rocedimientos
en Microbiología Clínica Recomendaciones
de la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología
Clínica
Editores:
Emilia Cercenado y Rafael Cantón
29. Diagnóstico
microbiológico de las infecciones por virus respiratorios. 2008
Coordinador:
José
M Eiros Bouza
Autores:
Inmaculada
Casas Flecha
José
M Eiros Bouza
Raúl
Ortiz de Lejarazu
Pilar Pérez
Breña
Francisco
Pozo Sánchez
Guillermo
Ruiz Carrascoso
Alberto
Tenorio Abreu
DOCUMENTO CIENTÍFICO
1. INTRODUCCIÓN
La infección respiratoria aguda es la patología más
frecuente a lo largo de toda la vida del ser humano. En nuestro país,
atendiendo a los datos publicados en pacientes en edad infantil, las
enfermedades infecciosas son el motivo de más del 60% de las
consultas en pediatría extrahospitalaria. De ellas, aproximadamente
el 70% corresponde a una infección respiratoria y más de la
mitad de estas son de origen vírico. La mayoría de las
infecciones respiratorias sólo afectan al tracto respiratorio
superior y pueden ser consideradas leves, de curso benigno y autolimitado
(catarro común, rinitis y faringoamigdalitis). Sin embargo, se
estima que alrededor del 5% pueden implicar al tracto respiratorio
inferior (bronquitis, bronquiolitis y neumonía). Son infecciones
potencialmente más graves que, en muchos casos, requieren el
ingreso hospitalario.
En edad adulta las infecciones respiratorias de origen vírico
son una causa importante de morbilidad, sin embargo los cuadros clínicos
que precisan atención médica prácticamente se limitan
a ancianos y a pacientes severamente inmunodeprimidos o con una patología
pulmonar subyacente.
2.
PRINCIPALES FOCALIDADES CLÍNICAS Y AGENTES IMPLICADOS
Además de los virus de la gripe A, B y C, se han identificado
más de doscientos virus diferentes. Se distribuyen en seis familias
(Tabla 1) y están implicados en la patogénesis del conjunto
de cuadros clínicos que pueden reconocerse en la infección
del tracto respiratorio.
Tabla 1. Virus asociados con síndromes respiratorios
en el ser humano.
Familia
Género
Virus
Tipos y subtipos
Orthomyxoviridae
Influenzavirus A
Virus de la gripe A
H1N1
H3N2
H5N1
H7N7
H7N3
H9N2
Influenzavirus B
Virus de la gripe B
Influenzavirus C
Virus de la gripe C
Paramyxoviridae
Respirovirus
Virus parainfluenza 1
Virus parainfluenza 3
Rubulavirus
Virus parainfluenza 2
Virus parainfluenza 4
VPI-4A
VPI-4B
Metapneumovirus
Metapneumovirus humano
Pneumovirus
Virus respiratorio sincitial
VRS-A
VRS-B
Picornaviridae
Enterovirus
Rhinovirus
Coronaviridae
Coronavirus
Coronavirus 229E
Coronavirus OC43
Coronavirus SARS
Coronavirus NL63
Coronavirus HKU1
Adenoviridae
Mastadenovirus
Adenovirus
Parvoviridae
Bocavirus
Bocavirus humano
Como característica general de estas infecciones, cada uno de
los virus puede ser el agente etiológico de más de un síndrome
diferente (Tablas 2 y 3). Sin embargo, cada uno de ellos se asocia
mayoritariamente con un tipo particular de enfermedad, dependiendo en
muchos casos del área geográfica, de la estacionalidad y de
la edad del paciente. Como ejemplo, en nuestro entorno los rinovirus son
la causa más frecuente de catarro común en los adultos, el
virus respiratorio sincitial (VRS) es el más prevalente en las
bronquiolitis de niños de corta edad y el virus parainfluenza tipo
1 es el agente responsable del mayor número de casos de
laringotraqueobronquitis aguda. Sin embargo, estos mismos cuadros pueden
estar también ocasionados por otros agentes víricos. Las
características epidemiológicas de algunos de estos virus
les confieren propiedades que también pueden ser identificativas.
Los virus parainfluenza 1 y 2, de la gripe y VRS suelen aparecer de forma
epidémica, habitualmente en otoño los virus parainfluenza,
en tanto que los brotes de gripe y VRS se suelen producir en invierno y al
comienzo de la primavera.
Las focalidades infecciosas, consideradas con un criterio didáctico,
son las siguientes: resfriado común, faringitis aguda, laringitis
aguda, laringotraqueobronquitis aguda, otitis media aguda, sinusitis,
epiglotitis, bronquitis aguda, exacerbación de la enfermedad
pulmonar obstructiva crónica, bronquiolitis y neumonía.
