые специально нацелены на патогенные бактерии - была разработана за последние 80 лет, в основном в бывшем Советском Союзе, где она использовалась для предотвращения диареи, вызванной Кишечная палочка. [55] В настоящее время фаготерапия для человека доступна только в Центре фаговой терапии в Республике Грузия и в Польше. [56] Однако 2 января 2007 г. FDA США разрешило Omnilytics применять свои Кишечная палочка O157: H7 убивающий фаг в тумане, распылении или смывании живых животных, которые будут забиты для употребления в пищу людьми. [57] Фаг энтеробактерий Т4, хорошо изученный фаг, нацелен на Кишечная палочка на заражение.

В то время как фаговая терапия как лечение Кишечная палочка недоступен в США, некоторые коммерчески доступные пищевые добавки содержат штаммы фагов, которые нацелены на Кишечная палочка и было показано, что они уменьшают Кишечная палочка нагрузка у здоровых испытуемых. [58] Однако это не считается фаговой терапией, поскольку она не включает отбор фагов с активностью против конкретного штамма бактерий пациента.

Исследователи активно работали над разработкой безопасных и эффективных вакцин для снижения заболеваемости во всем мире. Кишечная палочка инфекционное заболевание. [59] В марте 2006 г. вакцина, вызывающая иммунный ответ против Кишечная палочка O157: H7 O-специфический полисахарид, конъюгированный с рекомбинантным экзотоксином A Синегнойная палочка Сообщается, что (O157-rEPA) безопасен для детей от двух до пяти лет. Предыдущая работа уже показала, что это безопасно для взрослых. [60] Планируется клиническое испытание фазы III для проверки широкомасштабной эффективности лечения. [60]

В 2006 году компания Fort Dodge Animal Health (Wyeth) представила эффективную живую аттенуированную вакцину для борьбы с воздушным саккулитом и перитонитом у кур. Вакцина представляет собой генетически модифицированную авирулентную вакцину, которая продемонстрировала защиту от O78 и нетипируемых штаммов. [61]

В январе 2007 года канадская биофармацевтическая компания Bioniche объявила о разработке вакцины для крупного рогатого скота, которая снижает количество O157: H7 в навозе в 1000 раз, примерно до 1000 патогенных бактерий на грамм навоза. [62] [63] [64]

В апреле 2009 года исследователь из Университета штата Мичиган объявил, что он разработал рабочую вакцину против штамма Кишечная палочка. Доктор Махди Саид, профессор эпидемиологии и инфекционных заболеваний в колледжах ветеринарной медицины и медицины МГУ, подал заявку на патент на свое открытие и вступил в контакт с фармацевтическими компаниями для коммерческого производства. [65]

В мае 2018 года группа исследователей из Медицинского факультета Вашингтонского университета в сотрудничестве с Университетом Джонса Хопкинса провела исследование, которое глубже исследует известную связь между группой крови и тяжестью заболевания. Кишечная палочка инфекционное заболевание. [66] Результаты исследования показали, что «бактерия с большей вероятностью вызовет тяжелую диарею у людей с кровью типа А», и это открытие может помочь текущим и будущим усилиям по разработке эффективной вакцины против патогенных штаммов E. coli. [66] [67]


Примеры антигенов

An антиген это вещество, которое попадает в организм и которое иммунная система интерпретирует как угрозу. Эти антигены могут быть вирусами или бактерии . Это введение вызывает создание иммунного ответа и способствует выработке других макромолекулы называется антитела .

Срок антиген происходит от греческого слова & # 8221 анти & # 8221, что означает противоположное, и & # 8221 Geno & # 8221, что означает производить, создавать или генерировать.

Чтобы у организма был высокий антигенный ответ (то есть организм реагирует положительно, предотвращая распространение антигенов по организму) необходимо, чтобы промежуточные молекулы (антитела) имели следующие характеристики. Это должны быть:


Группы крови

разделение особей одного и того же биологического вида (например, людей, обезьян или лошадей) по характеристикам крови в соответствии со структурными различиями в эритроцитарных белках (гликопротеинах), которые определяются разными типами биосинтеза.

Три группы крови были впервые обнаружены у людей австрийским врачом К. Ландштейнером в 1900 году, а четвертая была вскоре идентифицирована. Теорию основных групп крови сформулировал в 1907 г. чешский ученый Я. Янский, обозначивший группы цифрами. В 1928 году Комиссия по здравоохранению Лиги Наций приняла буквенную номенклатуру групп крови, которая сейчас используется во всем мире (система ABO). Факторы A и B (антигены или агглютиногены), содержащиеся в эритроцитах и ɑ а также &бета Факторы (антитела или агглютинины), обнаруженные в плазме крови, определяют классификацию данной группы крови. У человека эритроциты одной из групп не содержат агглютиногенов А и В, в то время как ɑ а также &бета агглютинины обнаруживаются в сыворотке крови. Эта группа называется типом I или O& # 593 & бета. У людей с кровью II типа эритроциты содержат агглютиноген А, а плазма - агглютиноген. &бета агглютинина буквенным обозначением A & beta. Эритроциты III группы крови содержат агглютиноген B, а в плазме - агглютиноген. ɑ агглютинина буквенное обозначение - B ɑ . Группа IV, эритроциты которой содержат агглютиногены A и B, но чья плазма не содержит агглютининов, обозначается ABO. Антигены группы А и В также присутствуют в лейкоцитах, тромбоцитах, сперматозоидах, нормальных и опухолевых тканях, слюне, желудочном соке, желчи и околоплодных водах.

