Il test immunohistochimico rapido diretto (DRIT) offre un’Organizzazione Mondiale per la Salute Animale e l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OIE/OMS) riconosciuta alternativa al test di anticorpo fluorescente diretto (DFA) per la diagnosi della rabbia. Questo test consente di applicazioni sul campo che possono essere eseguite in circa 1 h su impronte cerebrali utilizzando la microscopia leggera.
La sorveglianza di laboratorio è parte integrante degli sforzi di prevenzione, controllo e gestione della rabbia. Mentre il DFA è il gold standard per la diagnosi della rabbia, è necessario convalidare ulteriori tecniche diagnostiche per migliorare la sorveglianza della rabbia, in particolare nei paesi in via di sviluppo. Qui, presentiamo un protocollo standard per il DRIT come alternativa, laboratorio o opzione di test sul campo che utilizza la microscopia leggera rispetto al DFA. Le impronte tattili del tessuto cerebrale raccolto da animali sospetti sono fissate nella formalina tampolata al 10%. Il DRIT utilizza anticorpi monoclonali o policlonali specifici del virus della rabbia (coniugati alla biotina), un enzima perossidasi con streptavidina e un reporter cromogeno (come l’acetil 3-amino-9-ethylcarbazole) per rilevare le inclusioni virali all’interno del tessuto infetto. In circa 1 h, un campione di tessuto cerebrale può essere testato e interpretato dal DRIT. La valutazione di cervelli animali sospetti testati da una varietà di specie in Nord America, Asia, Africa ed Europa hanno illustrato un’elevata sensibilità e specificità da parte della DRIT che si avvicina al 100% con risultati rispetto al DFA. Dal 2005, il programma USDA WS (Department of Agriculture’s Wildlife Services) del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti ha condotto sforzi di sorveglianza della rabbia potenziati su larga scala utilizzando il DRIT per testare >94.000 campioni raccolti dalla fauna selvatica in aree strategiche di gestione della rabbia . Il DRIT fornisce uno strumento potente ed economico per la diagnosi della rabbia che può essere utilizzato da laboratori e biologi di campo per migliorare gli attuali programmi di sorveglianza, prevenzione e controllo della rabbia a livello globale.
Mentre il DFA è il test più utilizzato per la diagnosi di routine della rabbia1, il costo di acquisto e mantenimento di un microscopio fluorescente può essere limitante alle nazioni in via di sviluppo2,3,4 e per la larghezza, programmi di sorveglianza avanzata sulla rabbia3,4. Inoltre, il DFA richiede la capacità di refrigerare i campioni durante la fissazione e di incubare campioni al di sopra della temperatura ambiente durante le reazioni anticorpo-antigene, che possono essere un ostacolo significativo nei paesi senza infrastrutture adeguate. A causa in parte delle limitazioni associate ai moderni test DFA, l’impatto globale della rabbia è stato a lungo sottovalutato5.
A questo proposito, è necessario convalidare ulteriori tecniche diagnostiche per migliorare la sorveglianza della rabbia a livello globale, in particolare nei paesi in via di sviluppo. Il protocollo DRIT qui presentato offre un laboratorio o un’alternativa di test sul campo al DFA che utilizza la microscopia leggera e non richiede refrigerazione o incubazione di laboratorio durante il test6 . Il DRIT e la DFA sono simili in quanto entrambe le tecniche utilizzano impronte tattili di campioni di cervello raccolti da animali potenzialmente rabbiosi. Tuttavia, il primo passo del DRIT utilizza la formalina come fissativo storico per i campioni, che inattiva il virus della rabbia. Ciò fornisce un sostanziale miglioramento della biosicurezza rispetto all’acetone utilizzato per fissare i campioni nel protocollo DFA3, che è importante non solo in laboratorio, ma forse ancora di più in ambienti di laboratorio basati sul campo o decentralizzati. Ad oggi, il DRIT mostra sensibilità e specificità uguali al DFA2,7,8,9.