El resfriado o catarro común deriva de la inflamación
de las vías nasales y la faringe y con frecuencia de la afectación
concomitante de los senos paranasales, el oído medio y el árbol
traqueobronquial. Es una de las principales causas de morbilidad aguda en
los países occidentales y en su etiología se implican
diferentes virus (Tablas 2 y 3). Su período de incubación
suele oscilar entre 12 y 72 horas y los síntomas suelen incluir
obstrucción nasal, rinorrea, estornudos, molestias o dolor de
garganta y tos. La máxima expresividad clínica se alcanza a
los dos o tres días y la duración media se sitúa en
torno a la semana. En la exploración los hallazgos suelen ser mínimos.
El patrón estacional revela en nuestro medio su prevalencia más
elevada en los meses fríos del invierno, si bien las variables que
predicen su aparición no son bien conocidas.
La faringitis aguda es un síndrome inflamatorio de la
faringe, que en la mayoría de los casos es de etiología vírica
y se integra en otros cuadros como el catarro común y la gripe. Es
importante señalar que además de los virus reflejados en las
Tablas 2 y 3 también se documenta en el contexto de la primoinfección
por el VIH y por algunos herpes virus tales como el virus de Epstein-Barr,
los herpes simplex y el citomegalovirus, objeto de revisión en
otros procedimientos. La mayoría de los casos de faringitis se
producen en los meses fríos del año aunque se asocia
mayoritariamente con los rinovirus en otoño y primavera. El síntoma
clínico predominante suele ser el dolor y la irritación faríngea
que disminuyen en escasos días.
La laringitis se asocia a la presencia de ronquera con tos
seca con una mediana de duración de tres días. Todos los
virus respiratorios clásicos se han implicado en su etiología.
La laringotraqueobronquitis aguda o crup es una infección
vírica de las vías respiratorias superiores e inferiores que
afecta preferentemente a niños pequeños. Cursa con inflamación
en la zona subglótica y un cuadro llamativo de disnea acompañada
de una inspiración estridente característica. En la Tabla 3
se indican los agentes etiológicos involucrados en el cuadro y su máxima
prevalencia es variable en función del tipo de agente y de la
estación del año.
En la otitis media aguda se documenta la presencia de líquido
en el oído medio, acompañado de fiebre, dolor y alteraciones
de la audición. Los virus suelen estar involucrados en su etiología
de manera aislada, o más frecuentemente asociados a bacterias.
La sinusitis aguda consiste en una afección
inflamatoria de uno o más senos paranasales. Su categorización
obedece a diversos parámetros tales como el estado inmunitario del
paciente y su origen comunitario o nosocomial. La etiología vírica
de la misma se documenta en el contexto de otras focalidades respiratorias
de vías altas entre las que destacan el resfriado común. Por
ello la clínica coincide con la de aquel, si bien persiste en el
tiempo.
La epiglotitis aguda consiste en una celulitis de la
epiglotis y de las estructuras adyacentes que pueden condicionar la
obstrucción de las vías respiratorias, afectando
fundamentalmente a niños preescolares y siendo la etiología
vírica poco prevalente.
La bronquitis aguda supone la existencia de un cuadro
inflamatorio del árbol traqueobronquial de etiología
fundamentalmente vírica y prevalencia invernal. En la Tabla 2 se
reflejan los agentes etiológicos más frecuentemente
implicados. Clínicamente la tos suele aparecer de forma preeminente
sobre otros síntomas y su duración se mantienen a lo largo
de varias semanas.
Los episodios de exacerbación de la enfermedad pulmonar
obstructiva crónica pueden asociarse a la infección por
virus respiratorios, entre los que destacan el VRS, si bien la etiología
bacteriana mantiene un gran protagonismo.
La bronquiolitis es una enfermedad vírica aguda de las
vías respiratorias inferiores que suele cursar con tos, rinorrea,
taquipnea y disnea. La etiología vírica presenta un claro
protagonismo tal como se refleja en la Tabla 3.
La neumonía está causada por gran número
de microorganismos tanto bacterianos, víricos, micóticos y
protozoarios. Conceptualmente presenta gran interés para el microbiólogo
la caracterización de su adquisición comunitaria o
nosocomial, así como establecer el estrato etario en el que se
documenta. Por lo que hace referencia a su etiología vírica
los agentes más frecuentemente implicados se reflejan en las Tablas
2 y 3, y sus características clínicas se describen con
precisión en los protocolos clínicos de la SEIMC.
Tabla 2. Etiología vírica de los síndromes
respiratorios en adultos
Virus
Catarro común
Faringitis
Traqueobronquitis
Neumonía
Virus respiratorio sincitial
+
+
+
-
Virus parainfluenza 1
+
+
+
-
Virus parainfluenza 2
+
+
+
-
Virus parainfluenza 3
+
+
+
-
Virus parainfluenza 4
+
+
+
-
Metapneumovirus humano
+
+
+
-
Virus influenza A
+
2+
3+
2+
Virus influenza B
+
2+
2+
+
Rinovirus
4+
2+
+
+
Coronavirus
+
+
+
+
Enterovirus
+
+
+
+
Adenovirus
+
+
+
+
Símbolos de frecuencia relativa: +
(caso aislado), 2+ (pequeña proporción de casos), 3+
(proporción considerable de casos), 4+ (mayoría de
casos).
