Введение Современные научные усилия в области биомедицины привести к практической выгоды, включая внедрение эффективных диагностики инфекционных заболеваний. Высокое качество и быстрая диагностика необходимы из-за опасности распространения болезней из-за глобального путешествия и текущие разрушительные последствия вирусных и бактериальных инфекций в нищету районах земного шара 1. В бедных ресурсами странах лечение ВИЧ-положительных пациентов с антиретровирусной терапии (АРТ) была успешно внедрена 2,3. Протоколы АРТ в настоящее время на основе (я) серологические тесты на ВИЧ + людей, (II) один раз в день сочетания генетических схем препарат, используемый в ART 'первой линии' и (III) CD4 и / или вирусной анализы нагрузки чтобы решить, когда начинать АРТ. Протоколы, однако, меняется, поскольку возможности для АРТ теперь могут быть расширены с дальнейшей более расслабленным руководящие принципы для начала АРТ ранее по более высоким числом CD4 2. Важно отметить, что увеличение числа ВИЧ-инфицированных пациентов, получающих АРТ при более высоких CD4 + клеток / мкл крови может даже замедлить распространение ВИЧ-инфекции, несмотря на отсутствие в настоящее время вакцины против ВИЧ, 4, 5. Таким образом ВИЧ-инфекции есть шанс стать хроническим заболеванием в увеличении количества пострадавших, требующих организованной медицине больше, чем когда-либо, но плохое состояние лабораторной медицины в Африке могут остаться барьер эффективной медицинской помощи 6. Есть голоса, чтобы подчеркнуть, что предоставление краткосрочных грантов не дает устойчивых решений 7-9, и в связи с ВИЧ гранты поставляемых западными странами на нынешнем масштабе не может продолжаться вечно 8,9. В 2008 USD 15600 млн было потрачено на программы по СПИДу в странах с низким и средним уровнем доходов, и около 50% из них были от внешних, в том числе Северной Америки, источников. Рассчитаны тенденции показывают, что эти расходы увеличить до 2-3 раз более высокий уровень, и что эпидемия все еще будет с нами в 2031 году, если не будет изменений в текущем общий подход 9. Таким образом африканские страны должны внести свой вклад за счет улучшения профилактики ВИЧ и мудрее экономии 9. Здесь мы предлагаем самые последние изобретательской "ролевых моделей" для повседневной работы будут созданы и внедрены в странах с ограниченными ресурсами (например, в Африке или в Индии). Именно в этих областях земного шара, где ученые будут изучать в полной мере извлечь выгоду из нынешней международной поддержки, а затем использовать свои навыки для дальнейшего улучшения повседневной технологии, внося вклад в глобальное развитие. В западной медицине диагностических мероприятий в крупных научных центрах и больницах, часто "departmentalized", то есть отдельные «зоны интересов» может существовать для различных дисциплин, ведущих к фрагментации в гемато-,-Виро, retroviro-, бактерио-, серо- , иммуно-и цитологических лабораториях вместо проведения объединяющий подход с использованием минимального набора междисциплинарного диагностических тестов в базе инфекционных лаборатории. Кроме того, диагностические тесты также могут быть слишком сложным и дорогостоящим. Очевидно, что такие услуги должны быть более скоординированной, но эти объединения усилий вряд ли придет полностью из западном направлениях. Следовательно, ведущих лабораторий и институтов, таких, как здоровье Национальной лаборатории службы (НХЛ-SA) в сотрудничестве с Университет Витватерсранда в Йоханнесбурге, Южная Африка, сталкиваются с дополнительными задача дальнейшего развития, изменения, переориентации и повышения их экономически эффективных диагностики, основанные на современной технологии. В текущем видео мы описываем поток-цитометрии методы мониторинга антиретровирусной терапии (АРТ) у ВИЧ-инфицированных пациентов. Данная технология представлена поэтапно в шести модулей для комбинации соответствующих гемато-, иммуно-и вирусологических анализов в одной трубке, в сочетании с эфирными внутреннего контроля качества (КК), чтобы обеспечить воспроизводимость тестирования 10. Использование моноклональных антител, занятых здесь все научно полностью установлена. CD45 реагент для белых кровяных клеток 11-13, в сочетании с CD4 перечислить "помощник" Т-лимфоцитов, которые являются главной мишенью для ВИЧ 12-14. Это "конструктивная хитрость", что в той же пробирке CD38 активации маркер обнаружен на CD8 + Т-клеток, как вирусная нагрузка (ВН), связанные анализа 15-17. Для того, чтобы подчеркнуть, Южно-Африканской вклад, укажем, что эти понятия и их экономически эффективных практических комбинаций все были разработаны в НХЛ-Витс сотрудничества на основе передовых западных технологий 10,12,13,16,17. Эти анализы, проведенные в комбинации, которые будут необходимы для надлежащего контроля за пациентами, которые проходят долгосрочные АРТ. Когда экономически efficieNCY тщательно проверял, такое скоординированное потока цитометрии технологии, оказывается, быть экономной 16,18,19. Эти однотрубные анализы представляют экономии за их западные варианты и более аналогичных тестов, проведенных отдельными инструментами и / или осуществляется в различных суррогатных тестов с использованием других методов. Сэкономленные таким образом средства классифицируются в обсуждении. Для принятия этого в основном просто технология, которая использует четыре цвета проточной цитометрии в одной трубе, важно показать, технические шаги в видео формате. Эксперт советники, руководители лабораторий и политиков, которые несут обязанность принимать решения о внедрении современных медицинских технологий, часто не в состоянии увидеть последние технические детали, как осуществляются в крупных региональных лабораторий с огромным бременем рабочей нагрузки. Следовательно, это видео показывает подробную информацию о новых событиях, которые ввели в Южной Африке для оптимизации рабочих процессов для тестирования> 1000 клинических образцов каждого рабочего дня 10,13,16,17. Протокол Проточная цитометрия Испытания проводились по 4-цветной проточной цитометрии, но анализы могут быть выполнены с использованием 2-цветов в двух параллельных труб (см. ниже). Beckman Coulter-XL-MCL, цитометр стабильного струйной 21, используется, но та же технология может быть применима и к другим цитометрах. Технологии, описанной обрабатывает большие ежедневные нагрузки на ~ 800-1100 образцы / день 10,13. Модуль 1: Настройка инструментов Ежедневно в доме обслуживание очистки выполнять два раза в день: при запуске и по окончании последней выборки пациентов. Это включает в себя промывание вакуумной линии и приобретения Clenz (5% гипохлорита натрия; до н.э., Майами, Флорида). Кроме того, в конце каждого 30-трубки карусель Clenz и дистиллированная вода проходит через системы, чтобы минимизировать белка наращивания. На ежедневных запуск вакуумной и давления проверяются. Он подтвердил, что рассчитывает остаться фоне приемлемым (<100 мероприятий в 100 сек). После запуска первого образца крови установлено, что в аликвоту оболочкой жидкости переноса составляет <1%. Затем лазерной центровки и флуоресценции чувствительность контролируется на ежедневной основе с использованием выборки из FlowCheck 21. Он отметил, что средние числа канала соответствуют (500 ± 50) с низким изменения (половина пика CV значения <2%). Компенсации проверяется еженедельно; FlowSet бисером нанесены ли средние значения канала находятся в пределах 1% от заданных значений целевых 22. Чтобы визуально подтвердить точность на Леви-Дженнингса участки, среднее число