(二)分离病毒的鉴定
1.病毒在细胞内增殖的指征
(1)细胞致病作用(Cytopathogenic effect,CPE)病毒在细胞内增殖引起细胞退形性变,表现为细胞皱缩、变圆、出现空泡、死亡和脱落。某些病毒产生特征性CPE,普通光学倒置显微镜下可观察上述细胞病变,结合临床表现可做出预测性诊断(表23-4)。免疫荧光(IF)法用于鉴定病毒具有快速、特异的优点,细胞内的病毒或抗原可被荧光素标记的特异性抗体着色,在荧光显微镜下可见斑点状黄绿色荧光,根据所用抗体的特异性判断为何种病毒感染。
表23-4 病毒在细胞内增殖的指征
病毒 | 增殖指征 |
CPE病毒
小RNA病毒 单纯疱疹病毒 腺病毒 副粘病毒 HIV 非CPE病毒 正粘病毒 副粘病毒 风疹病毒 鼻病毒 |
细胞园缩、单层破坏
细胞肿大变园 细胞变园堆积成葡萄状 多核巨细胞(合胞体) 红细胞吸附现象 干扰并阻止其他病毒(如ECHO病毒)的细胞致病作用 |
(2)红细胞吸附现象(Hemadsorption phenomenon) 流感病毒和某些副粘病毒感染细胞后24-48小时,以细胞膜上出现病毒的血凝素,能吸附豚鼠、鸡等动物及人的红细胞,发生红细胞吸附现象。若加入相应的抗血清,可中和病毒血凝素、抑制红细胞吸附现象的发生,称为红细胞吸附抑制试验。这一现象不仅可作为这类病毒增殖的指征,还可作为初步鉴定。
(3)干扰现象 (Interference phenomenon)一种病毒感染细胞后可以干扰另一种病毒在该细胞中的增殖,这种现象叫干扰现象。前者为不产生CPE的病毒(如风疹病毒)但能干扰以后进入的病毒(如ECHO病毒)增殖,使后者进入宿主细胞不再生产CPE。
2.病毒感染性的定量测定
空斑形成单位 (Plaque-forming unit ,PFU)测定这是一种测定病毒感染性比较准确的方法。将适当浓度的病毒悬液接种到生长单层细胞的玻璃平皿或扁瓶中,当病毒吸附于细胞上后,再在其上复盖一层溶化的半固体营养琼脂层,待凝固后,孵育培养。当病毒在细胞内复制增殖后,每一个感染性病毒颗粒在单层细胞中产生一个局限性的感染细胞病灶,病灶逐渐扩大,若用中性红等活性染料着色,在红色的的背景中显出没有着色的“空斑”,清楚可见。由于每个空斑由单个病毒颗粒复制形成,所以病毒悬液的滴度可以用每毫升空斑形成单位(PFU)来表示。
(2)50%致死量(LD50)或50%组织细胞感染量(TCID50)的测定本法可估计所含病毒的感染量。方法是测定病毒感染鸡胚,易感动物或组织培养后,引起50%发生死亡或病变的最小病毒量,即将病毒悬液作10倍连续稀释,接种于上述鸡胚,易感动物或组织培养中,经一定时间后,观察细胞或鸡胚病变,如绒毛尿囊膜上产生痘斑或尿囊液有血凝特性,或易感动物发病而死亡等,经统计学方法计算出50%感染量或50%组织细胞感染量,可获得比较准确的病毒感染性滴度。
3.病毒形态与结构的观察病毒悬液经高度浓缩和纯化后,借助磷钨酸负染及电子显微镜可直接观察到病毒颗粒,根据大小、形态可初步判断病毒属那一科。还可用分子生物学技术分析病毒核酸组成、基因组织构、序列同源性比较加以鉴定。
4.血清学鉴定用已知的诊断血清来鉴定。补体结合试验可鉴定病毒科属;中和试验或血凝捣蛋制试验可鉴定病毒种、型及亚型。从病人检材中分离出病毒株,应结合临床症状,检材来源及流行季节等加以综合分析,并应注意混杂病毒、隐性感染或潜伏病毒的混淆,须用病人急性期与恢复期双份血清作血清学试验,血清抗体滴度有≥4倍以上增高,才有意义。
三、病毒核酸及抗原的直接检出
(一)直接检出病毒核酸
1.核酸杂交(Nucleic acid hybridization) -临床病毒学中报速诊断方法通常是检测标本中的病毒抗原,然而核酸分子杂交具有高度敏感性和特异性,斑点杂交(Dot hybridization)广泛用于检测呼吸道标本,尿标本中的病毒核酸。标本滴加到硝酸纤维素膜上,病毒DNA结合到膜上,在原位进行硷变性处理后,有放射标记的已知病毒DNA片段杂并,两条单股核酸按硷基到补原则结合成双股,经放射自显影,阳性结果出现斑点状杂交信号。含轮状病毒的粪便标本经热变性处理,点到膜上,使用轮状病毒体外转录的放射标记探针做斑点杂交,敏感性高于ELISA。肠道病毒也可用互补的DNA探针做斑点杂交。
目前核酸分子杂交不但用来检测急性病人标本中的病毒DNA,也用于检测不易分离培养的慢性感染、潜伏感染、整合感染病人标本中的病毒DNA。
2.多聚酶链反应 (Polymerase chain reaction, PCR) 一种体外基因扩增法。先将待检标本DNA热变性为单股DNA做为模板,加一对人工合成的与模板DNA两端各20个硷基互补的引物,在耐热DNA多聚酶作用下,使四种脱氧核苷按模板3ˊ端引物向5ˊ端延伸DNA链,经20~40个循环,可使1个拷贝的核酸扩增至106以上,经琼脂糖电泳,可见到溴化乙锭染色的核酸条带,扩增片段的大小取决于两引物的间距。此法较核酸杂交敏感、快速,已用于肝炎、AIDS、疱疹病毒感染诊断,尤其适用于不易分离培养及含量极少的病毒标本,有较大应用前景。