3. VIRUS DE
LA GRIPE
3.1. MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA
Los virus gripales se incluyen en la familia Orthomyxoviridae,
que en la actualidad agrupa cinco géneros. Todos ellos son virus
con ARN monocatenario, de tamaño medio, simetría helicoidal
y provistos de una membrana de envoltura. La denominación de "myxovirus"
se relaciona con su afinidad por la mucina, mucoproteína existente
en el moco de diversas secreciones, en algunos receptores epiteliales, en
la membrana de los hematíes y en el suero.
Los virus gripales A y B (virus influenza A y B) constituyen los géneros
más importantes. El virus gripal C constituye un tercer género,
con escaso interés en patología humana, y difiere en
determinadas características del género anterior. El cuarto
género es de descripción más reciente, se ha
denominado "Virus Togoto", con un interés también
reducido en el ámbito clínico. El quinto género está
integrado por los Isavirus, de interés veterinario.
En la Tabla 4 se exponen las características más
relevantes de los virus gripales A y B. Los viriones poseen una forma esférica
o filamentosa y en su interior albergan un nucleocápside que
contiene ocho fragmentos de ARN monocatenario, una nucleoproteína y
el complejo ARN-polimerasa. En el exterior de este nucleocápside y
por debajo de la membrana de envoltura se sitúan la proteína
matriz (M1), que confiere estabilidad a la partícula vírica
y la proteína M2.
En la parte más externa se sitúa la membrana de
envoltura, que procede de la membrana citoplasmática de la célula
huésped y es de naturaleza lipídica. En ella asientan
glucoproteínas de origen vírico, dispuestas a modo de
proyecciones denominadas hemaglutinina (HA) y neuraminidasa (NA). El
componente glucoproteico más importante es la HA, que constituye en
torno al 25% de las proteínas víricas. Cada virión
presenta alrededor de un millar de proyecciones, dispuestas a modo de espículas
superficiales, formadas cada una por un trímero de tres subunidades
idénticas, que en conjunto poseen un peso molecular de 250 kD.
Entre sus funciones biológicas cabe destacar que es responsable
tanto de la fijación del virus a los receptores mucoproteicos de
las células del epitelio respiratorio (que contienen ácido
N-acetil-neuramínico) como de la fusión entre la envoltura vírica
y la membrana celular.
La NA representa alrededor del 5% de las proteínas totales del
virión, el cual presenta del orden de 200 moléculas de la
misma. Estas están constituidas por cuatro subunidades idénticas
que forman un tetrámero de 240 kD. Su actividad funcional se
caracteriza por ser una N-acetilneuraminilhidrolasa (sialidasa),
provocando la liberación del ácido N-acetilneuramínico,
constituyente de todas las mucinas. Por ello colabora con la HA en los
procesos de fusión y penetración celular así como en
la liberación de nuevos viriones, difusión de los mismos y
apoptosis celular.
Tabla 3. Etiología vírica de los síndromes
respiratorios en niños
Virus
Catarro común
Faringitis
Laringotraqueo-bronquitis
(crup)
Neumonía
Bronquiolitis
Virus respiratorio sincitial
3+
2+
2+
4+
4+
Virus parainfluenza 1
3+
2+
4+
2+
2+
Virus parainfluenza 2
2+
+
+
+
+
Virus parainfluenza 3
3+
2+
2+
3+
3+
Virus parainfluenza 4
2+
+
+
+
+
Metapneumovirus humano
2+
2+
+
+
3+
Virus influenza A
2+
2+
2+
3+
3+
Virus influenza B
2+
2+
+
+
+
Rinovirus
2+
2+
+
+
+
Coronavirus
+
+
+
+
+
Enterovirus
+
+
+
+
+
Adenovirus
3+
2+
+
+
+
Bocavirus humano
2+
2+
+
2+
3+
Símbolos de frecuencia relativa: +
(caso aislado), 2+ (pequeña proporción de casos), 3+
(proporción considerable de casos), 4+ (mayoría de
casos).
Tabla 4. Principales características
de los virus gripales A y B.