каналов, а половина пикового коэффициента вариации (HPCV) значения для четырех каналов флуоресценции (FL1-FL4) ежедневно отображается. Следующая точность клеток CD4 подтвержден на два CD4 уровнях. Во время ПГС-CD4 тест крови стабилизировался процесс управления (IMMUNOTROL) используются нижней границе нормы (450-700 CD4 клеток / мкл) и низкого уровня (100-200 CD4 клеток / мкл, в зависимости от партии, ссылка 23). Эти Immunotrol значения должны быть в пределах 0,5 SD средней с% CV <5%, по просьбе международных BC-IQAP программы 24, Великобритания NEQAS 25 и AFREQAS 26. Важно, чтобы эти простые меры, организованного, как показано на видео надежный цитометров поток может поддерживать необходимую стабильность для абсолютного подсчета клеток CD4, такие как тесты и для измерения интенсивности флуоресценции используется для активации маркер CD38. Эта стабильность была недавно подробно документированы 17 подтверждающие предыдущие исследования с использованием других цитометров 15,27. Во время еженедельного обслуживания список данных режима (LMD) файлы находятся в архиве для дальнейшего использования, и это архивные материалы удаляется из цитометр жестком диске. Ежемесячное обслуживание включает в себя очистку контейнеры с реагентами, ножны, clenz и емкости для отходов. Карусели режиме образца голова очищается, а все фильтры также снимается и моется. Такая очистка также распространяется на подготовку станций TQPrep и PrepPlus2 (BC, FL). Пипетки используются для ручной подготовки проверяются в доме по крайней мере каждые 3 месяца, но если пипетирования неточности подозревается пипетки немедленно выведены из эксплуатации для корректирующих действий. Шесть ежемесячное обслуживание запланирован на Beckman Coulter, SA. Модуль 2: Подготовка образцов Для CD45/CD4 двухцветный PanLeucogated протокол 5 Beckman Coulter FlowCARE комплект 28 используется в лизировать-но-процедуру промывания (IMMUNOPREP, Beckman Coulter, FL). Этот комплект содержит CD45-флуоресцеином изотиоцианат (FITC, зеленый) и CD4-фикоэритрин (ПЭ, оранжевый). Flow-Граф бисером 29 приобретаются в натуральном и добавляют в игру специальный оператор-дружескую роль как известно numbeRS из бисера в известном объеме пипетируются на месте в образец 30. Это делается с той же пипеткой, как используются, чтобы предоставить объем крови. Таким образом бисера скорость счета (BCR) в ожидаемом диапазоне показывает, что пипетирования в данном образце именно сделано, как описано в модуле 3 ниже. Важно отметить, что здесь простой метод пипетки, именуемой "вперед пипетки, лучше всего работает при условии, что шарик и кровью объемы поставляются с той же пипетки и наконечника и с одинаковой обработки 30. Мы обнаружили, что вперед пипетирования дали оптимальную общую однородность между лабораториями, как в отношении операторов достижения цели пипетки в допустимых пределах терпимости и воспроизводимость результатов повторного отпуска, как это измеряется коэффициент вариации (% CV) 10,31,32. Этот метод, представленный на местных съездах 32, предназначено для использования в Южно-Африканский национальный Аккредитация Схема (SANAS, www.SANAS.co.za) руководящих принципов. Это BCR использование бусин отличается от других методов объемного подсчета, где наиболее часто лиофилизированный бусинка продуктов, таких как BDS подготовки Trucount используются, которые содержат известные номера из бисера. Эти препараты очень удобна в документе стабильности струйной потока инструментов расход Count (ФКР) метод 20,31. Тем не менее, использование готовых бусинка содержащих трубы оказывает технология более сложная, потому что здесь очень важно, чтобы доставить объема крови в эти трубки с предельной абсолютной точностью. Существует общее мнение, что только для этой