astmedАстраханский медицинский журналAstrakhan medical journal1992-6499ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России10.17021/1992-6499-2024-3-65-72astmed-301Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL INVESTIGATIONSИнформативность реакции латекс-агглютинации для серологической диагностики патогенных буркхольдерий при использовании микроскопии и системы видеоцифровой регистрацииInformation value of latex test for pathogenic burkholderia serological diagnostics using microscopy and video digital recording systemhttps://orcid.org/0000-0002-5025-0791ФроловД. М.FrolovD. M.

Фролов Дмитрий Михайлович - научный сотрудник лаборатории иммунологии.

Волгоград

Dmitriy M. Frolov - Researcher, Volgograd Plague Control Research Institute.

Volgograd

frodm86@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8632-203XПименоваЕ. В.PimenovaE. V.

Пименова Екатерина Владимировна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии.

Волгоград

Ekaterina V. Pimenova - Cand. Sci. (Med.), Senior Researcher, Volgograd Plague Control Research Institute.

Volgograd

ekaterina-304@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7808-7658ЗахароваИ. Б.ZakharovaI. B.

Захарова Ирина Борисовна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории патогенных буркхольдерий.

Волгоград

Irina B. Zakharova - Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher, Volgograd Plague Control Research Institute.

Volgograd

zib279@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2974-1497ЯковлевА. Т.YakovlevA. T.

Яковлев Анатолий Трофимович - доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории иммунологии.

Волгоград

Anatoliy T. Yakovlev - Dr. Sci. (Med.), Professor, Chief Researcher, Volgograd Plague Control Research Institute.

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruВолгоградский научно-исследовательский противочумный институтРоссияVolgograd Plague Control Research InstituteRussian Federation2024191020241936572Copyright © Фролов Д.М., Пименова Е.В., Захарова И.Б., Яковлев А.Т., 20242024Фролов Д.М., Пименова Е.В., Захарова И.Б., Яковлев А.Т.Frolov D.M., Pimenova E.V., Zakharova I.B., Yakovlev A.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.astmedj.ru/jour/article/view/301

Цель исследования: оценить возможности применения аппаратного анализа для регистрации результатов реакции латекс-агглютинации при выявлении патогенных буркхольдерий. Латексный диагностикум был подготовлен на основе мелиоидозных моноклональных антител по разработанной ранее методике. Учет результатов реакции латекс-агглютинации осуществляли с использованием инвертированного микроскопа “Nikon Eclipse TЕ 2000-U HMC/System” (“Nikon”, Япония), а также системы «Эксперт-Лаб» (ЗАО «Эколаб», Россия) с применением технологий видеоцифрового анализа. Полученные результаты объективной оценки реакции латекс-агглютинации были проверены с применением статистических методов анализа данных при помощи программного обеспечения “STATISTICA 12” (“ Statsoft”, США). Использование приборной базы на основе инвертированного микроскопа “Nikon Eclipse” для визуального учета микроагглютинации позволило повысить чувствительность метода реакции латекс-агглютинации до 1•107 КОЕ/мл. Видеоцифровой анализ на аппаратно-программном комплексе «Эксперт-Лаб» дает количественную оценку сканированного изображения результатов агглютинации, что делает возможным проведение статистического анализа полученных данных. Объективная информация о наличии или отсутствии агглютинации фиксируется, при помощи системного программного обеспечения сопоставляются численные значения интенсивности и характера реакции латекс-агглютинации между образцами и контролями. Появляется возможность сохранять протоколы и изображения исследования, архивировать полученные данные исследуемых проб биоматериала, вызывающих подозрение на наличие возбудителей мелиоидоза и сапа. Таким образом, применение инвертированного микроскопа и видеоцифровой системы «Эксперт-Лаб» для объективной оценки реакции латекс-агглютинации при поиске патогенных буркхольдерий позволяет повысить чувствительность реакции латекс-агглютинации, задокументировать и заархивировать полученные результаты, а также обеспечивает возможность проведения внутрилабораторного контроля качества исследований.

Objective: the purpose of the work is assessment of the possibility of using instrumental assay to record the results of the latex test in the detection of pathogenic burkholderia. Monoclonal based latex agglutination test was prepared according to a previously developed technique. The latex agglutination test results were obtained using a “Nikon Eclipse TE 2000-U HMC/System microscope”, as w ell as the video-digital hardware-software com plex “Expert-lab”. The results of an objective assessment of the latex agglutination test were obtained using statistical analysis. The use of “Nikon Eclipse” microscope for visual accounting of microagglutination increased the sensitivity of the latex test to 1•107 CFU/ml. The “Expert-lab” make arrangements for quantitative assessment of the scanned image of the latex test results, which makes it possible to determine the threshold values for discrimination between positive and negative samples. Objective information about the presence or absence of agglutination is recorded. Numerical values of the latex test intensity between samples and controls are compared using system software. Also we can a possibility to save protocols and images of the study, to archive the obtained data. The use of “Nikon Eclipse TE 2000-U HMC/System” microscope for visual recording of the results and on the “Expert-lab” video digital system for objective evaluation of data when searching for pathogenic burkholderia allow s us to document and to archive the data obtained, to conduct in-laboratory quality control of studies and increase the sensitivity of the latex-agglutination reaction.

