Ускоренный способ выявления ортопоксвирусов

Цель – разработка чувствительного и быстрого иммунохимического теста для выявления ортопоксвирусов (ОПВ) во внелабораторных условиях.

Материалы и методы. В культуральных неочищенных и очищенных препаратах вирусов осповакцины, эктромелии, оспы коров и кроликов, а также в крови и суспензиях тканей инфицированных мышей и кроликов выявляли ортопоксвирусный антиген в одностадийном и двустадийном вариантах дот-иммуноанализа на основе плоских белковых матриц с использованием кроличьих поликлональных антител в качестве реагентов захвата и детекции.

Результаты и обсуждение. Показано, что чувствительность обнаружения ОПВ обратно пропорциональна степени их очистки. Одностадийный (ускоренный) вариант анализа специфичен и позволяет в течение 39 минут выявлять ОПВ в неочищенных культуральных образцах вируса и клинических пробах в диапазоне 104–103 БОЕ/мл. Ускоренный дот-иммуноанализ может использоваться для выявления или исключения присутствия вирусной угрозы в образцах и быть полезен в различных аспектах обеспечения биологической безопасности. Простота выполнения анализа, возможность визуального учета и несложная интерпретация результатов позволяют использовать тест во внелабораторных условиях.

1. Shchelkunov S.N., Marennikova S.S., Moyer R.W. Orthopoxviruses Pathogenic for Humans. New York: Springer; 2005. 425 p.

2. Shchelkunov S.N. An increasing danger of zoonotic orthopoxvirus infections. PLoS Pathog. 2013; 9(12):e1003756. DOI: 10.1371/journal.ppat.1003756.

3. Whitley R.J. Smallpox: a potential agent of bioterrorism. Antiviral Res. 2003; 57(1–2):7–12. DOI: 10.1016/s0166-3542(02)00195-x.

4. Wallin A., Luksiene Z., Zagminas K., Surkiene G. Public health and bioterrorism: renewed threat of anthrax and smallpox. Medicina (Kaunas). 2007; 43(4):278–84.

5. Rimoin A.W., Mulembakani P.M., Johnston S.C., Smith J.O., Kisalu N.K., Kinkela T.L., Blumberg S., Thomassen H.A., Pike B.L., Fair J.N., Wolfe N.D., Shongo R.L., Graham B.S., Formenty P., Okitolonda E., Hensley L.E., Meyer H., Wright L.L., Muyembe J.J. Major increase in human monkeypox incidence 30 years after smallpox vaccination campaigns cease in the Democratic Republic of Congo. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2010; 107(37):16262–7. DOI: 10.1073/pnas.1005769107.

6. Rimoin A., Graham B. Whither monkeypox vaccination. Vaccine. 2011; 29Suppl4(Suppl4):D60-4. DOI: 10.1016/j.vaccine.2011.09.004.

7. McCollum A.M., Damon I.K. Human monkeypox. Clin. Infect. Dis. 2014; 58(2):260–7. DOI: 10.1093/cid/cit703.

8. Centers for Disease Control and Prevention. Multistate outbreak of monkeypox. Illinois, Indiana and Wisconsin: JAMA; 2003. Р. 30–31.

9. Wiacek K., Cwynar J., Bursa D., Horban A., Telega G., Mazur A. A case of cowpox virus infection in a 15-year-old boy and literature overview. Pediatria polska. 2017; 92:778–80. DOI: 10.1016/j.pepo.2017.07.004.

10. Vorou R.M., Papavassiliou V.G., Pierroutsakos I.N. Cowpox virus infection: an emerging health threat. Curr. Opin. Infect. Dis. 2008; 21(2):153–6. DOI: 10.1097/QCO.0b013e3282f44c74.

11. Trindade G.S., Lobato Z.I., Drumond B.P., Leite J.A., Trigueiro R.C., Guedes M.I., da Fonseca F.G., dos Santos J.R., Bonjardim C.A., Ferreira P.C., Kroon E.G. Short report: isolation of two vaccinia virus strains from a single bovine vaccinia outbreak in rural area from Brazil: implications on the emergence of zoonotic orthopoxviruses. Amer. J. Trop. Med. Hyg. 2006; 75(3):486–90.