Dal 2005, il programma USDA WS ha condotto sforzi di sorveglianza avanzata della rabbia su larga scala in Nord America utilizzando il DRIT come parte di un programma completo di gestione della rabbia della fauna selvatica10. La sorveglianza avanzata della rabbia è utilizzata come complemento alla sorveglianza della salute pubblica basata sull’esposizione e ai test principalmente delle specie di meso-carnivori selvatici, compresi i procioni (loorda Procyon), delle puzzole striate (Mephitis mephitis), volpi grigie ( Urocyon cinereoargenteus), volpi rosse (Vulpes vulpes) e coyote (Canis latrans) che non sono state coinvolte in un’esposizione animale umana o domestica. Le carcasse animali utilizzate nei test sono state sottoposte all’USDA WS attraverso sforzi di sorveglianza della rabbia rafforzati e comprendevano specie vettoriali di rabbia che sono: azioni malari o strane; trovato morto, strada ucciso, o un fastidio; e non sono associati a un’esposizione umana o domestica agli animali. Il DRIT fornisce un test diagnostico sulla rabbia che può essere impiegato da biologi di campo addestrati con poca o nessuna esperienza di laboratorio per migliorare la sorveglianza della rabbia e ridurre l’onere finanziario e il carico di lavoro dei laboratori diagnostici di salute pubblica10. La formazione di base DRIT per i dipendenti del settore USDA WS richiede in genere da 1,5 a 2 giorni, che comprende circa 4 h di istruzioni in aula che coprono i principi fondamentali della biosicurezza, i metodi per la raccolta dei campioni e i processi DRIT, nonché >8 h di tempo di laboratorio per condurre il test. Opportunità di formazione sono state a disposizione di USDA WS e di comservizi attraverso i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), LYSSA LLC e The Wistar Institute.
All’interno di aree di gestione strategica, USDA WS ha testato oltre 94.000 campioni di fauna selvatica utilizzando il DRIT e ha rilevato più di 1.850 campioni rabbiosi che probabilmente sarebbero andati inosservati basandosi solo sull’esposizione basata sui test di salute pubblica di animali sospetti. I dati di sorveglianza della rabbia migliorati forniti dai risultati DRIT sono fondamentali per fornire una rappresentazione temporale e spaziale più completa della rabbia sul paesaggio a sostegno dei programmi di vaccinazione orale della rabbia per la fauna selvatica in tutti gli Stati Uniti10, 11. Allo stesso modo, le agenzie provinciali per la fauna selvatica in Canada hanno incorporato la DRIT negli sforzi di sorveglianza della rabbia della fauna selvatica su larga scala in concomito con i loro programmi di salute pubblica con successo8. Sia l’USDA WS che i programmi di sorveglianza DRIT canadesi hanno utilizzato laboratori di riferimento nazionali per confermare la rabbia da parte della DFA ed eseguire la tipizzazione delle varianti virali come appropriato8. Inoltre, i biologi di campo USDA WS inviano il 10% dei campioni negativi per la conferma del DFA ai laboratori di riferimento e dal 2008 hanno partecipato a test di competenza DRIT bieta forniti dal Wisconsin State Laboratory of Hygiene, come parte del laboratorio standard misure di garanzia della qualità.
L’obiettivo di questo metodo è quello di offrire un approccio alternativo per i test diagnostici sulla rabbia che può essere fatto in laboratori decentralizzati, sul campo o in aree senza accesso di routine alla microscopia elettronica.
Il DRIT è un metodo flessibile adatto per la sorveglianza sul campo per rilevare la presenza di virus della rabbia che può essere utilizzato in aree di laboratorio decentralizzate. Sebbene sia possibile condurre l’intero test in un ambiente sul campo, ad esempio sul portellone di un camion, è ideale avere un piccolo spazio interno dedicato alla DRIT a causa di problemi chimici, di attrezzature e di stoccaggio delle forniture. Inoltre, è necessario considerare l’adesione a tutte le leggi federali, statali e locali applicabili e alle normative per l’uso e lo smaltimento delle sostanze chimiche. Attualmente, USDA WS dispone di 15 strutture DRIT per testare campioni provenienti da 17 stati. Le strutture DELL’USDA WS DRIT sono istituite in collaborazione con laboratori universitari e statali di sanità pubblica, in locali designati all’interno di strutture più grandi e in rimorchi chiusi che sono stati ammodernati e convertiti per servire come unità di prova mobili nel in caso di risposta di emergenza alle epidemie in cui è fondamentale un test di sorveglianza avanzata della rabbia con tempi di consegna immediati (Figura5).
Mentre il test è riuscito a utilizzare materiale del tronco encefalico di qualità variabile, tessuto fresco del tronco encefalico senza decomposizione del tessuto è ottimale. Quando si verifica la decomposizione, la descazione o la liquefazione, la qualità del campione diminuisce e il test può rilevare una colorazione più non specifica che può confondere i risultati. Questa osservazione è simile tra DFA e DRIT2. Il tronco encefalico/CNS deve essere raccolto il prima possibile e poi conservato congelato (-20 gradi centigradi) fino al test.