Tipos
Dos. Definidos por la nucleoproteína:
virus gripal A y virus gripal B
Subtipos
Diversos en el virus gripal A definidos
por las glucoproteínas de superficie
Acido nucleico
ARN monocatenario de polaridad negativa
Simetría
Helicoidal
Envoltura
Lipídica con proyecciones
glucoproteicas
Forma del virión
Esférica o filamentosa
Diámetro del virión
50-120 nm
Genoma
8 segmentos de ARN
Proyecciones glucoproteicas
Hemaglutinina (H) y Neuraminidasa (N)
3.2. VARIACIONES ANTIGÉNICAS
Los virus gripales poseen dos clases de antígenos. En primer término
en el centro del virión se encuentran los denominados antígenos
"internos", que son la nucleoproteína y la proteína
M1, ambos específicos de tipo. En segundo lugar y situados
externamente, están los antígenos "superficiales",
que son la Hemaglutinina y la Neuraminidasa, ambos específicos de
subtipo. Los diferentes subtipos se denominan con la letra inicial H o N
seguida de un número arábigo convencional. En el virus
gripal A se han descrito dieciséis subtipos de H y nueve de N, pero
sólo una pequeña proporción se implican en la gripe
humana.
La marcada capacidad de estos virus para sufrir variaciones en sus
antígenos les otorga una especial transcendencia desde el punto de
vista epidemiológico, fundamentalmente cuando éstas afectan
a los antígenos superficiales. En este sentido se pueden establecer
dos grandes grupos de variaciones. Las variaciones menores o
deslizamientos antigénicos (antigenic drift) que afectan
sobre todo a la HA y suponen la aparición de una nueva cepa o
variante frente a la cual la población tiene sólo una
inmunidad parcial por exposiciones anteriores a las cepas originarias. Con
el cambio gradual de los antígenos superficiales surge una serie de
nuevas variantes, cada una diferente de su predecesora y más
alejada del subtipo inicial, pero conservándose éste. Los
casos de gripe que se presentan en las estaciones frías y
primavera, en forma esporádica o en brotes epidémicos más
o menos extensos, están producidos por las variantes menores. Las
variantes mayores o sustituciones antigénicas (antigenic shift)
implican el cambio total del antígeno H, del antígeno N o de
ambos. Suponen la aparición de un subtipo diferente del difundido
hasta entonces en la población, frente al cual ésta carece
totalmente de experiencia inmunológica y, por consiguiente, de
inmunidad. Las pandemias gripales ocurren generalmente como consecuencia
de la aparición de un nuevo subtipo del virus gripal A por una
variación mayor.
Los virus gripales se clasifican por sus antígenos profundos,
fundamentalmente la nucleoproteína, en dos tipos antigénicos,
A y B. El tipo A se subdivide en subtipos por sus antígenos
superficiales (H y N), y cada subtipo incluye un número ilimitado
de variantes definidas por las características propias de los antígenos
superficiales de una cepa determinada. La denominación de los virus
aislados se establece consignando las características que se citan
en la Tabla 5.
Tabla 5. Características sobre
las que asienta la denominación de los virus gripales
Tipo antigénico: A o B
Origen geográfico
Número de la cepa en el
laboratorio de origen
Año de aislamiento
Fórmula de sus antígenos
superficiales: subtipo H y subtipo N*
*En el caso del virus B no existe este dato
3.3. EPIDEMIOLOGIA
Los virus gripales A y B constituyen los tipos más importante
de Orthomyxovirus y son los causantes fundamentales del síndrome
gripal, implicándose en menor medida el influenzavirus tipo C.
Todos ellos producen infecciones respiratorias que provocan una repercusión
sistémica importante.
Los virus gripales A están ampliamente difundidos en la
naturaleza en diferentes especies animales. El estudio de su ecología
resulta fundamental para el conocimiento de la historia natural de la
gripe A. Diversos mamíferos sufren epizootias importantes, en
particular los cerdos, caballos y mamíferos marinos (focas,
ballenas), y de forma esporádica perros, gatos, bóvidos y
monos; también se han descrito casos en murciélagos, visones
y renos verosímilmente al entrar en el ciclo ecológico de
las aves salvajes. Las aves salvajes, y en particular los patos y otras
especies migratorias afines, constituyen el reservorio central de la gripe
A. Pero más que un reservorio en el sentido epidemiológico
clásico representan un depósito natural de un amplio pool
de genes; un reservorio genético en el que existen frecuentes
ocasiones para la recombinación genética, la diseminación
por vía fecal y la difusión de los virus por todo el mundo.
Las aves domésticas constituyen un reservorio secundario
relacionado con el anterior. Entre los mamíferos, el ganado porcino
ocupa un lugar destacado por la posibilidad de persistencia de
determinados subtipos y por constituir un probable eslabón para la
infección humana. La transmisión interespecies de los virus
gripales A es un hecho comprobado, pero la especificidad de especie es
importante. Son raros los casos de infección humana con un virus de
origen animal bien documentado.
La única fuente de infección es el hombre enfermo o
portador de formas paucisintomáticas. La transmisión ocurre
siempre por mecanismo aéreo directo, como resulta obligado por la
fragilidad del virus en el medio externo. Los fenómenos de agregación,
más frecuentes en los meses fríos y en las instituciones
cerradas, favorecen la difusión de los virus gripales, cuya
transmisibilidad es una de las más importantes entre todas las
infecciones humanas. Toda la población es susceptible; la única
limitación se debe a la existencia de inmunidad por contactos
previos con virus idénticos o antigénicamente próximos.
