Reproducibility of Fim2 and Fim3 antigens determination in Bordetella pertussis by serotyping method

Podobne dokumenty
Ocena toksyczności szczepów Bordetella pertussis z zastosowaniem linii komórkowych CHO in vitro

dystrybucji serotypów powodujących zakażenia inwazyjne w poszczególnych grupach wiekowych zapadalność na IChP w poszczególnych grupach wiekowych

Streszczenie. Summary. Review. Postepy Hig Med Dosw (online), 2017; 71: e-issn Maciej Polak, Anna Lutyńska

Występowanie przeciwciał dla hemaglutynin wirusów grypy w sezonie epidemicznym 2012/2013 w Polsce

Badania genetycznej zmienności szczepów Bordetella pertussis w aspekcie wzrostu zachorowań na krztusiec

Ocena wiarygodności poziomu przeciwciał przyjmowanego za diagnostycznie znamienny w serodiagnostyce krztuśca wykonywanej odczynem ELISA

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2013, 65: Waldemar Rastawicki, Karolina Śmietańska, Natalia Rokosz-Chudziak, Marek Jagielski

Janusz Ślusarczyk 1, Grażyna Dulny 2, Krystyna Nowak 2, Jolanta Krszyna 2

Występowanie przeciwciał dla pałeczek Francisella tularensis w poszczególnych podklasach IgG u osób z tularemią

Wojewódzka Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna w Poznaniu

PORÓWNANIE WYNIKÓW SEROLOGICZNYCH BADAŃ W KIERUNKU KRZTUŚCA RUTYNOWO PROWADZONYCH W TRZECH RÓŻNYCH LABORATORIACH W POLSCE

uzyskanymi przy zastosowaniu innych metod użyto testu Manna-Whitney a. Jako miarę korelacji wykorzystano współczynnik. Przedstawiona w dysertacji

AKTUALNOÂCI BINET. Nr 10/ Drogie Koleżanki i Koledzy. Inwazyjna choroba meningokokowa w 2015 roku

Małgorzata Chodorowska, Danuta Kuklińska KRZTUSIEC U MŁODZIEŻY I OSÓB DOROSŁYCH

Prawo do wolności i etyka szczepień. Zbigniew Szawarski Narodowy Instytut Zdrowia PZH Komitet Bioetyki przy Prezydium PAN z.szawarski@uw.edu.

Zestaw SIT Szybki Identyfikacyjny Test Szczepów Salmonella Enteritidis i Typhimurium

XXV. Grzyby cz I. Ćwiczenie 1. Wykonanie i obserwacja preparatów mikroskopowych. a. Candida albicans preparat z hodowli barwiony metoda Grama

WYKAZ METODYK BADAWCZYCH STOSOWANYCH DO BADAŃ MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO WYKONYWANYCH W ODDZIALE LABORATORYJNYM MIKROBIOLOGII KLINICZNEJ

SZCZEPIENIA OCHRONNE

Waldemar Rastawicki, Natalia Rokosz-Chudziak, Karolina Śmietańska, Anna Chróst, Urszula Roguska

WYKAZ METODYK BADAWCZYCH STOSOWANYCH DO BADAŃ MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO WYKONYWANYCH W ODDZIALE LABORATORYJNYM MIKROBIOLOGII KLINICZNEJ

Program eliminacji odry, różyczki i różyczki wrodzonej

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2017, 69: Waldemar Rastawicki, Anna Chróst, Kornelia Gielarowiec

Analysis of infectious complications inf children with acute lymphoblastic leukemia treated in Voivodship Children's Hospital in Olsztyn

ZP/220/106/17 Parametry wymagane dla zadania nr 1 załącznik nr 4 do formularza oferty PO MODYFIKACJI

AE/ZP-27-03/16 Załącznik Nr 6

Metody zapobiegania nawracającym chorobom zakaźnym w świetle aktualnej sytuacji epidemiologicznej na przykładzie krztuśca

Seroprevalence of antibodies against lipopolysaccharides of Bordetella parapertussis in patients with prolonged caught in Poland

DLACZEGO WARTO SZCZEPIĆ SZCZEPIONKĄ PEŁNOKOMÓRKOWĄ PRZECIW KRZTUŚCOWI? ARGUMENTY MERYTORYCZNE

STRESZCZENIE Słowa kluczowe: Wstęp Cel pracy

ELIMINACJA ODRY/RÓŻYCZKI PROGRAM WHO REALIZACJA W POLSCE ZASADY INSTRUKCJE

Zestaw SIT InHaVi Szybki Identyfikacyjny Test Szczepów Salmonella Infantis, Hadar oraz Virchow

Zakażenia Bordetella pertussis w rejonie powiatu i miasta Bielsko-Biała

zakaźnych z perspektywy Europy i Polski - Wirusologia 2019 Warszawa, 21 maja 2019r.

Krytyczne czynniki sukcesu w zarządzaniu projektami

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2015, 67: Waldemar Rastawicki, Stanisław Kałużewski

DIAGNOSTYKA POLSKICH SZCZEPÓW WIRUSA MOZAIKI PEPINO (PEPINO MOSAIC VIRUS)

Problems in the serological diagnosis of atypical pneumonia caused by Legionella pneumophila and Mycoplasma pneumoniae

Lek. Ewelina Anna Dziedzic. Wpływ niedoboru witaminy D3 na stopień zaawansowania miażdżycy tętnic wieńcowych.