Когда одинаковые агглютиногены и агглютинины (например, A + ɑ , B + &бета) взаимодействуют, эритроциты слипаются друг с другом (гемагглютинация) и затем подвергаются гемолизу. Это взаимодействие вызывает групповую несовместимость, она может возникать только при переливании крови другой группы.

Новые изоантигенные характеристики были обнаружены в ходе исследований изоантигенных и изосерологических явлений, которые определяют разделение людей по группам крови. В А&бета Было обнаружено, что группу можно подразделить на A (88 процентов людей принадлежат к этой группе), в которой эритроциты обладают заметной способностью к агглютинированию сывороткой, содержащей а агглютинин и А2 (12 процентов), при этом эритроциты агглютинируются только при использовании высокоактивных сывороток. Были обнаружены и другие подгруппы (A3, А4, А5, Ам, А0, АИкс, Аz, Аграмм), но они крайне редки (один на 1000 человек). Антиген B очень однороден. Сыворотка некоторых людей иногда содержит дополнительные изоагглютинины, например, люди с типом А1 или кровь A, B в некоторых случаях может иметь2 агглютинин, который реагирует с A2 и O эритроцитов. Кровь человека содержит другие антигены, которые объединяются в MNP и другие системы на основе генетических и иммунологических характеристик. После системы ABO, система резус-фактора является наиболее важной с клинической точки зрения, в несколько меньшей степени, так же как и система Келла (К-фактор) и другие системы. У Kell-отрицательных субъектов антитела к K-фактору образуются после первого переливания крови.

Группа крови проявляется уже во внутриутробном периоде у человека и остается неизменной на протяжении всей жизни. У человека (и животных) группа крови определяется наследственными факторами (аллельными генами). Один фактор (A или B) передается ребенку от отца, а другой - от матери, каждый из двух факторов, присутствующих в родителях, может передаваться с равной вероятностью (менделевское наследование). Таким образом, ребенок, рожденный от родителей с первой группой крови (OO и 00), также будет иметь первую группу крови. Родители с факторами АО (группа II) и БО (группа III) могут иметь ребенка с любой из четырех групп крови.

Эритроцитарные антигены системы ABO определяются действием одной группы аллельных генов. Система антигенов резус-фактора передается тремя разными группами генов (Cc, Dd, Ee). Если присутствуют доминантные гены C, D и E, у резус-положительных людей синтезируются соответствующие эритроцитарные антигены. Если человек наследует два рецессивных гена (например, dd), он является резус-отрицательным для соответствующего антигена. С резус-положительным отцом, имеющим двойной набор доминантных генов (DD) и резус-отрицательной матерью (dd), плод неизменно будет резус-положительным (Dd), и его кровь будет несовместима с эритроцитарными антигенами в его организме. мать и кровь. С резус-положительным отцом, имеющим один доминантный и один рецессивный ген (Dd) и резус-отрицательной матерью (dd), плод может быть резус-положительным (DD) или резус-отрицательным (dd). При повторных родах D-Rh-положительных детей от d-Rh-отрицательной матери мать может приобрести иммунитет против резус-фактора, и ее антитела могут вызвать гемолитическую болезнь новорожденного. Несовместимость резус-фактора двух человек может быть вызвана различиями в любом из трех факторов (C, D, E), а также в двух или во всех трех. Все три фактора всегда наследуются вместе (сцепленные гены). Таким образом, индивидуум наследует по три фактора от каждого из родителей, но некоторые из них могут быть доминирующими, а другие - рецессивными. В небольшом проценте случаев гемолитическая болезнь новорожденных может возникнуть при несовместимости родительской крови по эритроцитарным антигенам системы АВО (в частности, когда мать имеет первую группу крови, а отец - вторую).

Ряд систем эритроцитарных антигенов у человека (например, P, MN, Kell и Lewis) обусловлен существованием нескольких групп аллельных генов. Паттерны наследования во всех этих системах примерно такие же, как и в ABO. Эритроцитарные антигены одной системы наследуются независимо от эритроцитарных антигенов других систем. Эритроциты человека могут иметь набор антигенов многих систем или только некоторых из них. Разнояйцевые близнецы у человека (а также детеныши повторнородящих животных) могут иметь разные комбинации факторов родительской группы крови.

Паттерны наследования групп крови используются в судебной медицине для решения вопросов об оспаривании отцовства или материнства или для разрешения дел о подмене детей.

Изучение распространенности различных эритроцитарных антигенов у данного народа или этнографической группы может дать ключ к разгадке происхождения группы и ее исторических контактов с другими народами.

Кровь всех групп крови качественно имеет одинаковую ценность, но групповые различия необходимо учитывать при переливании крови и при трансплантации тканей и органов. Совместимость групп крови донора и реципиента является предпосылкой успешной трансплантации.