La gripe se presenta en forma de brotes epidémicos más
o menos importantes, habitualmente todos los años y durante los
meses fríos, como consecuencia de las variaciones menores de los
virus A y B. Las epidemias progresan en la población a través
de los grupos familiares y en las instituciones cerradas (tales como
guarderías, colegios o residencias de ancianos) y pueden afectar a
la mayoría de las personas.
La gripe A puede, además, ocasionar pandemias como
consecuencia de la aparición de variantes mayores frente a las que
la población carece absolutamente de inmunidad. Se presentan varias
ondas epidémicas, que no ocurren necesariamente en los meses fríos,
y afectan en pocos meses a todo el mundo.
Desde el punto de vista de la salud pública su importancia
reside tanto en la elevada mortalidad que origina en las poblaciones, como
en la mortalidad que puede ocasionar, tanto de forma directa como por
agravamiento de otras enfermedades de base, sobre todo de naturaleza crónica
cardiorrespiratoria en grupos denominados de riesgo. Por último,
origina importantes costes sociales y sanitarios, derivados del absentismo
laboral que provoca y merced a los gastos que ocasiona su asistencia.
3.4. PROTAGONISMO DEL VIRUS DE LA GRIPE A H5N1
El protagonismo que ha alcanzado el virus de la gripe A del subtipo
H5N1 se remonta, hasta donde conocemos, a finales de 1997, fecha en la que
tuvo lugar en Hong Kong (China) un brote de gripe aviar ocasionado por
este agente. Además de los millones de aves afectadas se
registraron al menos 18 casos en humanos, seis de ellos mortales. Con
posterioridad se han documentado otros episodios por virus gripal A aviar
del subtipo H9N2 en China; por H7N7 en Holanda en 2003 con un caso mortal
y en 2004 en Canadá por H7N3, hechos que ilustran el vínculo
existente entre virus gripales humanos y animales. Este riesgo se ha visto
confirmado por el brote actual del subtipo A H5N1 en Asia con casi tres
centenares de casos, más de la mitad mortales, hasta el momento
actual. La endemia asiática del subtipo H5N1, la existencia de
infecciones silenciosas o asintomáticas en aves domésticas,
la infección de otros mamíferos y la posible transmisión
de persona a persona son acontecimientos epidémicos que justifican
la preocupación expresada por los expertos y por la Organización
Mundial de la Salud (OMS) por este subtipo aviar respecto a la aparición
de una nueva pandemia de gripe.
Desde el punto de vista epidemiológico la gripe ha dejado de
ser considerada una enfermedad exclusivamente humana para pasar a
valorarse la importancia de la gripe animal y su influencia en la génesis
de pandemias. En la última década este tema ha vuelto a ser
objeto de máxima atención debido a la necesidad de poner a
punto planes de medidas ante la posibilidad de difusión de un
subtipo de virus gripal aviar con potencial pandémico. De manera
consecutiva expondremos algunos aspectos relativos a la estructura,
espectro de huéspedes y ecología de los virus de la gripe A
H5N1 y a continuación comentaremos su potencial pandémico.
Existen tres razones por las cuales los virus de la gripe A persisten
en la naturaleza: a) la existencia un amplio reservorio aviar, b) los fenómenos
de variabilidad genética y c) la posibilidad de salto a otras
especies. La variabilidad genética en los virus gripales afecta a
sus antígenos y a otras propiedades biológicas como la
virulencia o el espectro de huéspedes a los que es capaz de
infectar. Dicha variabilidad puede afectar a las 10 proteínas
codificadas por sus 8 genes siendo las más importantes las de los
genes 4 (Hemaglutinina) y 6 (Neuraminidasa) por codificar antígenos
superficiales relacionados con la protección y afinidad por
receptores celulares (HA) y capacidad de difusión (NA). En el salto
de especie de un virus animal de la gripe A a los seres humanos son
importantes los receptores en las células diana. Los virus de
linajes humanos muestran afinidad por receptores de tipo Neu,a
2,6 mientras que los aviares son Neu,a 2,3 y
su localización anatómica es distinta. En los humanos con
receptores preferentemente de tipo Neu,a 2,6
existen algunos de tipo aviar (Neu,a 2,3) que
se encuentran localizados en vías más profundas a nivel
alveolar y pulmonar. Ello explica la posibilidad de que en ambientes con
elevadas concentraciones de virus éstos puedan llegar a las partes
más distales del aparato respiratorio, logrando infectar a huéspedes
que tienen otros receptores distintos. Sin embargo esta circunstancia no
explica la aparente dificultad de salto de barrera genética. Otros
genes internos del complejo polimerasa (PB1, PB2, PA) intervienen en la
eficaz replicación del virus en células no aviares.