In genere, la maggior parte delle strutture USDA WS elabora da 12 a 24 diapositive contemporaneamente durante una sessione DRIT, tra cui un controllo positivo e un controllo negativo che sono stati confermati tramite DFA. I controlli positivi e negativi forniscono un punto di riferimento per ogni esecuzione DRIT per garantire che il test abbia avuto esito positivo e per verificare se vengono poste domande interpretative sui vetrini del test. Se un campione non è determinato ad avere un chiaro risultato positivo o negativo, viene etichettato come indeterminato e testato una seconda volta dal DRIT. Se questo esempio non è un chiaro positivo o negativo dopo due test DRIT, viene inviato a un laboratorio di riferimento per DFA o test correlati.
Come con qualsiasi test diagnostico, ‘risoluzione dei problemi’ è utile con risultati imprevisti. Ad esempio, se una corsa DRIT non ha esito positivo (cioè, il controllo positivo non presenta intensità di colorazione di 3 o 4 dollari e la distribuzione dell’antigene), assicurarsi che tutte le sostanze chimiche e i reagenti non siano scaduti. Abbiamo trovato utilizzando una bottiglia appena aperta di perossido di idrogeno ad un minimo di una volta alla settimana è utile per aiutare a prevenire la colorazione non specifica attraverso l’ossidazione del tessuto cerebrale. Inoltre, si consiglia di sostituire il buffer di acetato almeno una volta all’anno al minimo, indipendentemente dalla data di scadenza etichettata.
Ci sono una serie di vantaggi del DRIT rispetto al DFA, tra cui costi inferiori, capacità di eseguire il test al di fuori di un laboratorio centralizzato, necessità di microscopia solo leggera invece di un microscopio fluorescente, e il processo di formazione relativamente semplice per persone che amministrano e leggono il test2,3,4. Questi vantaggi, abbinati alla sensibilità e alla specificità del DRIT che sono paragonabili a DFA2,7,8,9 hanno già dimostrato che il test serve come uno strumento importante in larga scala programmi di sorveglianza della rabbia potenziati8,10 in Nord America. Inoltre, il DRIT ha il potenziale per consentire una maggiore sorveglianza e più test tempestivi nei paesi in via di sviluppo o in altre aree con risorse limitate, soprattutto dopo le recenti linee guida OIE/OMS come test consigliato.
The authors have nothing to disclose.
Riconosciamo tutto il personale dell’USDA Wildlife Services che attualmente o ha raccolto in precedenza campioni avanzati di sorveglianza della rabbia e ha condotto il DRIT per la diagnosi della rabbia. Allo stesso modo, riconosciamo i molti cooperatori che ci assistono con la raccolta Enhanced Rabies Surveillance. Ringraziamo anche i Centri per il Controllo e la Prevenzione delle Malattie e il Wistar Institute per l’accesso ai reagenti critici necessari per condurre il DRIT e per fornire opportunità di formazione. Inoltre, apprezziamo la diagnostica confermativa e l’assistenza tecnica fornita dai Centri per il Controllo e la Prevenzione delle Malattie e dal Wadsworth Center con il Dipartimento della Salute dello Stato di New York. L’uso di qualsiasi prodotto commerciale è solo a scopo di confronto e non costituisce un’approvazione.
3-Amino-9-Ethylcarbazole (AEC tablets; 50 count) | Sigma Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/) | A6926 | |
Acetate Buffer, 0.1M, 5.2 pH, 32oz | Poly Scientific R&D Corp. (https://www.polyrnd.com/) | s140 | |
Ag Tek MiniScalpel, PN110, Non-sterile #10, 40 per package | Patterson Veterinary (https://www.pattersonvet.com/) | PN110 | Supplemental equipment for sample touch impressions; Also available through Clipper Distributing (http://www.clipperdist.net/) |
BD Luer-Lok Disposable Syringe without needle, 10cc | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 14-823-2A | BD Manufacturer Number 309604 |
Binocular Light Microscope with Seidentopf Head or equivalent | Multiple Vendors | ||
Blue Rectangular UN-rated Disposal Container, 5G | Berlin Packaging (https://www.berlinpackaging.com/) | 1147T01BLU | Supplemental equipment for chemical waste storage/disposal (Gill hematoxylin and AEC solution) |
Corning Square and Rectangular Cover Glass, 24×60 | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 12-553-465 | Corning Manufacturer Number 2975246 |
Corning Universal Fit Pipet Tips: Racked, Nonsterile (1-200ul) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 07-200-300 | Corning Manufacturer Number 4863 |
Falcon 15mL Conical Centrifuge Tubes, polypropylene | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 14-959-70C | Corning Manufacturer Number 352097 |