цели "обратного пипетирования" технологии приемлемы следующие применимо обучения. Наш метод BCR Поэтому, менее дорогой, более информативным, проще и легче, чтобы узнать, как показано на видео -. По сравнению с альтернативными подобные методы 10,31,32 Мы также считаем, что операторы, использующие вперед пипетки, менее вероятно, аспирация образца в пипетку, которая с обратной пипетки может привести как к повреждению внутреннего механизма и необходимость повторной калибровки, который трудно в отдаленных районах. Наш метод BCR также устраняет необходимость в автоматизированных системах пипетки в малых и средних лабораторий (Список 1). Образцы крови всегда обрабатываются в класс II шкафы биологической. Для того чтобы избежать обширных шума во время съемок видео показана инсценировка с безопасных материалов вне этих шкафов. ПГС-CD4 приобретение протокол о цитометров позволяет время остановиться в данное время ограничить или продолжать приобретать 5000 лимфоцитов события для повышения точности на образцах с низким количеством CD4. Модуль 3: Bead скорость счета (BCR) Мониторинг бусинка скоростей счета (BCR) в нашей системе или каждой контрольной пробы рассчитывается по формуле бусинка событий / сек 10,13,30,32,33. Среднее, SD и CV% значения используются на таблицу, чтобы генерировать последовательность участка для выявления BCR выбросов 30. Это подтверждает, оптимальной работы трех систем пипетки, обработки и анализа называют пробоподготовки проверки (SPV), применяется как образцы пипеткой вручную или с помощью пипетки PrepPlus2 автоматизированных инструментов 10. Во время приобретения BCR результаты непосредственно просмотреть в режиме реального времени на мониторы. На цитометров до н.э. значение средней BCR составляет 80 ± 5 событий / сек. Мы покажем, что аберрантных BCR-х годов были выявлены и повторно запустить до пациента результаты публикуются. Решение дерево алгоритма проиллюстрирована на рисунке 1 (см. также ref.10). Инструмент неисправности обозначены колебания BCR, когда контроль при продольных проверки точности (спорыньи) для обнаружения пипетирования тенденции, модели и внезапным изменениям 10. Fluidics точность проверки (FPV) является дополнительным внутренние процедуры, где одно разведение бисера аликвоты на 10 труб для последовательного приобретения, чтобы подтвердить признаки жидкого нестабильности на потенциально неправильно инструменте 10. Модуль 4: CD45 Для обычных абсолютных отсчетов в наших исследованиях полный анализатор крови ЛГ-750 (Beckman Coulter), калиброванный ежемесячно, ежедневно используется в качестве основы для подсчета белых клетки (ВСЦ), против которого поток цитометров сравниваются. CD45-порожденных ВКК-с на поток цитометров также проверку ежедневно по сравнению с тремя уровнями стабилизировалась Beckman Coulter 5C целом контроль кровяных телец. Допустимых пределах ВКК соглашение между потоком CD45 графов и полную анализаторы крови составляет <5% 10. Это указывает на то, что, когда ресурс ограничения являются более строгими, то в нашем сервисе, чем единый документ, например, проточный цитометр, кажется, достаточно, чтобы обеспечить клинически соответствующие ВСЦ в том числе CD4. Белый себуду рассчитывает дифференциальные выполняются на различных гематологических анализаторов, которые отличаются, в частности, в оценке моноцитов рассчитывает. Шаблон дифференциальных CD45 выражение классической использования поточной технологии для дифференциальных ВСЦ 11,12, 34. Как Проточный цитометр полученных CD45 ВСЦ и дифференциальные счетчики оказались точными, точные и надежные, они могут быть включены в регулярно ПГС-CD4 метод испытаний, а также доступны для врачей без дополнительной оплаты. Аномальные CD45 модели отмечены на участках CD45/side разброс