Группа крови определяется путем смешивания стандартной сыворотки на предметном стекле с исследуемой кровью, последняя будет принадлежать к группе, сыворотка которой не была агглютинирована. Если все четыре капли агглютинированы, анализируемая кровь относится к типу AB (IV). Любому человеку можно перелить кровь своей группы или типа O (I). Кровь типа O (I) можно переливать реципиентам всех групп, так как тип O (I) не имеет антигенов-агглютиногенов, агглютинины реципиента ни с чем не соединяются и реакции агглютинации не происходит. Доноры типа O (I) называются & ldquouniversal & rdquo донорами. Людям с кровью типа AB (IV) можно переливать кровь любой группы. Поскольку реципиенты AB (O) не имеют агглютининов, никакой реакции с агглютиногеном, даже с чужеродной группой, не происходит. Кровь той же группы идеально совместима для реципиента, потому что люди с типом А1 или А1B, которые содержат высокоактивный a2 агглютинин, может иметь тяжелую реакцию на переливание крови группы А2 или O (I). Переливание крови типа O (I) может вызвать серьезные осложнения, если большое количество крови с высоким титром ɑ&бета Антитела в донорской крови переливаются агглютинины переливаемого типа O (I) могут агглютинировать эритроциты реципиента, в которых имеются соответствующие агглютиногены.

Антигенно-серологические вещества, характеризующие специфику группового биохимического деления в крови человека, также в той или иной степени обнаружены у ряда животных. Однако естественные антитела к антигенам группы крови обнаруживаются у животных нерегулярно и в низких титрах. Поэтому определенные эритроцитарные антигены обнаруживаются с использованием сывороток, взятых от иммунизированных животных того же или другого вида.

Наиболее подробно изучены группы крови свиней, крупного рогатого скота, лошадей и овец. Также были исследованы группы крови кур, собак, кошек, кроликов и некоторых других видов. У животных имеется большое количество антигенов и антигенных систем групп крови. Для крупного рогатого скота описано не менее 12 систем эритроцитарных антигенов и более 100 составляющих их факторов. Разнообразие комбинаций антигенов создает сотни разновидностей групп крови у животных одного вида. Разнообразие групп крови уменьшается после длительного отбора в пределах одной породы. Частота встречаемости различных эритроцитарных антигенов - одна из характеристик породы. Определение группы крови используется в животноводстве для линейного разведения, определения происхождения, установления структуры породы, анализа генеалогических и племенных линий, а также проверки породы для импорта и экспорта. Однако кровь животных, независимо от того, к какой группе она принадлежит, абсолютно несовместима с кровью человека.


СОДЕРЖАНИЕ

Первое устройство проточной цитометрии на основе импеданса, использующее принцип Коултера, было раскрыто в патенте США 2656508, выданном в 1953 году Уоллесу Х. Коултеру. Мак Фулвайлер был изобретателем предшественников современных проточных цитометров, особенно сортировщика клеток. [5] Фулвайлер разработал это в 1965 году в своей публикации в Наука. [6] Первое устройство проточной цитометрии на основе флуоресценции (ICP 11) было разработано в 1968 году Вольфгангом Гёде из Университета Мюнстера, подано на патент 18 декабря 1968 года [7] и впервые коммерциализировано в 1968/69 немецким разработчиком и производителем. Partec через Phywe AG в Геттингене. В то время другие ученые все еще предпочитали методы абсорбции флуоресцентным методам. [8] Вскоре после этого были разработаны инструменты для проточной цитометрии, в том числе Cytofluorograph (1971) от Bio / Physics Systems Inc. (позже: Ortho Diagnostics), PAS 8000 (1973) от Partec, первая FACS (сортировка клеток с активацией флуоресценции) ) инструмент от Becton Dickinson (1974), ICP 22 (1975) от Partec / Phywe и Epics от Coulter (1977/78). Первый проточный высокочастотный импедансный цитометр без этикеток, основанный на запатентованной микрожидкостной «лаборатории на чипе», Ampha Z30, был представлен Amphasys (2012). [ нужна цитата ]

Название технологии Править

Первоначальное название технологии проточной цитометрии, основанной на флуоресценции, было «импульсная цитофотометрия» (немецкий: Импульсзитофотометрия), основанный на первой заявке на патент по проточной цитометрии на основе флуоресценции. На 5-й конференции Американского инженерного фонда по автоматизированной цитологии в Пенсаколе (Флорида) в 1976 году - через восемь лет после появления первого проточного цитометра на основе флуоресценции (1968) - было решено использовать название «проточная цитометрия», термин это быстро стало популярным. [9]

Современные проточные цитометры способны анализировать многие тысячи частиц в секунду в «реальном времени» и, если они настроены как сортировщики клеток, могут активно разделять и изолировать частицы с заданными оптическими свойствами с аналогичной скоростью. Проточный цитометр похож на микроскоп, за исключением того, что вместо получения изображения клетки проточная цитометрия предлагает высокопроизводительную автоматическую количественную оценку определенных оптических параметров для каждой клетки. Для анализа твердых тканей сначала необходимо приготовить одноклеточную суспензию.