лабораторная диагностикареакция латекс-агглютинациивидеоцифровой анализсапмелиоидозмоноклональные антителаlaboratory diagnosticslatex agglutination testvideo digital registrationglandersmelioidosismonoclonal antibodyReferencesЛабораторная диагностика опасных инфекционных болезней. Практическое руководство / ред.: Г. Г. Онищенко, В. В. Кутырев. Москва: Шико, 2013. 560 с.Laboratornaya diagnostika opasnykh infektsionnykh bolezney. Prakticheskoe rukovodstvo = Laboratory diagnosis of dangerous infectious diseases. Practical guide. Ed. by G. G. Onishchenko, V. V. Kutyrev. Moscow: Shiko; 2013: 560 p.Lau S. K., Sridhar S., Ho C. C., Chow W. N., Lee K. C., Lam C. W., Yuen K. Y., Woo P. C. Laboratory diagnosis of melioidosis: past, present and future // Experimental biology and medicine (Maywood, N. J.). 2015. Vol. 240 (6). P. 742-751. doi: 10.1177/1535370215583801.Lau S. K., Sridhar S., Ho C. C., Chow W. N., Lee K. C., Lam C. W., Yuen K. Y., Woo P. C. Laboratory diagnosis of melioidosis: past, present and future. Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.). 2015; 240 (6): 742-751. doi: 10.1177/1535370215583801.Козлов А. В. Аналитические возможности методов латекс-агглютинации // Terra Medica. 2005. № 1 (6). С. 11-19.Kozlov A. V. Analytical capabilities of latex agglutination methods. Terra Medica. 2005; 1 (6): 11-19.Жарникова И. В., Жданова Е. В., Жарникова Т. В., Старцева О. Л., Курчева С. А., Геогджаян А. С., Семирчева А. А., Кошкидько А. Г., Гаркуша Ю. Ю. Сравнительная характеристика биотехнологии получения эритроцитарных и латексных диагностикумов для выявления возбудителя туляремии // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю. А. Овчинникова. 2019. Т. 15 (4). С. 27-31.Zharnikova I. V., Zhdanova E. V., Zharnikova T. V., Startseva O. L., Kurcheva S. A., Geogjayan A. S., Semircheva A. A., Koshkidko A. G., Garcusha Yu. Yu. Comparative characteristics of biotechnology for the production of erythrocyte and latex diagnosticums to identify the causative agent of tularemia. Vestnik biotekhnologii i fiziko-khimicheskoy biologii imeni Yu. A. Ovchinnikova = Bulletin of Biotechnology and Physico-Chemical Biology named after Yu. A. Ovchinnikov. 2019; 15 (4): 27-31.Хлынцева А. Е., Лунева Н. М., Белова Е. В., Дятлов И. А., Шемякин И. Г. Разработка и испытания диагностикума на основе моноклональных антител для определения спор возбудителя сибирской язвы в реакции латекс-агглютинации // Проблемы особо опасных инфекций. 2011. Т. 4 (110). С. 71-75.Khlyntseva A. E., Luneva N. M., Belova E. V., Dyatlov I. A., Shemyakin I. G. Development and testing of monoclonal antibodies-based diagnostic preparation for Bacillus anthracis spores’ detection using latex agglutination method. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections. 2011; 4 (110): 71-75.Волина Е. Г., Шкарлат П. Е., Яшина Н. В., Прокопов Н. И., Верховский О. А. Применение диагностической латексной тест-системы для обнаружения антигенов лептоспир в крови экспериментально инфицированных животных // Вестник Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы. Сер.: Медицина. 2000. Т. 3. С. 31-34.Volina E. G., Shkarlat P. E., Yashina N. V., Procopov N. I., Verkhovsky O. A. Diagnostic latex test-system for detecting of leptospira antigens in blood samples of experimentally infected animals and its using. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov imeni Patrisa Lumumby. Seriya “Meditsina” = RUDN Journal of Medicine. 2000; 3: 31-34.Стериополо Н. А., Старовойтова Т. А., Зайко В. В., Мартынкина Л. П., Калачева О. С., Кутвицкий В. А., Тугалуков А. Е., Волощук С. Г., Венгеров Ю. Ю., Тогузов Р. Т. Видеоцифровая система Эксперт-Лаб для регистрации и объективизации результатов латекс-агглютинационных тестов в формате 96-луночного планшета // Клиническая лабораторная диагностика. 2007. Т. 9. С. 37.Sterbpolo N. A., Starovoitova T. A., Zaiko V. V., Martynkina L. P., Kalacheva O. S., Kutvitsky V. A., Tugolukov A. Ye., Voloshchuk S. G., Vengerov Yu. Yu., Toguzov R. T. Expert-lab videodigital system for recording and making an objective assessment of the results of latex-agglutination tests in a 96-well plate. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Clinical Laboratory Diagnostics. 2007; 9: 37.