Los aislados recientes de virus A H5N1 han demostrado capacidad de
ampliar paulatinamente el espectro de animales mamíferos
susceptibles de ser infectados. Además de los casos humanos, se ha
demostrado la infección en tigres, leopardos, gatos y cerdos por
ingestión de carcasas y restos de aves infectadas por virus H5N1.
El espectro de huéspedes y la patogenia de los virus gripales A están
condicionados por la constelación genética final. Para
infectar a un nuevo huésped, se precisa una adaptación al
nuevo organismo que probablemente requiera de múltiples infecciones
fallidas. La HA ejerce las funciones más importantes para su
infectividad, proporcionando además la especificidad para
receptores, las condiciones para su escisión proteolítica en
HA1 y HA2, necesaria para la fusión de membranas, paso previo a la
infección celular. Por ello es extremadamente importante
identificar los cambios mínimos de aminoácidos necesarios
que permitan anticipar si un virus gripal aviar puede replicarse y
transmitirse eficientemente en el hombre.
Los virus de la gripe aviar presentaban habitualmente una virulencia
baja para las aves domésticas. A partir de los años 60 se
describieron cepas de alta patogenicidad, con una gran virulencia en
granjas avícolas de gallinas, pollos y pavos. Estas cepas aviares
de alta virulencia poseen hemaglutininas H5 o H7 con características
peculiares en su HA aparecidas por mutación. Estas hemaglutininas
poseen un dominio rico en aminoácidos básicos en el péptido
de unión de la región H1 y H2, lo cual facilita la hidrólisis
por distintas proteasas además de la tripsina. Dichas proteasas son
muy ubicuas y facilitan la afectación de distintos órganos y
tejidos. Desde 1959 hasta ahora se han contabilizado centenas de
epizootias y en algunos episodios, los virus de alta virulencia se han
mantenido durante varios años, incluso tras el sacrificio y
reposición de aves. En otros brotes, se ha vuelto de nuevo a la
presentación esporádica de infecciones por cepas de baja
patogenicidad.
Existe un nuevo escenario condicionado por los actuales
acontecimientos de la gripe aviar. En primer término debido a una
amplia distribución en países asiáticos y
posteriormente en la mayoría de países de Europa y algunos
de África. En segundo término, la velocidad de propagación
y adaptación del virus a las aves domésticas ha sido
notable. El número de granjas avícolas afectadas ha sido
enorme en todos los países implicados y las aves sometidas al
sacrificio (la única medida eficaz inicialmente) se cuentan en
centenares de millones. Un hecho epidemiológico de especial
trascendencia ha sido la constatación de brotes por subtipos H5N1
en diversas granjas de Asia con menos mortalidad de la habitual entre aves
domésticas, lo que hace más difícil establecer
antecedentes de relación epidemiológica entre casos humanos
y contacto con animales enfermos y disminuye la primera sospecha de gripe
aviar en el ámbito rural.
La capacidad de transmisión al ser humano por contacto o
inhalación ha experimentado una gravedad muy importante. Si el
incidente de Hong Kong en 1997 supuso una mortalidad humana del 35% en el
conjunto de países que han declarado casos humanos hasta 2007 la
mortalidad ronda el 60%. Tras los esfuerzos de los expertos de la OMS y
las autoridades sanitarias de los países afectados, se asiste ahora
a un periodo de preocupación lógica. El sacrificio
interrumpe sólo temporalmente la propagación entre las aves
domésticas. El riesgo de infección persiste mientras exista
un reservorio salvaje que infecta regularmente al doméstico. El
virus responsable (A H5N1) ha mostrado una extraordinaria difusión
en los distintos corredores migratorios del continente asiático y
euroasiáticos, exigiendo una extraordinaria vigilancia en el
comercio de aves entre países. Estudios recientes demuestran que en
los brotes ocurridos en 2006 en diversos países africanos se han
descrito distintos linajes genéticos de H5N1 lo que apunta a múltiples
entradas del virus ligadas al comercio incontrolado de aves procedentes de
países infectados.
Desde hace algunos años se han realizado diferentes
predicciones sobre la proximidad de una pandemia que nadie puede precisar
cuándo va a aparecer. Los elementos para formular hipótesis
sobre el lugar (Sudeste Asiático) e incluso sobre la forma,
mecanismo de aparición y los subtipos candidatos implicados añaden
nuevo valor a las predicciones. En el momento actual los subtipos H5 son
los que más atención epidemiológica y virológica
suscitan pero a renglón seguido no se puede menospreciar el riesgo
derivado de los subtipos H7 y H9 así como los subtipos H2 de
antigua circulación en humanos (pandemia de gripe asiática,
H2N2 de 1957-58).
3.5. VIGILANCIA
La vigilancia epidemiológica en la gripe tiene un doble
objetivo: por una parte, conocer con prontitud las características
epidemiológicas y clínicas de la actividad gripal en la
población y, por otra, obtener aislamientos representativos de los
virus circulantes para su análisis antigénico; ambos fines
sirven como mecanismo de alerta para la toma de las decisiones
pertinentes.