WYKAZ METODYK BADAWCZYCH STOSOWANYCH DO BADAŃ MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO WYKONYWANYCH W ODDZIALE LABORATORYJNYM MIKROBIOLOGII KLINICZNEJ

Zakażenia bakteriami otoczkowymi Polsce epidemiologia, możliwości profilaktyki. Anna Skoczyńska KOROUN, Narodowy Instytut Leków

Maria Szczotka ROZPRAWA HABILITACYJNA

Anna Skop. Zachęcam do zapoznania się z prezentacja na temat szczepień.

ROCZN. PZH, 1998, 49, 73-86

ELIMINACJA ODRY/RÓŻYCZKI

Techniki immunoenzymatycznego oznaczania poziomu hormonów (EIA)

WYTYCZNE ZESPOŁU W ZWIĄZKU ZE ZDARZENIEM W PRZYCHODNI DOM MED W PRUSZKOWIE REKOMENDACJE

XIII. Staphylococcus, Micrococcus ćwiczenia praktyczne

Historia i przyszłość szczepień

Testy aktywności przeciwdrobnoustrojowej na przykładzie metody dyfuzyjnej oraz wyznaczania wartości minimalnego stężenia hamującego wzrost.

Artur Gałązka C Z Y M OŻEMY LEPIEJ ZAPOBIEGAĆ KRZTUŚCOWI? II. STARE I NOWE SZCZEPIONKI PRZECIW KRZTUŚCOWI

Wpływ warunków przechowywania na wyniki oznaczeń poziomu przeciwciał w próbkach ludzkiej surowicy

E.coli Transformer Kit

Szczepienia obowiązkowe osób narażonych w sposób szczególny na zakażenia

Rekomendacje zespołu ekspertów dotyczące stosowania dwudawkowego schematu szczepień przeciw ospie wietrznej

Kontrola pożywek mikrobiologicznych. Sekcja Badań Epidemiologicznych

starszych na półkuli zachodniej. Typową cechą choroby jest heterogenny przebieg

VII. Pałeczki Gram-dodatnie: Corynebacterium, Listeria, Erysipelothtix, Lactobacillus - ćwiczenia praktyczne

Wpływ stymulacji wirusem odry ekspresji wczesnych markerów aktywacji limfocytów T CD4+

Fakty i mity o szczepieniach

Bezpieczeństwo niemowlęcia w rękach dorosłych

OCENA PRZYDATNOŚCI TESTU PREMI TEST SALMONELLA DO IDENTYFIKACJI PAŁECZEK SALMONELLA NIETYPUJĄCYCH SIĘ METODAMI KLASYCZNYMI

4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

SPOSÓB PRZEDSTAWIANIA DOKUMENTACJI DOŁĄCZANEJ DO WNIOSKU O DOPUSZCZENIE DO OBROTU PRODUKTU LECZNICZEGO WETERYNARYJNEGO IMMUNOLOGICZNEGO

Dotyczy: przetargu nieograniczonego na dostawa odczynników, krwinek wzorcowych do serologii grup krwi- metody probówkowe/szkiełkowe

Head of Department Medical Biology. Head of Sera and Vaccine Department, Assistent Professor

SPOSÓB PRZEDSTAWIANIA DOKUMENTACJI DOŁĄCZANEJ DO WNIOSKU O DOPUSZCZENIE DO OBROTU PRODUKTU LECZNICZEGO WETERYNARYJNEGO IMMUNOLOGICZNEGO

Andrzej Sobczak 1,2. Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Wydziału Farmaceutycznego Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach

Paulina Rolska. Monika Małowicka Katarzyna Mazur Monika Szałańska Maciej Ziobro

E.coli Transformer Zestaw do przygotowywania i transformacji komórek kompetentnych Escherichia coli

Diagnostyka HIV 1. Na czym polegają testy HIV? a) testy przesiewowe

Epidemiologia krztuśca w województwie śląskim w latach

Drugorzędowe wzorce farmaceutyczne Agnieszka Kossakowska

Charakterystyka kliniczna chorych na raka jelita grubego

Krztusiec choroba niedoceniana Ilona Małecka

Saccharomyces Transformer Kit zestaw do przygotowywania i transformacji komórek kompetentnych Saccharomyces cerevisiae. Metoda chemiczna.

Występowanie zakażeń Mycoplasma pneumoniae w Polsce w latach na podstawie wyników badań serologicznych

PROBLEMY TERAPEUTYCZNE WTÓRNYCH ZAKAŻEŃ KRWI POWODOWANE PRZEZ PAŁECZKI Enterobacterales W PRAKTYCE ODDZIAŁÓW ZABIEGOWYCH I ZACHOWAWCZYCH

CHARAKTERYSTYKA PRODUKTU LECZNICZEGO WETERYNARYJNEGO

RADA UNII EUROPEJSKIEJ. Bruksela, 30 listopada 2011 r. (OR. en) 16696/11. Międzyinstytucjonalny numer referencyjny: 2010/0326 (COD)

Krztusiec powracająca choroba zakaźna. Scenariusz kliniczny z omówieniem aktualnej sytuacji epidemicznej i profilaktyki

Perspektywy szerszej ochrony przed grypą w sezonie 2017/2018

BADANIA PORÓWNAWCZE PAROPRZEPUSZCZALNOŚCI POWŁOK POLIMEROWYCH W RAMACH DOSTOSOWANIA METOD BADAŃ DO WYMAGAŃ NORM EN

Anna Gzyl, Ewa Augustynowicz, Grzegorz Gniadek, Janusz Ślusarczyk

Zespół Omenna u kuzynów: różny przebieg kliniczny i identyczna mutacja genu RAG1.