протокол ПГС-CD4 и последовали меры по окрашенных фильм кровь подсказать дальнейшие клинические исследования. Этот метод обнаружения инфекции (бактериальных и вирусных), лейкемия и лимфома с обеих ВИЧ-отрицательных и ВИЧ-положительные пациенты 34, 35. Во время обычной лаборатории последующей у ВИЧ + пациентов общий анализ крови часто не просили из лаборатории гематологии. Поэтому ненормальным CD45 образцы диагностического когда откровенно наблюдали в образцах послал за CD4. Дополнительным преимуществом является то, что точные абсолютные числа лимфоцитов CD4 все еще может быть сделано, даже у пациентов с результатами лейкоза или лимфомы в крови 35. Поток CD45 хорошо подходит для стандартизации гематологии. Гематологические инструменты существенно отличаются друг от друга. Мы предлагаем ввести CD45 основе проточной цитометрии контроля качества для дифференциалов WBC сравнивать и стандартизировать гематологические анализаторы 10,36. Модуль 5: CD4 ПГС-CD4 протокола введены на программное обеспечение компании Beckman Coulter XL состоит из восьми дот-участков. Из них 4 используются для определения клеток CD4 и 4 для мониторинга качества 12,13. Среди них два интернет-участков показано на Рис.2 важны. Все белые клетки идентифицируются при помощи CD45 и бокового рассеяния (регион дот-график 2), а мусора, красные клетки крови / призраков и тромбоцитов, игнорируются. CD45 + события затем переносятся на дот-3, где сюжет CD4 + лимфоцитов, идентифицируются по их яркие выражения CD4 и низкий разброс стороне (область С). Абсолютная CD4 + лимфоцитов рассчитываются исходя из количества событий в области С и WCC (в калибровке потока F регионе Count). Значения CD4% лимфоцитов получаются из области В интернет-участок 2. Сильно CD4 + Т-лимфоцитов и слабо CD4 + моноциты подвергаются дискриминации по CD4-интенсивности флуоресценции и рассеяния функций без необходимости использования дополнительных CD3 Т-клеток специфических антител в реагенте коктейль (обзор в ref.13). Модуль 6: CD8/CD38 CD8-CD38 окрашивание части 4-цветная окраска использованием CD45-FITC/CD4-PE/CD8-ECD/CD38-PC5. CD4/CD45 то же самое, что и выше (Flow Уход ПГС-CD4) и два дополнительных реагентов добавленной CD8-ECD/CD38-PC5 17. Если цитометр работает только два цвета, дополнительная трубка добавил выполнять CD8-FITC/CD38-PE двухцветной окраски, используя опять лизировать-но-процедуру промывания (IMMUNOPREP, Beckman Coulter, FL). Стробирования стратегия похожа на CD4 используется для идентификации CD8 + Т-клеток с CD8-ECD сравнению стороне рассеяния (рис. 3). Экспрессии CD38 на CD8 + лимфоцитов на графике как одного гистограммы параметра CD38-PC5 средняя интенсивность флуоресценции (МФО) против клеток 16,17. CD38 МФО значения нанесены последовательно для каждого посещения одного и того же пациента. Первый визит (до лечения) является «базовым» МФО значение, до которого каждый второй визит CD38 же человека МФО сравнивается 16. Органы управления и инструмент стабильности, как это описано в модуле 1 базируется на ежедневном приобретении потока Проверьте монитор лазерной центровки и стабильность напряжения. Поток Установите устанавливает цвет компенсация за все четыре люминесцентные каналов (см. выше). Immunotrol является "негативным" процесс контрольного образца. «Положительные» управления моноцитов в крови нормальное выражение 9 х 10 3 CD38 молекул в клетке, и известный образец ВИЧ + необработанной 17. Сети южноафриканского национального здравоохранения лаборатории обслуживания (SA-НХЛ) лабораторий принял методы контроля качества стандартизированных в 70 лабораториях 13, 33 с централизованной базой данных, содержащей стандартных оперативных процедур и учебных материалов. Лаборатории в сети помогают дискуссии, дальнейшее обучение