Existen diferentes sistemas de vigilancia que varían de unos
países a otros en función de su sistema sanitario. La
vigilancia puede utilizar múltiples indicadores de variada
sensibilidad y especificidad y de diversos orígenes. Los datos de
morbilidad, clínicos y epidemiológicos, se obtienen de la
declaración de casos de gripe y, eventualmente, de infección
respiratoria aguda y neumonía. Otro indicador de gran utilidad es
el análisis de la mortalidad por gripe y neumonía. También
pueden monitorizarse otros datos médicos, como hospitalizaciones, número
de consultas, consultas de urgencias y consumo de medicación
antigripal. Los datos indirectos no médicos más útiles
son los de absentismo laboral y escolar. En cualquier caso, una adecuada
vigilancia exige la combinación de varios indicadores.
El estudio de la morbilidad se basa en algunos países en la
información generada por los médicos generales, pediatras y
servicios de salud que informan semanalmente de la actividad gripal; en
otros, se atiende más a la información recogida por redes de
médicos centinelas sobre los casos de gripe e infección
respiratoria aguda registrados en la población que atienden. La
información facilitada por la red de vigilancia puede ser recogida
y difundida por métodos convencionales o por vía telemática,
que tiene, además de su rapidez, la indudable ventaja de una
adecuada retroinformación de los servicios de la red. Es
fundamental que los datos epidemiológicos se correlacionen con la
adecuada información sobre los virus causales circulantes en la
población. La información obtenida con los diversos sistemas
puede completarse con el control particularizado de algunas instituciones
cerradas (residencias de ancianos, guarderías) y determinadas
muestras de población, como la militar y la laboral en distintas
empresas.
En la actualidad disponen de programas específicos de
vigilancia de la gripe la mayoría de los países occidentales
y se promociona la comunicación entre las redes de los diversos países
europeos. En España existe también una amplia experiencia en
la vigilancia de la gripe, y en el momento actual existen programas específicos
para la vigilancia en diversas Comunidades Autónomas. Además
desde la temporada 1993-1994 se ha puesto en marcha una coordinación
de la información facilitada por los laboratorios de diversos
centros con capacidad de aislamiento de virus gripales para su difusión
a través del Centro Nacional de Epidemiología.
La gripe tiene evidentemente una importancia supranacional. Por ello
ha merecido especial atención por la OMS, que en 1954 estableció
un Programa Internacional de Vigilancia de la Gripe (PIVG) que, cada vez más
perfeccionado, continúa en la actualidad. Algunos de cuyos
objetivos se reflejan en la Tabla 6
Tabla 6. Algunos objetivos del
Programa Internacional de Vigilancia de la Gripe (PIVG) de la OMS.
1. Recogida y análisis de información epidemiológica
2. Diagnóstico etiológico de los casos
3. Aislamiento y caracterización de los virus causales
4. Realización de estudios seroepidemiológicos
sobre inmunidad de la población frente a las diferentes
variantes y subtipos
5. Apoyo a la investigación sobre los virus gripales
humanos y animales, la enfermedad gripal y la vacunación
antigripal
6. Recomendaciones sobre la composición de la vacuna
3.6. DIAGNÓSTICO VIROLÓGICO
En el diagnóstico de la gripe resulta fundamental su
documentación virológica, que representa una ayuda
primordial en el manejo del paciente y en el control de los brotes epidémicos
anuales. Desde un punto de vista teórico este diagnóstico
puede adoptar una doble estrategia. De una parte la que se fundamenta en métodos
directos, como los que son capaces de recuperar el virus mediante su
aislamiento en cultivo celular y aquellos que permiten detectar la
presencia del virus en las secreciones respiratorias del paciente (detección
de antígenos y de ácidos nucleicos). De otra parte se sitúa
la estrategia de diagnóstico indirecto que valora la inducción
de una respuesta inmunitaria de tipo humoral a través de la detección
de anticuerpos específicos en suero.
La detección de antígenos y ácidos nucleicos
permite la realización de un diagnóstico de laboratorio rápido
y preciso ayudando a la toma de decisiones terapéuticas. Por el
contrario, el aislamiento en cultivo celular es un diagnóstico
lento y tardío en la historia natural de la infección
gripal, pero de extraordinaria importancia en su caracterización ya
que permite realizar estudios epidemiológicos, antigénicos y
filogenéticos con objeto de controlar y actualizar continuamente
los datos de la circulación de estos virus. En estos datos se basan
las recomendaciones anuales de composición de la vacuna de la
gripe. En la actualidad, el interés de la serología reside
principalmente en la realización de estudios poblacionales de
cobertura vacunal.