Zakład Bakteriologii Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego - - Państwowego Zakładu Higieny w Warszawie Kierownik: prof. dr hab. M.

Czy potrzebujemy nowych. szczepionek. Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego-Paostwowy Zakład Higieny Konferencja Prasowa

UCHWAŁA Nr XXXIII/332/2013

Profilaktyka raka szyjki macicy poprzez szczepienia przeciwko wirusom HPV 16 i 18

LEKI CHEMICZNE A LEKI BIOLOGICZNE

EBM w farmakoterapii

Roman Marecik, Paweł Cyplik

IV. Streptococcus, Enterococcus ćwiczenia praktyczne

Promotor: prof. dr hab. Katarzyna Bogunia-Kubik Promotor pomocniczy: dr inż. Agnieszka Chrobak

Akademia Morska w Szczecinie. Wydział Mechaniczny

(13) B1 PL B1. (57) 1. Sposób wytwarzania wieloważnej szczepionki przeciwko Pseudomonas aeruginosa

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2011, 63: Natalia Rokosz, Waldemar Rastawicki, Marek Jagielski

Transkrypt:

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2013, 65: 171-179 Ocena porównywalności oznaczeń obecności antygenów Fim2 i Fim3 Bordetella pertussis metodą serotypowania Reproducibility of Fim2 and Fim3 antigens determination in Bordetella pertussis by serotyping method Monika Zawadka 1, Bożena Moskała 2, Iwona Łętowska 3, Maciej Polak 1, Ewa Mosiej 1, Katarzyna Krysztopa-Grzybowska 1, Anna Lutyńska 1, * 1 Zakład Badania Surowic i Szczepionek, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego Państwowy Zakład Higieny w Warszawie 2 Instytut Biotechnologii Surowic i Szczepionek BIOMED S.A. w Krakowie 3 Narodowy Instytut Leków w Warszawie W pracy poddano ocenie wiarygodność wyników serotypowania izolatów Bordetella pertussis metodą aglutynacji na mikropłytkach z użyciem przeciwciał monoklonalnych otrzymanych w trzech laboratoriach. Brak pełnej zgodności wyników serotypowania może być związany z rodzajem stosowanych podłoży, subiektywnym odczytem wyników, różnicami warunków hodowli lub niewystarczającą swoistością przeciwciał. Dalsza standaryzacja zaleceń serotypowania powinna uwzględnić typ podłoża oraz warunki hodowli, co może wpłynąć na poprawę porównywalności wyników badań międzylaboratoryjnych. Słowa kluczowe: Bordetella pertussis, fimbrie, serotypowanie ABSTRACT Introduction: Serotyping is a commonly used method to characterize the presence of Fimbriae 2 and 3 in Bordetella pertussis strains for epidemiological purposes and optimal choice of strain composition of the pertussis whole-cell vaccine. Monoclonal antisera against Fim2 and Fim3 are recommended to be used for microplate serotyping instead of polyclonal. Reliable evaluation of fimbriae expressed by B. pertussis strains influence interpretation of vaccine-driven strain evolution. Methods: To evaluate the impact of tests conditions on the reproducibility of serotyping, results of serotyping based on a standardized protocol for microplate agglutination with monoclonal antisera performed in three different accredited laboratories were compared. For the study isolates of three vaccine strains of B. pertussis deposited within seed lot system originating from different liofilization lots were compared.