Проточный цитометр состоит из пяти основных компонентов: проточной ячейки, измерительной системы, детектора, системы усиления и компьютера для анализа сигналов. Проточная ячейка имеет поток жидкости (жидкость оболочки), которая переносит и выравнивает ячейки так, что они проходят через световой луч одним файлом для измерения. В измерительной системе обычно используются измерения импеданса (или проводимости) и оптические системы - лампы (ртуть, ксенон), мощные лазеры с водяным охлаждением (аргон, криптон, лазер на красителях), маломощные лазеры с воздушным охлаждением (аргон (488 нм) , красный HeNe (633 нм), зеленый HeNe, HeCd (УФ)) диодные лазеры (синий, зеленый, красный, фиолетовый), дающие световые сигналы. Детектор и система аналого-цифрового преобразования (ADC) преобразует аналоговые измерения прямого рассеянного света (FSC) и бокового рассеянного света (SSC), а также сигналов флуоресценции, специфичных для красителя, в цифровые сигналы, которые могут обрабатываться компьютером. . Система усиления может быть линейной или логарифмической.

Процесс сбора данных из образцов с помощью проточного цитометра называется «сбором».Сбор данных осуществляется компьютером, физически подключенным к проточному цитометру, и программным обеспечением, обеспечивающим цифровой интерфейс с цитометром. Программное обеспечение способно регулировать параметры (например, напряжение, компенсацию) для тестируемого образца, а также помогает отображать исходную информацию об образце при сборе данных об образце, чтобы гарантировать правильность установки параметров. Ранние проточные цитометры были, как правило, экспериментальными устройствами, но технический прогресс позволил широко использовать их в различных клинических и исследовательских целях. Благодаря этим разработкам был разработан значительный рынок оборудования, программного обеспечения для анализа, а также реагентов, используемых при приобретении, таких как флуоресцентно меченые антитела.

Современные инструменты обычно имеют несколько лазеров и детекторов флуоресценции. Текущий рекорд для коммерческого прибора - десять лазеров [10] и 30 детекторов флуоресценции. [11] Увеличение количества лазеров и детекторов позволяет метить множественные антитела и может более точно идентифицировать целевую популяцию по их фенотипическим маркерам. Некоторые инструменты могут даже делать цифровые изображения отдельных клеток, что позволяет анализировать местоположение флуоресцентного сигнала внутри или на поверхности клеток.

Система флюидики проточного цитометра Править

Клетки должны равномерно проходить через центр сфокусированных лазерных лучей для точного измерения оптических свойств клеток в любом проточном цитометре. [12] [13] [14] Целью жидкостной системы является перемещение ячеек одна за другой через луч лазера и по всему инструменту. Гидравлическая система в проточном цитометре с возможностью сортировки клеток также использует поток для переноса отсортированных клеток в пробирки или лунки для сбора. [12]

Гидродинамическая фокусировка Править

Для точного позиционирования клеток в струе жидкости в большинстве цитометров используется гидродинамическая фокусировка. [12] [13] [14] Клетки в суспензии попадают в инструмент, окруженный жидкостью внешней оболочки. Образец керна поддерживается в центре жидкости оболочки. Скорость ввода пробы или скорость прохождения ячеек через лазерный запрос можно контролировать с помощью давления жидкости оболочки на керне пробы. В оптимальных условиях центральный поток жидкости и жидкость оболочки не смешиваются.

Гидродинамическая фокусировка с акустической системой Править

Технология акустической фокусировки используется в некоторых проточных цитометрах для поддержки гидродинамической фокусировки. [12] [14] Акустические волны (& gt2 МГц) предварительно фокусируют образец перед введением в оболочку жидкости. Затем предварительно сфокусированный образец вводится в гидродинамическое ядро ​​и пропускается через прибор. Это может помочь повысить точность данных при высокой частоте дискретизации.

Оптика и электроника Править

Оптические фильтры Править

Свет, излучаемый флуорофором, находится в спектре длин волн, поэтому объединение нескольких флуорофоров может вызвать перекрытие. Чтобы добавить специфичности, используются оптические фильтры и дихроичные зеркала для фильтрации и перемещения света к детекторам, таким как фотоумножители (ФЭУ) или лавинные фотодиоды (ЛФД). [12] Оптические фильтры представляют собой полосовые (BP), длинные (LP) или короткие (SP) фильтры. В большинстве проточных цитометров используются дихроичные зеркала и полосовые фильтры для выбора определенных полос оптического спектра.

Призмы, решетки и спектральная проточная цитометрия Править

В спектральной проточной цитометрии используются призмы или дифракционные решетки для рассеивания излучаемого света маркера по матрице детекторов. [12] [15] Это позволяет измерять полный спектр каждой частицы. Затем измеренные спектры отдельных клеток не смешиваются с использованием эталонных спектров всех использованных красителей и спектра автофлуоресценции. Это может позволить расширить дизайн панели и применить новые биологические маркеры.

Визуализирующая проточная цитометрия Править

Проточная цитометрия с визуализацией (IFC) захватывает многоканальные изображения клеток. [12] [16] Детекторы, используемые в платформах визуализации, могут быть оснащены устройством с зарядовой связью (CCD) или дополнительным металлооксидным полупроводником (CMOS) для захвата изображений отдельных клеток.

