МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЭПИДЕМИОЛОГИИ
Методический арсенал любой науки предполагает непосредственное изучение явлений, их моделирование и прицельное конструирование. К специальным методам, применяемым в эпидемиологии, относятся следующие.
1. Микробиологическое и иммунологическое слежение за развитием эпидемического процесса.
2. Экспериментальное моделирование элементов эпидемического процесса.
3. Математическое моделирование популяционной изменчивости и эпидемических ситуаций.
4. Конструирование вакцинных штаммов с заданными свойствами и направленное создание других противоэпидемических средств.
Все эти методы различны по содержанию, но имеют общую молекулярно-биологическую основу. Большой информативностью для практики отличаются методы молекулярных исследований, с помощью которых изучают выделенные штаммы возбудителей.
Эти методы делятся на молекулярно-генетические и молекулярно-биологические. Молекулярно-генетические методы направлены на изучение генома возбудителей, а молекулярно-биологические — на выявление фенотипических признаков. Различают скрининг-методы и методы углубленных исследований. При помощи первых можно проанализировать большое количество изолятов, а последних — лишь ограниченное их число в связи с большей детализацией и сложностью исследования. Методы молекулярного анализа можно группировать в соответствии с принципом, положенным в основу выявления конечного результата (использование радиоактивных изотопов, иммуноферментной индикации и др.).
С помощью скрининг-методов можно проводить массовые обследования с изучением изолятов возбудителей. В последующем отдельные варианты отбираются для углубленного анализа с целью выявления генетических перегруппировок.
Прогресс современной молекулярной эпидемиологии связан с появлением быстрых и качественных методов скрининга внехромосомных элементов (плазмид) у бактерий (лизис, очистка ДНК плазмид, электрофорез в агарозном геле).
В настоящее время плазмиды (дополнительные кольцевые молекулы ДНК) обнаружены у значительного количества патогенных и условно-патогенных видов микроорганизмов. Плазмиды с неизвестной функцией (критические) используются для маркирования. Плазмиды большого молекулярного веса (шигелл, передний, энтеропатогенных кишечных палочек) связаны с вирулентностью. Их выявление важно для анализа изменчивости возбудителей.
Возникновение метода переноса колоний непосредственно с чашки на нитро- или диазобумагу позволяет осуществлять скрининг даже без выделения отдельных культур. Можно определять присутствие у составляющих колонию микроорганизмов гомологичных последователей ДНК при помощи молекулярных зондов (блот-гибридизация колоний) или способность их синтезировать определенные продукты при помощи иммунологических зондов (имму- ноблоттинг колоний).
В настоящее время возможно внедрение в эпидемиологическую практику ДНК-зондов на присутствие генов токсигенности: Corynebacterium diphteriae, Vibrio cholerae, энтеротоксигенных E. coli, скарлатинозных Streptococcus pyogenes. Имеются зонды для выявления генов адгезии Е. coli, инвазии возбудителей родов Escherichia, Yersinia, Shigella и т. д. Создана категория зондов, основанная на генах рибосомной РНК, позволяющих идентифицировать виды, роды и более крупные таксономические группы микроорганизмов.
Методы углубленных молекулярно-генетических исследований также имеют высокую молекулярно-эпидемиологическую значимость. Они способствуют выяснению молекулярных механизмов развития эпидемического процесса. Следует назвать анализ фрагментов нуклеиновых кислот, полученных ферментативным расщеплением (рестрикционный анализ ДНК бактерий, о лигонуклеотидное картирование РНК-генома вирусов), и определение нуклеотидной последовательности наиболее важных фрагментов генетического аппарата. В настоящее время метод секвенирования эффективно применяется для изучения изменчивости вирусов.
Большая роль молекулярно-эпидемиологических исследований все больше раскрывается с течением времени. Они вносят решающий вклад в понимание внутренних механизмов развития эпидемического процесса.
Источник: Беляков В. Д., Яфаев Р. X., «Эпидемиология: Учебник» 1989