Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI61410.15789/2220-7619-2019-1-209-215SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯUnknownA verified multiplexed immunoassay for detecting antibodies against infectious pathogensОценка метода мультиплексного выявления антител к возбудителям инфекционных заболеванийPoltavchenkoA. G.ПолтавченкоА. Г.
Russian Federation

Poltavchenko Alexander Georgievich - PhD, MD (Biology), Head of Immunochemistry Laboratory, State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”.

630559, Novosibirsk Region, Koltzovo.

Phone/fax: +7 (383) 336-74-09 (office); +7 (913) 735-91-74 (mobile).

SPIN: 9153-2935

Полтавченко Александр Георгиевич - доктор биологических наук, заведующий лабораторией иммунохимической диагностики.

630559, Новосибирская обл., п. Кольцово.

Тел./факс: 8 (383) 336-74-09 (служебн.); 8 (913) 735-91-74 (моб.).

SPIN-код: 9153-2935

poltav@vector.nsc.ruNechitayloO. V.НечитайлоО. В.
Russian Federation

Nechitaylo Oleg Vyacheslavovich - Trainee Researcher, Immunochemistry Laboratory, State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”.

630559, Novosibirsk Region, Koltzovo.

Нечитайло Олег Вячеславович - стажер-исследователь лаборатории иммунохимической диагностики.

630559, Новосибирская обл., п. Кольцово.

nechitaylo_ov@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7763-3808FilatovP. V.ФилатовП. В.
Russian Federation

Filatov Pavel Vladimirovich - PhD (Biology), Researcher, Immunochemistry Laboratory, State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”.

630559, Novosibirsk Region, Koltzovo.

SPIN: 2055-2826

Филатов Павел Владимирович - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории иммунохимической диагностики.

630559, Новосибирская обл., п. Кольцово.

РИНЦ - 781254

SPIN-код: 2055-2826

Researcher ID: O-8653-2014

Scopus Author ID: 54882522300

medic@sibmail.ruErshA. V.ЕршА. В.
Russian Federation

Ersh Anna Vasilievna - PhD (Biology), Researcher, Immunochemistry Laboratory, State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”.

630559, Novosibirsk Region, Koltzovo.

Ерш Анна Васильевна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории иммунохимической диагностики.

630559, Новосибирская обл., п. Кольцово.

ersh_av@vector.nsc.ruState Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»19052019912092152702201806032019Copyright ©; 2019, Poltavchenko A.G., Nechitaylo O.V., Filatov P.V., Ersh A.V.Copyright ©; 2019, Полтавченко А.Г., Нечитайло О.В., Филатов П.В., Ерш А.В.2019Poltavchenko A.G., Nechitaylo O.V., Filatov P.V., Ersh A.V.Полтавченко А.Г., Нечитайло О.В., Филатов П.В., Ерш А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/614

Baseline screening of population groups at increased risk of developing infectious diseases (ID) includes a number of ELISA-based analyses, thereby accounting for high cost laborious and time-consuming examination. Earlier wedeveloped a cheap multiplex assay allowing to quickly perform a complex initial testing. Here, we would like to describe a novel kit designed to simultaneously detect antibodies against the six ID pathogens in blood products (plasma, serum etc.): human immunodeficiency virus, hepatitis B and C viruses, cytomegalovirus, Treponema pallidum and Toxoplasma gondii. The kit is based on multiplex dot-immunoassay over flat protein arrays (immune chips) utilizing colloidal gold conjugates and silver development. It allows carrying out complex analysis at room temperature within 70 minutes and does not require highly-qualified personnel. In this article, the results of laboratory tests of the experimental sample of a multiplex kit are compared with commercial ELISA kits from five Russian manufacturers using an array of 240 blood product samples including 200 clinical serum (plasma) samples from patients with ID and 40 plasma samples from donors. It was shown that the multiplex test analysis has a sensitivity and specificity of at least 95%, and optical signals of the dot-assay correlate well with the optical density values obtained using commercial ELISA kits and allow a semiquantitative evaluation of the content of specific antibodies in the sample. Furthermore, multiplex analysis is quicker and cheaper compared to ELISA and can be carried out in field. The kit for multiplex dot-immunoassay of antibodies can provide a complex approach to the diagnosis of ID, significantly simplify initial testing, make it faster, more efficient and affordable for patients.

Первичное обследование групп населения с повышенным риском заражения инфекционными заболеваниями (ИЗ) предполагает выполнение ряда анализов с использованием моноспецифических диагностических систем и представляет собой длительную, трудоемкую и дорогостоящую процедуру. Ранее нами разработан мультиплексный тест, позволяющий оперативно и недорого проводить комплексное первичное тестирование. Создан набор, позволяющий одновременно выявлять в препаратах крови антитела к 6 возбудителям ИЗ: вирусу иммунодефицита человека, вирусам гепатитов B и C, цитомегаловирусу, Treponema pallidum и Toxoplasma gondii. Набор основан на мультиплексном дот-иммуноанализе на плоских белковых матрицах (иммуночипах) с использованием конъюгатов коллоидного золота и серебряного проявления. Он позволяет выполнять комплексный анализ при комнатной температуре в течение 70 мин и не требует высокой квалификации оператора. В настоящей статье представлены результаты лабораторных испытаний экспериментального образца мультиплексного набора в сравнении с наборами для иммуноферментного анализа (ИФА) пяти российских производителей с использованием массива из 240 образцов препаратов крови, включающих 200 клинических проб сывороток (плазмы) крови от больных ИЗ и 40 образцов плазмы доноров. Показано, что мультиплексный тест обладает чувствительностью и специфичностью анализа не менее 95%, а оптические сигналы дот-анализа хорошо коррелируют с показателями оптической плотности, полученными с использованием коммерческих наборов для ИФА, и позволяют проводить полуколичественную оценку содержания специфических антител в образце. При этом мультиплексный дот-анализ более оперативен и экономичен, по сравнению с ИФА и может выполняться во внелабораторных условиях. Набор для мультиплексного дот-иммуноанализа антител может обеспечить комплексный подход к диагностике ИЗ, значительно облегчить проведение первичного тестирования, сделать его более оперативным и доступным для пациентов.