и регулярное прослушивание в том числе проверку пипетки технологии 32,33. Программа оценки качества отслеживается ежемесячно. Таким образом, управление качеством переданы на региональном, но высокие стандарты поддерживаются с вкладом SA-НХЛ QA Департамента 13, 26. Список 1 Потенциальная экономия при скоординированной цитометрии при ВИЧ-инфекции.: Использование одного прибора с фамильярностью и договор на обслуживание, а не ркурсирующих несколько гематологические, иммунологические и вирусологические инструменты Выполнение анализов в одной трубе, без дополнительных затрат и без отправки образцов в и из разных мест, включая как ВСЦ, WBC дифференциальных количества CD4 тестирования и мониторинга CD38MFI предсказать ответ на АРТ Немедленное отчетности ответа на АРТ с CD38 МФО отчетности, значительно улучшая поворот раза по сравнению с традиционными ВЛ ВИЧ отчетности (в реальном времени) Ясности и клиническое использование комбинированной оценки результатов на том же форм отчетности Необходимость автоматических приборов пипетирования могут быть сведены на нет, как простой метод "вперед-пипетки" используется и образцов контролируются BCR, Во время работы, неточной обработки образцов выявлены и проблемные результаты теста исправлены прежде, чем результаты уполномоченного Проактивная превентивного управления для прибора неисправность приводит к раннее бронирование службы до тяжелой аварии Диагностика неожиданных случаев лейкемии / лимфомы во время обычной повседневной деятельности службы Расширение подобной технологии потока для лейкемии фенотипирование и мониторинга Координация CD38 тест с хранения сухой капли крови (DBS) на ВИЧ Л. тестирования у всех пациентов и экономии затрат, отправив DBS для оценки только если Есть клинические или CD38 указания сделать это Аналогичная технология потока заменить интерферон-γ ELISpot метод в борьбе с туберкулезом анализы Контроль качества для периферийных лабораторий, которые выполняют "точка-санитарной помощи" CD4 тесты Сохранение расходов на "нежелательные" реагенты, такие как антитела к CD3 и подмножество маркеры (CD38, но вместо покупки) Массовая покупка недорогой бисер для тестирования BCR (вместо того чтобы покупать дорогие предварительно пипеткой счетно-трубы) В сети, совместные переговоры по выгодным ценам для массовых грузов с коммерческими компаниями Рисунок 1. Дерева решений / алгоритм используется, когда образец, испытанный показывает отдаленный результат шарик скорость счета (BCR). Основной задачей является исключение пипетирования ошибки по сравнению с прерывистым объемные недостаточности. Диаграмма показывает вероятные причины ошибок. Он также указал, что, какой протокол гистограмм и статистика пострадавших 10. Рисунок 2 Пример ПГС CD4 протокол, который включает в себя CD45-FITC (зеленый; оси абсцисс). Сравнению стороне рассеяния (сложности; оси ординат) и CD4-PE; (оранжевый, X-ось) по сравнению стороне рассеяния ( сложности; у-оси). 'A' ворота общего белого населения ячейке с выбранным ворота "B" лимфоцитов. 'A' ворота переносится на второй диаграмме справа в целях выявления CD4 + лимфоцитов в 'C' ворота. Рисунок 3 Сочетание CD45/CD4 panleucogating анализа. (В диаграммах '2 'и '3', см. также рис.2) с CD8/CD38 анализа (в диаграммах '4 'и '6). Когда общее лейкоцитов ('A' ворота) передаются на диаграмме '4 ', здесь CD8 + лимфоцитов в закрытом на основе CD8-ECD (' х 'оси) и боковой разброс (' у'-оси, как показано на рисунке в 'D' ворота). Затем CD8 +-клетки переносятся в диаграмме '6 'для визуализации CD38-PC5 интенсивность окрашивания в однопараметрическое диаграмме. Это показано, как 'G' параметр в диаграмме '6 '. Означает флуоресценции CD38-PC5 интенсивности (МФО) записывается. На АРТ это значение постепенно уменьшается 16,17.