La reazione Quellung è la tecnica gold standard per sierotipizzazione Streptococcus pneumoniae. Questa tecnica utilizza un microscopio e specifico antisieri pneumococco ed è comunemente usato in riferimento e laboratori di ricerca in tutto il mondo.
Ci sono oltre 90 diversi sierotipi capsulari di Streptococcus pneumoniae (pneumococco). Oltre ad essere uno strumento per comprendere l'epidemiologia pneumococcica, sierotipizzazione capsulare può fornire informazioni utili per studi di efficacia del vaccino e di impatto. La reazione Quellung è il metodo gold standard per lo pneumococco capsulare sierotipizzazione. Il metodo prevede saggiando una sospensione cellulare pneumococcica con antisieri pool e specifico diretto contro il polisaccaride capsulare. Le reazioni antigene-anticorpo sono osservate al microscopio. Il protocollo ha tre fasi: 1) preparazione di una sospensione cellulare batterica, 2) miscelazione delle cellule e antisieri su un vetrino, e 3) la lettura della reazione Quellung utilizzando un microscopio. La reazione Quellung è ragionevolmente semplice da eseguire e può essere applicata ovunque sono disponibili un microscopio adatto e antisieri.
Streptococcus pneumoniae (pneumococco) è responsabile della morte di circa 800.000 bambini sotto i cinque anni ogni anno, con il peso delle malattie che rientrano prevalentemente nei paesi poveri di risorse 1. Malattie da pneumococco variano in gravità da infezioni localizzate quali otite media acuta a gravi infezioni che minacciano la vita come sepsi, meningite e polmonite 2. Oltre 90 sierotipi capsulari di pneumococchi sono stati descritti 3, 4. Pneumococco attuali forniscono protezione contro i sierotipi che sono responsabili della maggior parte delle malattie invasive 5, 6. Tuttavia, l'uso diffuso di vaccini è stata associata con sostituzione di sierotipi inclusi nel vaccino da sierotipi non vaccinali, sia nel trasporto nasofaringeo e malattie invasive 7, 8. Questo evidenzia l'importanza di sierotipizzazione per epidemiologicala sorveglianza e l'impatto del vaccino studi a lungo termine 9.
Il metodo gold standard per la tipizzazione pneumococcica è la prova di reazione capsulare, nota come la reazione Quellung, descritta da Neufeld nel 1902 (vedi austriaco 10). Un alto grado di concordanza trovata tra laboratori, e tra la reazione Quellung e altri metodi sierotipizzazione 11-13. Ci sono diverse varianti della reazione Quellung 10, 14-16. Il metodo qui descritto non richiede l'uso di un colorante contatore o la lente immersione in olio, ma piuttosto una goccia di campione preparato viene miscelato con il siero di battitura e esaminato immediatamente sotto ingrandimento 400X.
La reazione Quellung viene di solito eseguita usando appositi antisieri. Il metodo qui descritto utilizza meno antisieri rispetto ad altri metodi 16, 17, rendendolo più conveniente. Una volta che un isolmangiato è identificato come pneumococco, è sequenzialmente testato con piscine sieri finché si osserva una reazione positiva. Ogni antisiero piscina contiene diverse miscele di sieri sollevate contro 91 sierotipi di pneumococco 18. Una volta che la piscina è stabilito, il tipo individuale e di gruppo antisieri che sono inclusi nel pool reattivi sono testati singolarmente in sequenza. Tipo antisieri generalmente reagiscono con un solo sierotipo (ad esempio di tipo 1 antisiero reagisce con sierotipo 1), mentre antisieri del gruppo reagiscono con tutti i sierotipi in un particolare gruppo (ad esempio Gruppo 22 antisiero reagisce con sierotipi 22F e 22A). Alcuni sierotipi all'interno dei gruppi sono ulteriormente differenziati con fattore di antisieri (ad es sierotipo 22F reagisce con fattore 22b, ma non 22c). In questo caso il test è proseguita con tutti fattore rilevante antisieri fino sierotipo è determinata 19, 20. La reazione Quellung è semplice e veloce 14 e può essere eseguita in qualsiasi laboratory che è dotato di un microscopio buona qualità e appropriato insieme di antisieri.