172 M. Zawadka i inni Nr 3 Results: Lack of the complete agreement on serotyping results among three labs might relates to the differences of media used, subjective reading, test conditions, and specificity of the reagents. Conclusions: Serotyping results should be interpreted with caution and the type of media and culture conditions used should be precisely recommended after validation studies. Inconsistent results should be confirmed using an alternative technique, eg. ELISA or by reference laboratory. Key words: Bordetella pertussis, fimbriae, serotyping WSTĘP Krztusiec jest chorobą zakaźną, której można zapobiegać drogą szczepień. W krajach, w których zastosowano powszechne szczepienia przeciw krztuścowi z udziałem szczepionek całokomórkowych (wp whole-cell pertussis) w sposób znaczący obniżono liczbę zachorowań oraz zgonów (14). Od połowy lat 80-tych wiele krajów rozwiniętych (obecnie wszystkie kraje Unii Europejskiej poza Polską) do podstawowych szczepień dzieci do lat 2 w miejsce szczepionek całokomórkowych wprowadziło mniej reaktogenne szczepionki bezkomórkowe (ap acellular pertussis), zawierające oczyszczone antygeny pałeczek krztuśca. Pomimo wysokiego poziomu zaszczepienia przeciw krztuścowi, od połowy lat 90- tych liczba zachorowań na krztusiec na świecie zaczęła wzrastać. Pomimo prób wyjaśnienia tego zjawiska oraz opracowania strategii poprawy kontroli zachorowań nadal nie doszło do znaczącej poprawy epidemiologicznych wskaźników zachorowań (3, 5, 24). W Polsce całokomórkowa szczepionka przeciw krztuścowi podawana jest dzieciom w 2, 3-4, 5-6 oraz 16-18 miesiącu życia. Analizy mocy szczepionki wp potwierdziły jej laboratoryjną skuteczność, która koreluje ze skutecznością oznaczoną w badaniach klinicznych (22). Jednym z podstawowych wymogów jakościowych szczepionki wp jest zapewnienie właściwego doboru szczepów szczepionkowych wytwarzających aglutynogeny (AGG) 2 i 3 (26). B. pertussis wytwarza do ośmiu AGG: 1-7, 13. Aglutynogen 1 jest gatunkowo swoisty dla B. pertussis (1), aglutynogen 7 jest wspólny dla B. pertussis, Bordetella parapertussis i Bordetella bronchiseptica, a sześć pozostałych AGG występuje zmiennie w różnych szczepach (12). Z chorobą u ludzi związane są aglutynogeny 1,2; 1,3; 1,2,3, które u części osób indukują serotypowo swoistą odpowiedź immunologiczną powiązaną z ochroną przed zachorowaniem (12). Ten fakt był przyczyną włączenia danych antygenów do składu niektórych szczepionek bezkomórkowych (18). Wiedza na temat fimbrialnej struktury AGG2 i AGG3 była powodem zmiany ich nazewnictwa na Fim2 i Fim3 (17). Fimbrie są odpowiedzialne za przyleganie bakterii do komórek układu oddechowego i jego kolonizację, a w konsekwencji skuteczne zakażanie (20). Adhezyny Fim2 i Fim3 wspólnie z hemaglutyniną włókienkową (FHA), obok toksyn oraz lipooligosacharydu, zaliczane są do podstawowych czynników zjadliwości B. pertussis (14). Ze względu na różnice wyników serotypowania z użyciem poliklonalnych przeciwciał, Europejska Grupa Ekspertów Eupert zaleca stosowanie procedury serotypowania metodą aglutynacji na mikropłytkach (15).

Nr 3 Wiarygodność oznaczania antygenów Fim2 i Fim3 B. pertussis metodą serotypowania 173 W pracy poddano ocenie wiarygodność wyników serotypowania metodą aglutynacji na mikropłytkach otrzymanych w trzech laboratoriach stosujących odmienne podłoża do namnażania szczepów B. pertussis. MATERIAŁ I METODY Szczepy i warunki hodowli. Do badań zastosowano szczepy szczepionkowe B. pertussis otrzymane z Instytutu Biotechnologii Surowic i Szczepionek (IBSS) BIOMED S.A. (629/97m, 629/07m, 606/00m, 186/00m) oraz zdeponowane w latach 80-90-tych w Zakładzie Badania Surowic i Szczepionek Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego Państwowego Zakładu Higieny (NIZP-PZH) (186/85, 186/86, 186/97, 629/70, 629/78, 629/83, 629/97a, 629/97b, 629/99, 606/96). Wszystkie szczepy podlegały zasadom przechowywania w systemie banku serii siewnych - w głębokim zamrożeniu (-70 C), zapewniającym ich stosowanie na poziomie nie więcej niż 5 pasaży. Ponadto, w badaniach przeprowadzonych przez IBSS BIOMED S.A. zostały użyte robocze serie siewne nr 186/11m i 606/11m. Hodowlę szczepów prowadzono na podłożach: H3, Bordetella Selective Medium (BSM, Oxoid) oraz Charcoal Agar (CA, Oxoid), o składzie podanym w Tabeli I, w temp. 37 C przez 2-3 dni. Tabela I. Skład stosowanych podłóż do hodowli B. pertussis H3 Bordetella Selective Medium (BSM) Charcoal Agar (CA) Hydrolizat kazeiny Wyciąg mięsny Wyciąg mięsny Dializat drożdżowy Pepton Pepton Skrobia Skrobia Skrobia Węgiel drzewny Węgiel drzewny Węgiel drzewny KH 2 PO 4 NaCl NaCl CuSO 4 5H 2 O Kwas nikotynowy Kwas nikotynowy Agar Agar Agar MgCl 2 6H 2 O Odwłókniona krew końska Krew barania FeSO 4 7H 2 O Cefaleksyna - CaCl 2 6H 2 O - - Chlorowodorek L-Cysteiny - - Serotypowanie. Serotypowanie metodą aglutynacji na mikropłytkach (MA) wykonano w 3 ośrodkach: NIZP-PZH, IBSS BIOMED S.A. oraz Narodowym Instytucie Leków (NIL). W NIZP-PZH doświadczenia przeprowadzono na podłożach bakteriologicznych BSM i H3, w IBSS BIOMED S.A. - na podłożu produkcyjnym H3, a w NIL - na podłożu CA. Badanie stereotypowania wykonano z użyciem monoklonalnych przeciwciał przeciw antygenom fimbrii typu 2 (Fim2; NIBSC, 04/154) i typu 3 (Fim3; NIBSC, 04/156, Wielka Brytania) na mikropłytkach zgodnie z zaleceniami Europejskiej Grupy Ekspertów Eupert (15). Ze szczepów bakteryjnych przygotowano zawiesiny o gęstości 0,5 i 1 przy OD 650 nm. Jako negatywną kontrolę zastosowano roztwór PBS. Kontrolą wewnętrzną testu był szczep Tohama I, a kontrolą dodatnią szczep 606/67. Na płytkę ze stożkowym dnem dołków, dodano w duplikacie po 50 µl odpowiednich gęstości zawiesin bakteryjnych oraz 50 µl przeciwciał przeciw Fim2/Fim3 lub roztworu PBS. Płytkę inkubowano przez noc w 37 C,