infectious diseasesantibodiesinitial complex testingmultiplex dot-immunoassaysensitivityspecificityquantitationинфекционные заболеванияпервичное комплексное обследованиемультиплексный дот-иммуноанализчувствительностьспецифичностьколичественное определениеFederal Budgetary Research Institution - State Research Center of Virology and Biotechnology Vector (FBRI SRC VB «Vector») Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing Russian FederationГосударственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Минздравсоцразвития РоссииЛяужева Ф.М., Тленкопачев Р.С., Жибурт Е.Б. Выбраковка доноров по маркерам инфекций в Кабардино-Балкарской Республике // Трансфузиология. 2014. № 4. С. 32–36.Полтавченко А.Г., Ерш А.В., Пьянков С.А., Никонов А.М., Волков Г.Н, Кривенчук Н.А. Многопрофильная серодиагностика инфекционных заболеваний. Инструментальный учет результатов анализа // Биотехнология. 2013. № 4. С. 74–82.Burgess S.T.G., Kenyon F., O’Looney N., Ross A.J., Kwan M.C., Beattie J.S., Petrik J., Ghazal P., Campbell J.C. A multiplexed protein microarray for the simultaneous serodiagnosis of human immunodeficiency virus/hepatitis C virus infection and typing of whole blood. Anal. Biochem., 2008, vol. 382, pp. 9–15. doi: 10.1016/j.ab.2008.07.017Corstjens P.L.A.M., Chen Z., Zuiderwijk M., Bau H.H., Abrams W.R., Malamud D., Niedbala R.S., Tanke H.J. Rapid assay format for multiplex detection of humoral immune responses to infectious disease pathogens (HIV, HCV, and TB). Ann. N.Y. Acad. Sci., 2007, vol. 1098, pp. 437–445. doi: 0.1196/annals.1384.016Ellington A.A., Kullo I.J., Bailey K.R., Klee G.G. Antibody-based protein multiplex platforms: technical and operational challenges. Clin. Chem., 2010, vol. 56, pp. 186–194. doi: 10.1373/clinchem.2009.127514Hartmann M., Roeraade J., Stoll D., Templin M.F., Joos T.O. Protein microarrays for diagnostic assays. Anal. Bioanal. Chem., 2009, vol. 393, pp. 1407–1416. doi: 10.1007/s00216-008-2379-zLen O., Garzoni C., Lumbreras C., Molina I., Meije Y., Pahissa A., Grossi P. Recommendations for screening of donor and reci- pient prior to solid organ transplantation and to minimize transmission of donor-derived infections. Clin. Microbiol. Infect., 2014, vol. 20, iss. 7, pp. 10 –18. doi: 10.1111/1469-0691.12557Lochhead M.J., Todorof K., Delaney M., Ives J.T., Greef C., Moll K., Rowley K., Vogel K., Myatt C., Zhang X.Q., Logan C., Benson C., Reed S., Schooley R.T. Rapid multiplexed immunoassay for simultaneous serodiagnosis of HIV-1 and coinfections. J. Clin. Microbiol., 2011, vol. 49, pp. 3584–3590. doi: 10.1128/JCM.00970-11Myyrylainen T., Talha S.M., Swaminathan S., Vainionpaa R., Soukka T., Khanna N., Pettersson K. Simultaneous detection of human immunodeficiency virus 1 and hepatitis B virus infections using a dual-label time-resolved f luorometric assay. J. Nanobiotechnol., 2010, vol. 8, pp. 27–32. doi: 10.1186/1477-3155-8-27Petrik J. Diagnostic applications of microarrays. Transfus. Med., 2006, vol. 16, pp. 233–247. doi: 10.1111/j.1365-148.2006.00673.xPoltavchenko A.G., Nechitaylo O.V., Filatov P.V., Ersh A.V., Gureyev V.N. Multiplex method for initial complex testing of antibodies to blood transmitted diseases agents. J. Virol. Meth., 2016, vol. 236, pp. 231–236. doi: 10.1016/j.jviromet.2016.08.003Poltavchenko A.G., Zaitsev B.N., Ersh A.V., Korneev D.V., Taranov O.S., Filatov P.V., Nechitaylo O.V. The selection and optimization of the detection system for self-contained multiplexed dot-immunoassay. J. Immunoassay Immunochem., 2016, vol. 37, pp. 540 –554. doi: 10.1080/15321819.2016.1174134Talha S.M., Saviranta P., Hattara L., Vuorinen T., Hytönen J., Khanna N., Pettersson K. Array-in-well platform-based multiplex assay for the simultaneous detection of anti-HIV- and treponemal-antibodies, and hepatitis B surface antigen. J. Immunol. Meth., 2016, vol. 429, pp. 21–27. doi: 10.1016/j.jim.2015.12.007Tighe P.J., Ryder R.R., Todd I., Fairclough L.C. ELISA in the multiplex era: potentials and pitfalls. Proteomics Clin. Appl., 2015, vol. 9, pp. 406–422. doi: 10.1016/j.jim.2015.12.007Wong J., Sibani S., Lokko N.N., LaBaer J., Anderson K.S. Rapid detection of antibodies in sera using multiplexed self-assembling bead arrays. J. Immunol. Meth., 2009, vol. 350, pp. 171–182. doi: 10.1016/j.jim.2009.08.013