Un punto critico in questa tecnica è garantire una coltura pura viene utilizzato per preparare la sospensione con l'aggiunta di un adeguato numero di cellule batteriche al brodo. Va notato che la crescita delle colonie e morfologia su piastre di agar varia tra diverse pneumococchi isolati. Alcuni producono colonie secche e ruvide, che possono essere difficili da far fuori con un ciclo e non emulsionare bene nel brodo. Per questo motivo, una grande spazzata di batteri può essere necessaria quando si prepara la sospensione cellulare. In ogni caso, è imperativo che le cellule individuali, e non aggregati, sono evidenti nel controllo negativo quindi la loro dimensione relativa può essere paragonato alle cellule con antisieri aggiunte. Inoltre, troppe cellule batteriche possono causare una falsa reazione negativa, dove un eccesso di antigene capsulare può inibire la reazione Quellung 10. Per questo motivo è importante creare una sospensione batterica con una densità cellulare adatto (Figura 1). Il suspensione può essere conservata per diversi mesi con l'aggiunta di qualche goccia di formalina concentrata. In questo modo le prove per lotto più facile e anche sterilizza il brodo di ridurre il rischio di infezioni acquisite in laboratorio, anche se ciò deve essere valutato rispetto al rischio la sicurezza del trattamento con formalina, che è tossico, corrosivo, cancerogeno, sensibilizzanti, e infiammabili. Inoltre, abbiamo osservato che alcuni isolati mostrano reazioni deboli in presenza di formalina (dati non mostrati).
Reazioni Quellung sono esaminati usando un microscopio. L'uso di contrasto di fase aumenta la visibilità della capsula. In alcuni laboratori, la reazione viene visualizzato utilizzando ad immersione in olio a 1000 ingrandimenti X 14, 16. Inoltre, alcuni laboratori hanno una macchia contatore (blu di metilene) per migliorare ulteriormente la visibilità di una reazione positiva 10, 16, 22. Il metodo qui presentato è visto senza olio-immersion e sotto 400X 15, 17. Questo metodo è veloce, semplice e relativamente facile da leggere 23.
E 'importante mantenere buoni procedure di controllo di qualità interno per garantire le procedure di sieri e di prova sono in ordine. La partecipazione a un programma di controllo esterno della qualità è spesso utile.
Una limitazione importante della reazione Quellung sierotipizzazione degli pneumococchi è il costo elevato degli antisieri richiesta. Tuttavia, questo è minimizzato nel protocollo sopra a causa della piccola quantità di antisiero utilizzato per ciascuna reazione. Diversi altri metodi sono stati descritti per la sierotipizzazione pneumococchi 23, 24. Tuttavia, Quellung rimane il gold standard e lo sviluppo di nuovi metodi richiede standardizzazione contro la reazione Quellung 23. Uso appropriato antisieri, la reazione Quellung può anche essere utilizzata per identificare e digitare altri tappiule batteri che producono 25. La reazione Quellung è strumentale nella caratterizzazione dei sierotipi di pneumococco attuali ed emergenti, oltre a fornire informazioni sulla efficacia del vaccino e l'impatto a lungo termine della vaccinazione sul carrello e la malattia.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione Bill e Melinda (progetto PneuCarriage, Grant 52.099) e Operational Support Program infrastrutture del Governo del Victoria. Grazie a Eileen Dunne, Janet Strachan, e Kim Hare per la lettura critica del manoscritto.
Pneumococcus (Neufeld) antisera | SSI Diagnostica | http://www.ssi.dk/ssidiagnostica Bring all antisera to room temperature before use |
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Pneumococcus (Omni) antiserum | SSI Diagnostica | 2438 | Bring all antisera to room temperature before use |
Optical Microscope | Leica Microsystems | Leica DML | |
Calibrated Disposable Inoculating Loops 1 µl | Copan | CD175S01 | |
Horse Blood Agar (HBA) plates | Thermo Fisher Scientific | PP2001 | http://www.thermofisher.com.au/ Bring to room temperature before use |
Heart Infusion (HI) broth | Media Preparation Unit (MPU), The University of Melbourne | 40HIN | Bring to room temperature before use |
Glass microscope slides 76 mm x 26 mm | Lomb Scientific | 7101 | Sharps hazard: Dispose in a biohazard sharps container |
Circular glass coverslips | NeuVitro | GG-5 | |
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*Plates prepared from defibranated sheep blood are suitable but blood plates prepared from citrated blood or human blood are not |