174 M. Zawadka i inni Nr 3 w wilgotnej komorze. Wynik badania oceniono wizualnie, na podstawie obecności lub nieobecności agregatów bakteryjnych. W IBSS BIOMED S.A., badania serotypowania przeprowadzono również metodą aglutynacji szkiełkowej (AS), przy użyciu surowic przeciw odpowiednim aglutynogenom, stanowiącej procedurę badawczą wchodzącą w skład specyfikacji procesu wytwarzania całokomórkowej szczepionki przeciw krztuścowi. WYNIKI Serotypowanie metodą aglutynacji szkiełkowej oraz aglutynacji na mikropłytkach. W 10/12 oraz 9/12 badanych serii siewnych szczepów uzyskano zgodność wyników serotypowania odpowiednio Fim2 i Fim3 metodami aglutynacji szkiełkowej oraz aglutynacji na mikropłytkach (Tabela II). Tabela II. Zestawienie wyników serotypowania B. pertussis wykonanych w IBSS BIOMED S.A. metodami aglutynacji szkiełkowej oraz aglutynacji na mikropłytkach Nr Fim2 Fim3 AS AM AS AM 186 /97 + - + - 186/00m + + + - 186/11m + + + + 629/70 + + + + 629/83 - + - - 629/97a + + - - 629/97b + + - - 629/99 + + - - 629/07 + + - - 629/07m + + - - 606/00m + + + - 606/11m + + + + AS aglutynacja szkiełkowa AM aglutynacja na mikropłytkach Serotypowanie metodą aglutynacji na mikropłytkach. Większą zgodność wyników serotypowania uzyskano w przypadku antygenu Fim2 dla 2/9 serii siewnych szczepów szczepionkowych (186/97 i 629/83) uzyskano odmienne wyniki w różnych ośrodkach (Tabela III). W przypadku antygenu Fim3, wyniki zgodne uzyskano w 4 na 9 badanych serii siewnych szczepów. Porównując zgodność wyników w dwóch ośrodkach wykazano, że była ona najwyższa dla badań przeprowadzonych w IBSS BIOMED S.A. oraz NIZP - PZH z zastosowaniem tego samego podłoża H3 (7/8 badanych serii). Niższą porównywalność wyników między ośrodkami wykazały badania przeprowadzone z wykorzystaniem różnych podłoży. Zgodność wyników serotypowania dla całego układu Fim2 + Fim3 w obrębie 9 serii siewnych szczepów we wszystkich ośrodkach wynosiła 30% (Tabela III).

Nr 3 Wiarygodność oznaczania antygenów Fim2 i Fim3 B. pertussis metodą serotypowania 175 Tabela III. Zestawienie wyników serotypowania na mikropłytkach AGG Fim2 Fim3 Ośrodek IBSS IBSS NIL NIZP-PZH BIOMED S.A. BIOMED S.A. NIL NIZP-PZH Podłoże H3 CA BSM H3 H3 CA BSM H3 186/97 - + + + - + - - 186/00m + + + + - + - - 629/70 + + + + + + + + 629/83 + - - - - - - - 629/97a + + + + - - - - 629/97b + + + + - - + - 629/99 + + + + - - + - 629/07 + + + nb - - - nb 606/00m + + + + - + + + nb nie badano Wpływ pasażowania izolatów B. pertussis na różnych podłożach na wyniki serotypowania metodą aglutynacji na mikropłytkach. Ożywienie szczepów ze stanu głębokiego zamrożenia i namnożenie przy zastosowaniu odmiennych podłoży, tj. ożywionych na H3 i namnożonych do testu na BSM (H3 BSM) lub ożywionych na BSM i namnożonych do testu na H3 (BSM H3), wykonane w laboratorium NIZP-PZH, nie wpłynęło na otrzymane wyniki serotypowania, z wyjątkiem serii siewnej szczepu 186/97 (Tabela IV). Pozostałe 8 serii siewnych B. pertussis wykazywało zgodność wyników obecności/braku Fim2 i Fim3. Tabela IV. Zestawienie wyników serotypowania szczepów B. pertussis pasażowanych na różnych podłożach Szczep H3 BSM BSM H3 Fim2 Fim3 Fim2 Fim3 186/97 + 186/00m + + 629/70 + + + + 629/83 629/97 a + + 629/97 b + + 629/99 + + 629/07 + + 606/00m + + + + H3 BSM szczepy ożywione na podłożu H3 i namnożone na podłożu BSM BSM H3 szczepy ożywione na podłożu BSM i namnożone na podłożu H3