Компенсация Править

Каждый флуорохром имеет широкий спектр флуоресценции. Когда используется более одного флуорохрома, может происходить перекрытие между флуорохромами. Эта ситуация называется перекрытием спектра. Эту ситуацию необходимо преодолеть. Например, спектр излучения для FITC и PE таков, что свет, излучаемый флуоресцеином, перекрывает ту же длину волны, что и проходит через фильтр, используемый для PE. Это спектральное перекрытие корректируется путем удаления части сигнала FITC из сигналов PE или наоборот. Этот процесс называется компенсацией цвета, при котором флуорохром вычисляется в процентах для измерения самого себя. [17]

Компенсация - это математический процесс, с помощью которого корректируется спектральное перекрытие данных многопараметрической проточной цитометрии. Поскольку флуорохромы могут иметь широкий спектр, они могут перекрываться, вызывая нежелательный результат путаницы во время анализа данных. Это перекрытие, известное как вторичный эффект и количественно выражаемое в коэффициенте перелива, обычно вызывается детекторами определенного флуорохрома, измеряющими значительный пик длины волны другого флуорохрома. Для внесения этой поправки чаще всего используется линейная алгебра. [17]

В общем, когда отображаются графики одного или нескольких параметров, это означает, что другие параметры не влияют на показанное распределение. Эта проблема более серьезна, особенно при использовании параметров, превышающих удвоение. В настоящее время не обнаружено никаких инструментов для эффективного отображения многомерных параметров. Компенсация очень важна, чтобы видеть разницу между клетками.

Ворота Править

Данные, полученные с помощью проточных цитометров, можно отобразить в одном измерении, чтобы получить гистограмму, или в виде двухмерных точечных диаграмм, или даже в трех измерениях. Области на этих графиках могут быть последовательно разделены на основе интенсивности флуоресценции путем создания серии выделений подмножества, называемых «воротами». Существуют специальные протоколы стробирования для диагностических и клинических целей, особенно в отношении гематологии. Отдельные одиночные клетки часто отличаются от дублетов клеток или более высоких агрегатов по их «времени пролета» (также обозначаемому как «ширина импульса») через узко сфокусированный лазерный луч [18]

Графики часто строятся в логарифмических масштабах. Поскольку спектры излучения различных флуоресцентных красителей перекрываются, [19] [20] сигналы на детекторах необходимо компенсировать как электронным, так и вычислительным способом. Данные, собранные с помощью проточного цитометра, можно анализировать с помощью программного обеспечения. После сбора данных нет необходимости оставаться подключенным к проточному цитометру, и анализ чаще всего выполняется на отдельном компьютере. [ нужна цитата ] Это особенно необходимо на основных предприятиях, где использование этих машин очень востребовано. [ нужна цитата ]

Вычислительный анализ Править

Недавний прогресс в области автоматической идентификации населения с использованием вычислительных методов предложил альтернативу традиционным стратегиям стробирования. Автоматизированные системы идентификации потенциально могут помочь в обнаружении редких и скрытых популяций. Типичные автоматизированные методы включают FLOCK [21] в базе данных иммунологии и портале анализа (ImmPort), [22] SamSPECTRAL [23] и flowClust [24] [25] [26] в Bioconductor и FLAME [27] в GenePattern. T-распределенное стохастическое соседнее вложение (tSNE) - это алгоритм, предназначенный для уменьшения размерности, чтобы обеспечить визуализацию сложных многомерных данных на двухмерной «карте». [28] Совместные усилия привели к открытому проекту под названием FlowCAP (Flow Cytometry: Critical Assessment of Population Identification Methods, [29]), чтобы предоставить объективный способ сравнения и оценки методов кластеризации данных проточной цитометрии, а также разработать руководство по надлежащее использование и применение этих методов.

Управление FMO Править

Контроль флуоресценции минус один (FMO) важен для интерпретации данных при построении многоцветных панелей, в которых клетка окрашивается несколькими флуорохромами одновременно. Элементы управления FMO обеспечивают измерение перелива флуоресценции в данном канале и позволяют выполнять компенсацию. Чтобы создать контроль FMO, образец окрашивают всеми флуорохромами, кроме того, который исследуется - это означает, что если вы используете 4 разных флуорохромов, ваш контроль FMO должен содержать только 3 из них (например: флуорохромы - A, B, C, D FMOs - ABC_, AB_D, A_CD, _BCD).

Сортировка клеток - это метод очистки популяций клеток на основе наличия или отсутствия определенных физических характеристик. [12] [14] [30] В проточных цитометрах с возможностью сортировки прибор обнаруживает клетки, используя параметры, включая размер клеток, морфологию и экспрессию белка, а затем капельную технологию для сортировки клеток и восстановления подмножеств для пост-экспериментального использования. [12] [14]

Первый прототип сортировщика был построен в Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) в 1965 году физиком Маком Дж. Фулвайлером путем соединения датчика объема Коултера с недавно изобретенным струйным принтером. [31] Сортировщик живых клеток или сортировщик активируемых флуоресценцией клеток (FACS) [a] был разработан Леном Герценбергом, который впоследствии получил Киотскую премию в 2006 году за свою основополагающую работу. [33]