Falcon 96-Well Assay Plates (Tissue culture plate lids) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 08-772-5 | Corning Manufacturer Number 353910 |
Fisher Brand 25mm Syringe Filter, Nylon, 0.45um, Sterile | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 09-719D | |
Fisher Chemical Gill Method Hematoxylin Stain (Gill-2), 4L | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | CS401-1D | |
Fisherbrand Sharps-A-Gator Point-of-Use Sharps Containers, 5qt | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 14-827-122 | Supplemental equipment for proper BSL-2 Laboratory Set-Up |
Fluoro-Gel with Tris Buffer (Gel/Mount Media), 20mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 102092-122 | Fluoro-Gel Substitute for BioMeda™ Gel-Mount, Electron Microscopy Sciences |
Formalin, Buffered, 10%, 4L | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | SF100-4 | Available each or in case of 4 |
Gilson Pipetman P200 Pipet, 50-200uL | Daigger Scientific (https://www.daigger.com) | EF9930E | |
Hy-Clone Phosphate Buffered Saline, 1X Solution, 1L (PBS) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | SH30256LS | Alternative dry powder product can be used |
Hydrogen Peroxide, 3% | Multiple Vendors | Any commercially available source, such as pharmacy or store brands, etc. | |
Lens Microscope Objective 20X and 40X | Multiple Vendors | ||
Lysol IC Quarternary Disinfecting Cleaner, 1G | Daigger Scientific (https://www.daigger.com) | EF8481 | Supplemental materials for proper BSL-2 Laboratory disinfection |
Miltex brand Disposable Scalpel Size 22 (alternative size to MiniScalpel) | AMD Next (www.amdnext.com) | 999112314 | Supplemental equipment for sample touch impressions; Alternative size to Ag Tek MiniScalpel |
N,N-Dimethylformamide, Amber Glass Packaging, 500mL | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | D119-500 | |
Peroxidase Labeled Streptavidin, 50mL | SeraCare (https://www.seracare.com/) | 5550-0001 | KPL Immunoassay and Kits Reference Number 71-00-38 |
Phosphate Buffered Saline Powder (alternative to Fisher liquid PBS) | Sigma Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/) | P3813 | Must be prepared in 1L distilled water; Available in quantities of 1, 10 and 50 packs |
Primary antibody: Polyclonal anti-nucleoprotein or cocktail of anti-lyssavirus biotinylated antibodies | Store at 4 degrees C | ||
PYREX Disposable Serological Pipets, Glass, Sterile, Plugged, Corning, 1.0mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 7078D-1 | VWR Manufacturer Number 89091-220 |
PYREX Disposable Serological Pipets, Glass, Sterile, Plugged, Corning, 10.0mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 7078D-10 | VWR Manufacturer Number 89091-106 |
PYREX Disposable Serological Pipets, Glass, Sterile, Plugged, Corning, 5.0mL | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 7078D-5 | VWR Manufacturer Number 89091-484 |
Richard-Allan Scientific Gills Hematoxylin Stain No. 2, 1PT (alternative to above) | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 22-050-201 | Thermo Scientific Manufacturer Number 72504 |
Slide Holders, 24-place | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 25608-868 | Sakura®Finetek Supplier Number 4465; Available through multiple vendors |
Specimen Tin Boxes, 1/2oz | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 101412-452 | Supplemental equipment for storage of brain tissue samples |
Taylor 2-Event Digital Timer/Clock | Multiple Vendors | Supplemental equipment | |
Tissue-Tek Slide Staining Kit | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 25608-902 | Sakura®Finetek Supplier Number 4551; Available through multiple vendors |
TWEEN 80, Polyethylene glycol, 500mL | Sigma Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/) | P1754 | Also available in 25mL, 1L and 1G volumes |
VWR FLIP Pipette Filler (0.05-100mL) | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 53497-055 | |
VWR Soft Nitrile Examination Gloves, L (100 per box) | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 89038-272 | Supplemental equipment for proper PPE |
Water, Deionized (20L) | VWR, part of Avantor (https://vwr.com) | 10806-022 | |
Wheaton Clear Glass Sample Vials, 8mL | Fisher Scientific (part of Thermo Fisher Scientific https://www.fishersci.com/us/en/home.html) | 06-408C | DWK Life Sciences Manufacturer Number 224884 |
White Coated, Double Well Pattern Microscope Slides, 14mm | Tekdon Incorporated (https://www.tekdon.com/coated-microscope-slides.html) | 2-140 | |
White Rectangular UN-rate Disposal Container, 5G | Berlin Packaging (https://www.berlinpackaging.com/) | 1147T01WHT | Supplemental equipment for chemical waste storage/disposal (Formalin) |