176 M. Zawadka i inni Nr 3 DYSKUSJA Oznaczenie obecności aglutynogenów stanowi jedno z podstawowych badań B. pertussis, stosowanych w celu charakterystyki szczepów na potrzeby analiz epidemiologicznych, optymalnego doboru szczepów szczepionkowych, a także kontroli powtarzalności procesu wytwarzania szczepionki przeciw krztuścowi. Większość opublikowanych wyników badań na temat zmienności krążących szczepów B. pertussis, przedstawia dane na temat wytwarzania antygenów Fim2 oraz Fim3 w odniesieniu do aktualnego wzrostu zachorowań na krztusiec, składu szczepów szczepionkowych lub w kontekście poziomu zaszczepienia populacji przeciw krztuścowi (16). Najstarszą metodą serotypowania, choć do dzisiaj bardzo często stosowaną, jest ocena aglutynacji zawiesiny szczepu B. pertussis pod wpływem dodanych przeciwciał przeciw aglutynogenom B. pertussis (6). Badanie polega na identyfikacji serotypu 1 - stanowiącego część gatunkowo-swoistego lipoligosacharydu oraz serotypów 2 i 3, zmiennie występujących wśród różnych szczepów B. pertussis. Do identyfikacji tych antygenów, oprócz konwencjonalnej metody serotypowania wykonywanej na szkiełkach, wykorzystywane są także oznaczenia alternatywne z użyciem mikropłytek lub testu ELISA. Pomimo prób standaryzacji, każda z tych odmian serotypowania narażona jest na pewien stopień braku porównywalności wyników, który wynika z niepełnego obiektywizmu operatora, możliwości przygotowania odpowiednio homogennej zawiesiny szczepu, zmienności ekspresji fimbrii w zależności od warunków badania - szczególnie w zakresie podłoży stosowanych do hodowli szczepów B. pertussis oraz pochodzenia przeciwciał poli- i monoklonalnych. W pracy podjęto próbę porównania wyników serotypowania wykonanych w 3 ośrodkach badawczych posiadających akredytację PCA: NIL - gdzie w przeszłości rutynowo wykonywano oznaczenia aglutynogenów na potrzeby kontroli szczepionkowych roboczych serii siewnych; NIZP-PZH prowadzącym państwową kontrolę jakości produktów leczniczych immunologicznych oraz badania zmienności antygenowej szczepów B. pertussis oraz IBSS BIOMED S.A. - rutynowo stosującym serotypowanie na potrzeby procesu wytwarzania szczepionki przeciw krztuścowi. Do badań zastosowano różne pasaże serii siewnych 3 szczepów szczepionkowych B. pertussis. Oznaczenia obecności aglutynogenów wykonano stosując identyczną procedurę badawczą oraz podłoża stosowane rutynowo do namnażania szczepów B. pertussis. Wyniki serotypowania wykonane w IBSS BIOMED S.A. metodami aglutynacji szkiełkowej oraz aglutynacji na mikropłytkach charakteryzowały się 80% zgodnością. Wyniki badań przeprowadzonych w 3 różnych ośrodkach, przy użyciu tej samej metody charakteryzowały się około 30% zgodnością. Dodatkowo, zastosowanie tego samego podłoża H3 w IBSS BIOMED S.A. oraz NIZP-PZH nie gwarantowało pełnej zgodności wyników serotypowania. Serotypowanie Fim3 generowało więcej wyników nieporównywalnych niż serotypowanie Fim2, co może wynikać z większej, w porównaniu do genu fim2, wrażliwości ekspresji genu fim3 na czynniki środowiskowe tj. podłoże oraz nawet niewielkie zmienne warunków hodowli. Ostatnie badania wskazują, że transkrypcja czynników zjadliwości może być uzależniona od hodowli szczepów w obecności 5% CO 2 (11). Ponadto, można przypuszczać, że stosowane w badaniach przeciwciała monoklonalne przeciw-fim3 mogą charakteryzować się niedostateczną swoistością, utrudniając precyzyjną ocenę wyniku jako dodatni czy ujemny. O wpływie zastosowanych podłoży na wyniki serotypowania świadczą uzyskane przez nas wyniki. Dane z piśmiennictwa wskazują, że