Сортировщики клеток для проточной цитометрии имеют систему сбора, в отличие от анализаторов для проточной цитометрии. Процесс сбора начинается, когда образец вводится в поток жидкости оболочки, который проходит через проточную кювету и перекрывается лазером. [34] Затем поток переносит ячейку через вибрирующее сопло, которое генерирует капли, большинство из которых содержат либо одну ячейку, либо не содержат ячеек. Электрическое зарядное кольцо помещается в точку, где поток разделяется на капли, и заряд помещается на кольцо непосредственно перед измерением интенсивности флуоресценции, противоположный заряд улавливается на капле, когда она отрывается от потока, и капли поэтому взимается. Затем заряженные капли падают через систему электростатического отклонения, которая направляет капли в контейнеры в зависимости от их заряда. В некоторых системах заряд прикладывается непосредственно к потоку, и при отрыве капельки сохраняется заряд того же знака, что и у потока. Затем поток возвращается в нейтральное состояние после отрыва капли. После сбора эти клетки можно далее культивировать, обрабатывать и изучать.

Проточная цитометрия использует световые свойства, рассеянные от клеток или частиц, для идентификации или количественного измерения физических свойств. Этикетки, красители и пятна можно использовать для многопараметрического анализа (узнайте больше о свойствах клетки). Иммунофенотипирование - это анализ гетерогенных популяций клеток с использованием меченых антител [35] и других реагентов, содержащих флуорофор, таких как красители и красители.

Флуоресцентные метки Править

Широкий спектр флуорофоров можно использовать в качестве меток в проточной цитометрии. [19] Флуорофоры, или просто «флюоры», [ нужна цитата ] обычно прикрепляются к антителу, которое распознает объект-мишень на клетке или в ней, они также могут быть прикреплены к химическому объекту, имеющему сродство к клеточной мембране или другой клеточной структуре. Каждый флуорофор имеет характерную максимальную длину волны возбуждения и излучения, и спектры излучения часто перекрываются. Следовательно, комбинация меток, которую можно использовать, зависит от длины волны лампы (ей) или лазера (ов), используемых для возбуждения флуорохромов, и от доступных детекторов. [36] Предполагается, что максимальное количество различимых флуоресцентных меток составляет 17 или 18, и этот уровень сложности требует трудоемкой оптимизации для ограничения артефактов, а также сложных алгоритмов деконволюции для разделения перекрывающихся спектров. [37] Проточная цитометрия использует флуоресценцию как количественный инструмент, максимальная чувствительность проточной цитометрии не имеет себе равных среди других платформ флуоресцентного обнаружения, таких как конфокальная микроскопия. Абсолютная чувствительность к флуоресценции в конфокальной микроскопии обычно ниже, потому что расфокусированные сигналы отклоняются конфокальной оптической системой и потому, что изображение создается последовательно на основе отдельных измерений в каждом месте клетки, что сокращает время, доступное для сбора сигнала. . [38]

Квантовые точки Править

Квантовые точки иногда используются вместо традиционных флуорофоров из-за их более узких пиков излучения.

Маркировка изотопов Править

Массовая цитометрия преодолевает предел флуоресцентного мечения за счет использования изотопов лантаноидов, прикрепленных к антителам. Этот метод теоретически может позволить использовать от 40 до 60 различимых этикеток и был продемонстрирован для 30 этикеток. [37] Массовая цитометрия принципиально отличается от проточной цитометрии: клетки вводятся в плазму, ионизируются, а связанные изотопы количественно определяются с помощью времяпролетной масс-спектрометрии. Хотя этот метод позволяет использовать большое количество меток, в настоящее время он имеет меньшую пропускную способность, чем проточная цитометрия. Он также разрушает анализируемые клетки, препятствуя их восстановлению путем сортировки. [37]

Помимо способности маркировать и идентифицировать отдельные клетки с помощью флуоресцентных антител, также могут быть измерены клеточные продукты, такие как цитокины, белки и другие факторы. Подобно сэндвич-анализам ELISA, в анализах цитометрического набора шариков (CBA) используются несколько популяций шариков, которые обычно различаются по размеру и разным уровням интенсивности флуоресценции, чтобы различать несколько аналитов в одном анализе. Количество захваченного аналита определяется с помощью биотинилированного антитела против вторичного эпитопа белка с последующей обработкой стрептавидин-R-фикоэритрином. Интенсивность флуоресценции R-фикоэритрина на шариках количественно определяют на проточном цитометре, оборудованном источником возбуждения 488 нм. Концентрации представляющего интерес белка в образцах могут быть получены путем сравнения флуоресцентных сигналов с сигналами стандартной кривой, полученной при серийном разведении известной концентрации аналита. Обычно также называют набором гранул цитокинов (CBA).

Системы анализа отдельных ячеек на основе импеданса широко известны как счетчики Коултера. Они представляют собой хорошо зарекомендовавший себя метод подсчета и определения размеров практически любых клеток и частиц. Технология без этикеток недавно была усовершенствована за счет подхода «лаборатория на кристалле» и применения высокочастотного переменного тока (переменного тока) в радиочастотном диапазоне (от 100 кГц до 30 МГц) вместо статического постоянного тока. ток (DC) или низкочастотное поле переменного тока. [39] [40] Эта запатентованная технология позволяет проводить высокоточный анализ клеток и предоставляет дополнительную информацию, такую ​​как емкость и жизнеспособность мембраны. Относительно небольшой размер и надежность позволяют использовать аккумуляторную батарею на объекте в полевых условиях.