Мажукин Н. В., Марданлы С. Г., Туголуков А. Е. Универсальный аппаратно-программный комплекс «Эксперт-Лаб» для регистрации и интерпретации результатов диагностических лабораторных исследований // Медицинский алфавит. 2016. Т. 19 (282). С. 42.Mazhukin N. V., Mardanly S. G., Tugolukov А. Е. Universal hardware-software complex ‘Expert-lab’ for registration and interpretation of results of diagnostic laboratory tests. Meditsinskiy alfavit = Medical Alphabet. 2016; 19 (282): 42.Kitao K., Norisuye T. Latex agglutination analysis by novel ultrasound scattering techniques // Ultrasonics. 2022. Vol. 119. P. 106581. doi: 10.1016/j.ultras.2021.106581.Kitao K., Norisuye T. Latex agglutination analysis by novel ultrasound scattering techniques. Ultrasonics. 2022; 119: 106581. doi: 10.1016/j.ultras.2021.106581.Gupta S., Sklavounos A. A., Dahmer J., Yong A. K. C., Mohammed A. A. Machine learning to automate the visual interpretation of chemical agglutination tests // 2022 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops and Other Affiliated Events. Pisa, Italy, 2022. P. 230-235. doi: 10.1109/PerComWork-shops53856.2022.9767280.Gupta S., Sklavounos A. A., Dahmer J.; Yong A. K. C., Mohammed A. A. Machine learning to automate the visual interpretation of chemical agglutination tests. 2022 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops and Other Affiliated Events. Pisa, Italy; 2022: 230-235. doi: 10.1109/PerComWorkshops53856.2022.9767280.Luo Y., Joung H. A., Esparza S., Rao J., Garner O., Ozcan A. Quantitative particle agglutination assay using mobile holographic imaging and neural networks // CLEO: Applications and technology. 2022: DOI:org/10.1364/CLEO_AT.2022.Ath2I.5.Luo Y., Joung H. A., Esparza S., Rao J., Garner O., Ozcan A. Quantitative particle agglutination assay using mobile holographic imaging and neural networks. CLEO: Applications and technology. 2022: DOI:.org/10.1364/CLEO_AT.2022.Ath2I.5.Oyamada Y., Ozuru R., Masuzawa T., Miyahara S., Nikaido Y., Obata F., Saito M., Villanueva S. Y. A. M., Fujii J. A machine learning model of microscopic agglutination test for diagnosis of leptospirosis // PloS One. 2021. Vol. 16 (11). e0259907. doi: 10.1371/journal.pone.0259907.Oyamada Y., Ozuru R., Masuzawa T., Miyahara S., Nikaido Y., Obata F., Saito M., Villanueva S. Y. A. M., Fujii J. A machine learning model of microscopic agglutination test for diagnosis of leptospirosis. PloS One. 2021. Vol. 16 (11). e0259907. doi: 10.1371/journal.pone.0259907.Park C., Ngo H., Lavitt L. R., Karuri V., Bhatt S., Lubell-Doughtie P., Shankar A.H., Ndwiga L., Osoti V., Wambua J. K. The design and evaluation of a mobile system for rapid diagnostic test interpretation // Proceedings of the ACM on interactive mobile wearable and ubiquitous technologies. 2021. Vol. 5 (1). P. 1-26. doi: 10.1145/3448106.Park C., Ngo H., Lavitt L. R., Karuri V., Bhatt S., Lubell-Doughtie P., Shankar A. H., Ndwiga L., Osoti V., Wambua J. K. The design and evaluation of a mobile system for rapid diagnostic test interpretation. Proceedings of the ACM on interactive mobile wearable and ubiquitous technologies. 2021; 5 (1): 1-26. doi: 10.1145/3448106.Старовойтова Т. А., Стериополо Н. А., Зайко В. В., Венгеров Ю. Ю. Латексная агглютинация с видеоцифровой регистрацией: повышение диагностической значимости традиционного метода // Клиническая лабораторная диагностика. 2012. Vol. 2. P. 7-13.Starovojtova T. A., Steriopolo N. A., Zayko V. V., Vengerov Yu. Yu. The latex agglutination with video digital registration: the enhancement of diagnostic significance of conventional technique. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2012; 2: 7-13.Фролов Д. М., Тетерятникова Н. Н., Bui T. L., Захарова И. Б., Храпова Н. П. Разработка теста латекс-агглютинации для выявления патогенных буркхольдерий и его апробация в эндемичных регионах Вьетнама // Проблемы особо опасных инфекций. 2020. Т. 4. С. 133-138. doi: 10.21055/0370-1069-2020-4-133-138.Frolov D. M., Teteryatnikova N. N., Bui T. L., Zakharova I. B., Khrapova N. P. Development of a Latex Agglutination Test for Detecting Pathogenic Burkholderia and its Approbation in the Endemic Regions of Vietnam. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2020; 4: 133-138. doi: 10.21055/0370-1069-2020-4-133-138.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.