Nr 3 Wiarygodność oznaczania antygenów Fim2 i Fim3 B. pertussis metodą serotypowania 177 alternatywna metoda serotypowania z wykorzystaniem metody ELISA charakteryzuje się podobną swoistością do aglutynacji wykonywanej na mikropłytkach, przy czym do jej zalet zalicza się niższe zużycie odczynników oraz możliwość jednoczasowego wykonania badania z udziałem większej liczby szczepów (21). Ekspresja fimbrii nie jest stałą właściwością szczepu B. pertussis, ponieważ może, choć z niską częstością, zmieniać się, np. pod wpływem pasażowania (27). Pomimo, że w laboratoriach uczestniczących w przedstawianych badaniach doświadczenia wykonywano z zastosowaniem szczepów identycznego pasażu, możliwe jest, że w przypadku szczepu 186/97, dla którego osiągnięto najwięcej wyników nieporównywalnych, mogło dojść do spontanicznej zmiany fenotypu Fim2 + na Fim2, zidentyfikowanej w teście aglutynacji na mikropłytkach w IBSS BIOMED S.A. Jest także prawdopodobne, że w/w. izolat, zdeponowany i zliofilizowany wyjściowo w 1997 r. w NIZP-PZH, był poddany przed liofilizacją większej i niezarchiwizowanej liczbie pasaży. Jego niestabilność ekspresji fimbrii została także zidentyfikowana w NIZP-PZH, podczas stosowania różnych podłoży do ożywienia i namnażania. O poziomie ekspresji większości czynników zjadliwości B. pertussis, w tym fimbrii, decyduje aktywność operonu bvg, indukowana określonymi warunkami środowiskowymi, których fluktuacje mogą decydować o różnicach fenotypowych. Poza tym, ekspresja fimbrii jest dodatkowo uzależniona od zmienności fazowej, polegającej na przełączaniu wysokiej ekspresji na niską (oraz odwrotnie) po delecji lub insercji pojedynczego nukleotydu C w obszarze krótkiej sekwencji powtórzonej promotora (21). Ponadto, ostatnie wyniki badań sugerują, że regulacja wytwarzania Fim2 i Fim3 może być w pewnych określonych warunkach jeszcze bardziej odmienna przez aktywowanie ekspresji fim2 ale nie fim3 przez operon bvg (4). Pomimo standaryzacji wytwarzania przeciwciał, część dostępnych przeciwciał monoklonalnych, może wykazywać pewien stopień krzyżowych reakcji z innymi gatunkami Bordetella lub innymi typami serologicznymi B. pertussis (13) lub epitopami fimbrii, które nie mają charakteru ochronnego (19). Dostępne wyniki badań wskazują, że w zależności od źródła pochodzenia, przeciwciała poliklonalne czy monoklonalne mogą być przyczyną nieporównywalnych wyników (7). Brak porównywalności wyników serotypowania, w tym uzyskiwanych metodą ELISA, wiązano także ze stosowaniem różnych podłoży do namnażania badanych szczepów. Wyniki naszych badań mogą potwierdzać spostrzeżenia Tsang i wsp. (21) o zwiększonej ekspresji fim3 i obniżonej ekspresji fim2 z zastosowaniem podłoża CA. Rzetelna ocena serotypu B. pertussis stanowi nadal istotny element charakterystyki szczepów szczepionkowych a także szczepów krążących w populacji w odniesieniu do ich adaptacji i ewolucji (9, 23). Większość opublikowanych badań wskazuje, że w populacjach nieszczepionych dominują szczepy Fim2, które wraz ze stosowaniem szczepień wp, zawierających szczepy o fenotypie Fim2,3, zostały sukcesywnie wyparte przez szczepy Fim3 (2, 8, 25). Nie mniej jednak ta korelacja nie jest stuprocentowa ponieważ, w Finlandii pomimo długiego okresu stosowania szczepionki wytwarzanej z udziałem szczepów szczepionkowych o fenotypie Fim2, w populacji nieustannie krążyły szczepy Fim2. Pojawienie się i wzrost częstości szczepów o fenotypie Fim3 w tym kraju, nastąpił dopiero wraz z epidemią krztuśca, która rozpoczęła się w 1999 (10). Badania Heikkinen i wsp. (10) wskazują, że szczepy o fenotypie oznaczonym in vitro jako Fim2, mogą in vivo przyjmować fenotyp Fim2,3. Dalsze badania określające warunki in vivo i in vitro, w jakich dochodzi do zmiennej ekspresji genów fim2 i fim3 mogą pozwolić na ocenę roli adaptacji szczepów w zakresie fimbrii.