    (количественная оценка, измерение деградации ДНК, потенциала митохондриальной мембраны, изменений проницаемости, активности каспаз)
  • Прилипание клеток (например, прилипание патоген-клетки-хозяина)
  • Клеточные пигменты, такие как хлорофилл или фикоэритрин
  • Антигены клеточной поверхности (маркеры кластера дифференцировки (CD))
  • Жизнеспособность клеток: выделение и очистка
  • Характеристика множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) в раковых клетках и сортировка (построение библиотеки, окраска хромосом) вариации числа копий (с помощью технологии Flow-FISH или BACs-on-Beads) активности антигенов (различных цитокинов, вторичных медиаторов и т. Д.)
  • Контроль электропроницаемости клеток
  • Ядерные антигены, внутриклеточный ионизированный кальций, магний, экспрессия и локализация мембранного потенциала
  • Модификации белков, фосфопротеины
  • Рассеяние света можно использовать для измерения объема (путем прямого рассеяния) и морфологической сложности (путем бокового рассеяния) клеток или других частиц, даже тех, которые не являются флуоресцентными. Условно они обозначаются как FSC и SSC соответственно.
  • Общее содержание ДНК (анализ клеточного цикла, клеточная кинетика, пролиферация, плоидность, анеуплоидия, эндоредупликация и т. Д.)
  • Общее содержание РНК
  • Трансгенные продукты in vivo, особенно зеленый флуоресцентный белок или родственные флуоресцентные белки
  • Различные комбинации (ДНК / поверхностные антигены и т. Д.)

Технология находит применение в ряде областей, включая молекулярную биологию, патологию, иммунологию, вирусологию, [41] биологию растений и морскую биологию. [42] Он имеет широкое применение в медицине, особенно в трансплантации, гематологии, иммунологии опухолей и химиотерапии, пренатальной диагностике, генетике и сортировке сперматозоидов для предварительного выбора пола. Проточная цитометрия широко применяется для обнаружения аномалий сперматозоидов, связанных с фрагментацией ДНК [43], в анализах мужской фертильности. [44] Кроме того, он широко используется в исследованиях для обнаружения повреждений ДНК, [45] [46] расщепления каспаз и апоптоза. [47] Фотоакустическая проточная цитометрия используется при изучении бактерий с множественной лекарственной устойчивостью (чаще всего MRSA) для обнаружения, дифференциации и количественного определения бактерий в крови, отмеченных окрашенными бактериофагами. [48] ​​В нейробиологии также может быть проанализирована совместная экспрессия поверхностных и внутриклеточных антигенов. [49] В микробиологии его можно использовать для скрининга и сортировки мутантных библиотек транспозонов, созданных с использованием транспозонов, кодирующих GFP (TnMHA), [50] или для оценки жизнеспособности. [51] В белковой инженерии проточная цитометрия используется в сочетании с дрожжевым дисплеем и бактериальным дисплеем для идентификации вариантов протеина с желаемыми свойствами, отображаемых на клеточной поверхности. Основное преимущество проточной цитометрии перед гистологией и ИГХ - это возможность точно измерить количество антигенов и возможность окрашивать каждую клетку множеством антител-флуорофоров, в современных лабораториях с каждой клеткой может быть связано около 10 антител. Это намного меньше, чем массовый цитометр, где в настоящее время можно измерить до 40, но по более высокой цене и более медленными темпами.

Водные исследования Править

В водных системах проточная цитометрия используется для анализа аутофлуоресцирующих клеток или клеток, которые флуоресцентно помечены добавленными красителями. Это исследование началось в 1981 году, когда Кларис Йенч использовала проточную цитометрию для измерения флуоресценции красного прилива, производящего динофлагеллат. [52] В следующем году исследователи опубликовали измерения проточной цитометрии нескольких видов водорослей, которые можно было отличить по их флуоресцентным характеристикам. [53] К 1983 году морские исследователи собирали свои собственные проточные цитометры [54] или использовали коммерчески доступные проточные цитометры для образцов морской воды, собранных у Бермудских островов, чтобы продемонстрировать, что клетки фитопланктона можно отличить от неживого материала и что цианобактерии можно отделить от смешанное сообщество и впоследствии культивировали в лаборатории. [55] Проточная цитометрия также позволила морским исследователям различать тускло-флуоресцентные Прохлорококк и гетеротрофные микроорганизмы, различие, которое трудно провести с помощью микроскопии. [56] Достижения в области технологий теперь позволяют ученым-водникам постоянно использовать проточные цитометры во время исследовательских экспедиций [57], а проточные цитометры используются для получения изображений отдельных клеток фитопланктона.[58] [59] Морские ученые используют сортировочную способность проточных цитометров для дискретных измерений клеточной активности и разнообразия, [60] [61] для проведения исследований мутуалистических отношений между микроорганизмами, живущими в непосредственной близости, [62] и для измерения биогеохимических темпов множественных процессов в океане. [63]