12. Townsend M.B., MacNeil A., Reynolds M.G., Hughes C.M., Olson V.A., Damon I.K., Karem K.L. Evaluation of the Tetracore Orthopox BioThreat® antigen detection assay using laboratory grown orthopoxviruses and rash illness clinical specimens. J. Virol. Meth. 2013; 187(1):37–42. DOI: 10.1016/j.jviromet.2012.08.023.

13. Mabey D., Peeling R.W., Ustianowski A., Perkins M.D. Diagnostics for the developing world. Nat. Rev. Microbiol. 2004; 2:231–40. DOI: 10.1038/nrmicro841.

14. Petersen K., McMillan W. IVD systems in bioterrorism response. IVD Technol. 2002; 3:12–9.

15. Gavrilova E., Shcherbakov D., Maksyutov R., Shchelkunov S. Development of real-time PCR assay for specifc detection of cowpox virus. J. Clin. Virol. 2010; 49(1):37–40. DOI: 10.1016/j.jcv.2010.06.003.

16. Stern D., Olson V., Smith S., Pietraszczyk M., Miller L., Miethe P., Dorner B., Nitsche A. Rapid and sensitive point-of-care detection of orthopoxviruses by ABICAP immunofltration. Virol. J. 2016; 13(1):207. DOI: 10.1186/s12985-016-0665-5.

17. Stern D., Pauly D., Zydek M., Miller L., Piesker J., Laue M., Lisdat F., Dorner M.B., Dorner B.G., Nitsche A. Development of a genus-specifc antigen capture ELISA for orthopoxviruses – target selection and optimized screening. PLoS ONE. 2016; 11(3):e0150110. DOI: 10.1371/journal.pone.0150110.

18. Полтавченко А.Г., Ерш А.В., Таранов О.С., Якубицкий С.Н., Филатов П.В. Быстрый иммунохимический метод выявления ортопоксвирусов (Orthopoxvirus, Chordopoxvirinae, Poxviridae). Вопросы вирусологии. 2019; 64(6):291–7. DOI: 10.36233/0507-4088-2019-64-6-291-297.

19. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Washington: National Academies Press; 1996. 154 р.

20. Poltavchenko A.G., Zaytzev B.N., Ersh A.V., Korneev D.V., Taranov O.S., Filatov P.V., Nechitaylo O.V. The selection and optimization of the detection system for self-contained multiplexed dot-immunoassay. J. Immunoassay Immunochem. 2016; 37(5):540–54. DOI: 10.1080/15321819.2016.1174134.

21. Poltavchenko A., Zaitsev B., Ersh A. Taranov O., Korneev D., Nikonov A. Selection of Substrate Material for Protein Arrays. Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2016; 52(2):301–7. DOI: 10.1134/S2070205116020234.

22. Сергеев Ал.А., Булычев Л.Е., Пьянков О.В., Сергеев Ар.А., Боднев С.А., Кабанов А.С., Туманов Ю.В., Юрганова И.А., Шишкина Л.Н., Агафонов А.П., Сергеев А.Н. Чувствительность различных видов животных к вирусу оспы обезьян. Проблемы особо опасных инфекций. 2012; 111(1):88–91. DOI: 10.21055/0370-1069-2012-1(111)-88-91.

23. Czerny C.P., Meyer H., Mahnel H. Establishment of an ELISA for the detection of orthopox viruses based on neutralizing monoclonal and polyclonal antibodies. Zentralbl. Veterinarmed B. 1989; 36(7):537–46. DOI: 10.1111/j.1439-0450.1989.tb00641.x.

24. Gilchuk I., Gilchuk P., Sapparapu G., Lampley R., Singh V., Kose N., Blum D., Hughes L., Satheshkumar P., Townsend M., Kondas A., Reed Z., Weiner Z., Olson V., Hammarlund E., Raue H., Slifka M., Slaughter J., Graham B., Edwards K., Eisenberg R., Cohen G., Joyce S., Crowe J. Cross-Neutralizing and Protective Human Antibody Specifcities to Poxvirus Infections. Cell. 2016; 167(3):684–94. DOI:10.1016/j.cell.2016.09.049.