178 M. Zawadka i inni Nr 3 Rutynowe stosowanie serotypowania wymaga ścisłej optymalizacji warunków badania oraz opracowania rekomendacji odnośnie podłoży oraz warunków hodowli zalecanych do przygotowania zawiesin szczepów w celu wyeliminowania możliwych różnic wyników istotnych dla wiarygodnej oceny fenotypów B. pertussis. WNIOSKI Europejskie zalecenia odnośnie wykonania procedury serotypowania szczepów B. pertussis na mikropłytkach z użyciem przeciwciał monoklonalnych powinny zostać uszczegółowione w zakresie podłoży oraz warunków hodowli. Wyniki nieporównywalne powinny zostać zweryfikowane z zastosowaniem innej techniki serotypowania, np. ELISA lub w europejskim laboratorium referencyjnym. PIŚMIENNICTWO 1. Ashworth LA, Robinson A, Funnell S i inni. Agglutinogens and fimbriae of Bordetella pertussis. Tokai J Exp Clin Med 1988; 13: 203 10. 2. Borisova O, Kombarova SY, Zakharova NS i inni. Antigenic Divergence between Bordetella pertussis Clinical Isolates from Moscow, Russia, and Vaccine Strains. Clin Vaccine Immunol 2007; 14: 234 8. 3. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Pertussis epidemic--washington, 2012. MMWR 2012; 61: 517 22. 4. Cummings CA, Bootsma HJ, Relman DA, Miller JF. Species- and strain-specific control of a complex, flexible regulon by Bordetella BvgAS. J Bacteriol 2006; 188: 1775 85. 5. De Greeff SC, de Melker HE, van Gageldonk PGM i inni. Seroprevalence of pertussis in The Netherlands: evidence for increased circulation of Bordetella pertussis. PloS One 2010; 5: e14183. 6. Eldering G, Hornbeck C, Baker J. Serological study of Bordetella pertussis and related species. J Bacteriol 1957; 74: 133 6. 7. Guiso N, von Konig CH, Becker C, Hallander H. Fimbrial typing of Bordetella pertussis isolates: agglutination with polyclonal and monoclonal antisera. J Clin Microbiol 2001; 39: 1684 5. 8. Hallander HO, Advani A, Donnelly D i inni. Shifts of Bordetella pertussis variants in Sweden from 1970 to 2003, during three periods marked by different vaccination programs. J Clin Microbiol 2005; 43: 2856 65. 9. Heikkinen E, Kallonen T, Saarinen L i inni. Comparative genomics of Bordetella pertussis reveals progressive gene loss in Finnish strains. PloS One 2007; 2: e904. 10. Heikkinen E, Xing DK, Olander R-M i inni. Bordetella pertussis isolates in Finland: serotype and fimbrial expression. BMC Microbiol 2008; 8: 162. 11. Hester SE, Lui M, Nicholson T i inni. Identification of a CO2 Responsive Regulon in Bordetella. PLoS ONE 2012; 7: e47635. 12. Kerr JR, Matthews RC. Bordetella pertussis infection: pathogenesis, diagnosis, management, and the role of protective immunity. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2000; 19: 77 88. 13. Li ZM, Brennan MJ, David JL, Carter PH i inni. Comparison of type 2 and type 6 fimbriae of Bordetella pertussis by using agglutinating monoclonal antibodies. Infect Immun 1988; 56: 3184 8. 14. Mattoo S, Cherry JD. Molecular pathogenesis, epidemiology, and clinical manifestations of respiratory infections due to Bordetella pertussis and other Bordetella subspecies. Clin Microbiol Rev 2005; 18: 326 82.

Nr 3 Wiarygodność oznaczania antygenów Fim2 i Fim3 B. pertussis metodą serotypowania 179 15. Mooi FR, Hallander H, Wirsing von König CH i inni. Epidemiological typing of Bordetella pertussis isolates: recommendations for a standard methodology. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2000; 19: 174 81. 16. Mooi FR. Bordetella pertussis and vaccination: the persistence of a genetically monomorphic pathogen. Infect Genet Evol 2010; 10: 36 49. 17. Mooi FR. Genes for the filamentous hemagglutinin and fimbriae of Bordetella pertussis: colocation, coregulation and cooperation? Mol. Genet. Bact. Pathog., Massachusetts Avenue: American Society for Microbiology; 1994, 145 56. 18. Olin P, Rasmussen F, Gustafsson L i inni. Randomised controlled trial of two-component, three- -component, and five-component acellular pertussis vaccines compared with whole-cell pertussis vaccine. Ad Hoc Group for the Study of Pertussis Vaccines. Lancet 1997; 350: 1569 77. 19. Robinson A, Ashworth LA, Irons LI. Serotyping Bordetella pertussis strains. Vaccine 1989; 7: 491 4. 20. Smith AM, Guzmán CA, Walker MJ. The virulence factors of Bordetella pertussis: a matter of control. FEMS Microbiol Rev 2001; 25: 309 33. 21. Tsang RSW, Sill ML, Advani A i inni. Use of monoclonal antibodies to serotype Bordetella pertussis isolates: comparison of results obtained by indirect whole-cell enzyme-linked immunosorbent assay and bacterial microagglutination methods. J Clin Microbiol 2005; 43: 2449 51. 22. Vaccination against whooping-cough; relation between protection in children and results of laboratory tests; a report to the Whooping-cough Immunization Committee of the Medical Research Council and to the medical officers of health for Cardiff, Leeds, Leyton, Manchester, Middlesex, Oxford, Poole, Tottenham, Walthamstow, and Wembley. Br Med J 1956; 2: 454 62. 23. Van Amersfoorth SCM, Schouls LM, van der Heide HGJ i inni. Analysis of Bordetella pertussis populations in European countries with different vaccination policies. J Clin Microbiol 2005; 43: 2837 43. 24. Van Hoek AJ, Campbell H, Amirthalingam G i inni. The number of deaths among infants under one year of age in England with pertussis: results of a capture/recapture analysis for the period 2001 to 2011. Euro Surveill 2013; 18. 25. Van Loo IHM, Heuvelman KJ, King AJ, Mooi FR. Multilocus sequence typing of Bordetella pertussis based on surface protein genes. J Clin Microbiol 2002; 40: 1994 2001. 26. WHO. Requirements for diphteria, tetanus, and pertussis and combined vaccines. Technical Report Series no. 800. 1990; 87-168. 27. Willems R, Paul A, van der Heide HG i inni. Fimbrial phase variation in Bordetella pertussis: a novel mechanism for transcriptional regulation. EMBO J 1990; 9: 2803 9. Otrzymano: 27 VIII 2013 r. Adres Autora: 00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24, Zakład Badania Surowic i Szczepionek, NIZP-PZH, tel. 22 54 21 213, fax 22 54 21 311, e-mail: alutynska@pzh.gov.pl