Анализ пролиферации клеток Править

Размножение клеток - основная функция иммунной системы. Часто требуется проанализировать пролиферативную природу клеток, чтобы сделать какие-то выводы. Одним из таких анализов для определения пролиферации клеток является отслеживающий краситель карбоксифлуоресцеиндиацетат сукцинимидиловый эфир (CFSE). Это помогает контролировать пролиферативные клетки. Этот анализ дает количественные, а также качественные данные во время экспериментов с временными рядами. [64] Этот краситель ковалентно связывается с долгоживущими молекулами внутри клетки. Когда клетки делятся, делятся и молекулы, и дочерние клетки обладают половиной красителя, чем родительская популяция. Это снижение интенсивности можно визуализировать с помощью проточной цитометрии. [65] В литературе этот мощный метод проточной цитометрии и CFSE использовался для определения эффективности Т-клеток в уничтожении клеток-мишеней при раке, таком как лейкемия. Чтобы визуализировать гибель клеток-мишеней, как быструю, так и медленную, ученые использовали маркировку CFSE с окрашиванием антителами определенных типов клеток и флуоресцентно меченных микрогранул. Это также дало информацию о пролиферации клеток-мишеней при лечении определенными цитокинами. [66]


Антигены и антитела клеток крови

Система Льюиса

Антигены Льюиса и кодирующие гены.

Антигены Льюиса (Le a и Le b) расположены на растворимых гликосфинголипидах, обнаруженных в слюне и плазме, и вторично абсорбируются мембранами эритроцитов из плазмы.

Ген Le в FUT3 (LE) локус расположен на хромосоме 19 и кодирует фукозилтрансферазу, которая действует на молекулу сахара, соседнюю с молекулой, на которую воздействует Se ген. Где Se а также Le присутствуют, антиген Le b продуцируется там, где Le но нет Se присутствует, Le a производится и где Le нет, ни Le a, ни Le b не производятся. После переливания эритроцитов донорские эритроциты превращаются в реципиент типа Льюиса благодаря непрерывному обмену гликосфинголипидов между плазмой и мембраной эритроцитов.

Новорожденные имеют фенотип Le (a - b -), потому что низкие уровни фукозилтрансферазы вырабатываются в первые 2 месяца жизни.

Антитела Льюиса.

Антитела Льюиса встречаются в природе и обычно связываются с IgM и комплементом. In vitro, их реактивность повышается при использовании обработанных ферментом эритроцитов, когда может произойти лизис. Однако только редкие примеры анти-Le a, которые являются строго реактивными при 37 ° C, вызывают гемолитические трансфузионные реакции, и нет убедительных доказательств того, что анти-Le b когда-либо вызывал гемолитический эпизод. Объяснения относительной нехватки клинического значения включают их температурный диапазон, нейтрализацию антигенами Льюиса в плазме переливаемой крови и постепенное вымывание антигенов Льюиса из эритроцитов донора. Следовательно, допустимо предоставлять для переливания эритроциты, которые не были признаны отрицательными по соответствующему антигену Льюиса, но совместимы с плазмой реципиента, когда тест на совместимость проводится строго при 37 ° C.

Антитела Льюиса не причастны к гемолитической болезни плода или новорожденного. Роль Льюиса во влиянии на исход почечной трансплантации неясна.


Пациент, возвращающийся из тропиков с лихорадкой

Некоторые распространенные инфекции по регионам

Несмотря на то, что существуют значительные местные различия, некоторые общие обобщения по регионам являются разумными в качестве ориентира для важных инфекций, вызывающих лихорадку, которые следует учитывать при первом обращении пациентов.

Африка к югу от Сахары над Южной Африкой

Если пациенты не проживали исключительно в городских районах или не инфицированы ВИЧ, малярия falciparum остается наиболее важным фактором, который следует исключить. После этого относительно частые идентифицируемые причины завозной лихорадки включают амебный абсцесс печени и африканский клещевой сыпной тиф. В Африке брюшной тиф значительно чаще диагностируется из-за чрезмерного использования теста Видаля - ряд случаев показывает, что на самом деле он встречается редко, за исключением городских трущоб. Лихорадка и сыпь повышают вероятность синдрома Катаямы, одного из многих арбовирусов (передаваемых комарами), ВИЧ или сифилиса, а также кори у непривитых путешественников. Врачам следует помнить, что менингококковый пояс распространяется через Западную Африку, и эпидемии могут сделать его распространенным заболеванием в определенные периоды, хотя он относительно редко импортируется.

Южная и Юго-Восточная Азия

Хотя малярию следует всегда исключать, кишечная лихорадка (брюшной тиф и паратиф) встречается чаще всего в большинстве регионов. Лептоспироз и денге относительно часто встречаются у путешественников из этого региона. Кроме того, в настоящее время относительно часто можно увидеть Чикунгунью в районе Индийского океана.

Ближний Восток и Северная Африка

Бруцеллез - это основное заболевание, о котором следует знать, и он встречается значительно чаще, чем в других областях. Малярия встречается редко, за исключением Йемена.

Латинская Америка

Денге хорошо прижился в некоторых частях Латинской Америки. Малярия сейчас встречается редко, за исключением ограниченных территорий - ее следует исключить, но маловероятно.


Смотреть видео: Антитела к Коронавирус. Как разобраться с результатами? Расшифровка разных значений (December 2022).