3.6.1. Recogida y transporte de muestras.
El requisito fundamental a la hora de valorar las muestras obtenidas a
partir del tracto respiratorio es que éstas deben contener el mayor
número posible de células epiteliales, que son en las que
fundamentalmente se replica el virus. En este sentido resultan apropiadas
para la investigación de virus gripales las muestras respiratorias
tales como los frotis de faringe o nasofaringe y los lavados o aspirados
nasales o bronquiales. Estas muestras deben ser tomadas durante los
primeros días de la enfermedad.
El transporte de las muestras debe realizarse a 4°C (o en su
defecto congeladas a -70°C) con objeto de asegurar la infectividad de
las partículas víricas. La recuperación de los virus
gripales a partir de la muestra se favorece utilizando un medio de
transporte adecuado, que consiste en una solución salina a pH
neutro con estabilizadores de proteínas, como el suero de albúmina
bovina, y antibióticos para reducir el crecimiento de bacterias que
integran la microbiota acompañante.
3.6.2. Aislamiento mediante cultivo. Los
virus de la gripe son capaces de replicarse en diferentes líneas
celulares primarias, diploides o continuas, aunque la susceptibilidad a la
infección es baja en la mayoría de ellas. La línea
celular más comúnmente utilizada son las células
Madin Darby de riñón de perro (MDCK).
Las líneas celulares inoculadas con las muestras respiratorias
de los pacientes se incuban a 33-35°C en presencia de tripsina para
asegurar la activación proteolítica de los virus. La
identificación de la existencia de crecimiento del virus sobre la
monocapa de células se realiza de modo convencional mediante la
observación del efecto citopático causado sobre ellas, que
consiste en la aparición de células degenerativas y
redondeadas que se desprenden de la monocapa. La caracterización
del virus aislado se efectúa por inmunofluorescenia mediante la
utilización de anticuerpos monoclonales. En ocasiones el efecto
citopático es difícil de apreciar por lo que es necesario
disponer de otros métodos para identificar el crecimiento vírico
en los cultivos celulares, como son la hemaglutinación, la
hemadsorción o la detección de antígenos víricos
utilizando técnicas de inmunofluorescencia.
Una de las principales limitaciones del aislamiento de los virus de
la gripe es el tiempo necesario de crecimiento e identificación en
cultivo celular (4-7 días). Existen varios métodos capaces
de detectar la presencia de los virus de la gripe de modo más
precoz, entre uno y tres días después de la inoculación
de la línea celular y antes de la aparición del efecto citopático.
El más comúnmente utilizado es el shell vial, en el
que las muestras son directamente centrifugadas sobre la monocapa celular
para facilitar la adherenia y penetración vírica.
Posteriormente, a las 24h-48h se detecta la presencia de proteínas
víricas mediante inmunofluorescencia.
Los virus de la gripe también pueden aislarse tras inocular la
muestra en la cavidad alantoidea de huevos de gallina embrionados, ya que
estos virus se replican profusamente en las células de la cavidad
alantoidea del huevo. Los huevos inoculados se incuban a 33-35°C
durante tres días para los aislados de virus de la gripe
procedentes de mamíferos, y a 37°C para los aislados aviares
de virus de la gripe A. Una vez finalizada la incubación, se deben
analizar por hemaglutinación los fluidos amniótico y
alantoideo en busca de la presencia de actividad vírica. Los virus
de la gripe C, sin embargo, solamente crecen en la cavidad amniótica
de los embriones de pollo.
3.6.3. Detección de antígenos víricos.
La principal ventaja de los métodos basados en la detección
de los antígenos víricos es su independencia de la
infectividad del virus, aunque la calidad de la muestra es muy importante,
ya que debe estar en condiciones óptimas después de su
recogida y el transporte hasta el laboratorio. Entre sus ventajas destaca
el hecho de que permite una rápida obtención de resultados,
generalmente en unas pocas horas después de la recepción de
la muestra. Como limitación reseñable cabe apuntar que los
resultados a menudo son difíciles de interpretar, la especificidad
dependerá de la experiencia del personal que los realice y la
sensibilidad suele ser baja. Los métodos de inmunofluorescencia y
EIA (enzimo-inmuno análisis) se emplean habitualmente para la
detección de los antígenos víricos directamente en la
muestra clínica o bien en las células del cultivo en las que
previamente se ha inoculado la muestra.
Los antígenos víricos utilizados generalmente para el
diagnóstico son en principio las moléculas que se sitúan
en la superficie del virus, la hemaglutinina y la neuraminidasa, y que
también pueden encontrarse frecuentemente en la superficie de las células
infectadas. No obstante, puesto que estas moléculas están
sometidas a una continua variación evolutiva, también es
posible emplear otras proteínas menos accesibles del virus, como la
nucleoproteína, y por ello menos variables. Un aspecto adicional
derivado de la actividad de los profesionales en laboratorios de
Referencia de Gripe es que con objeto de realizar vigilancia y estudios
epidemiológicos, es importante realizar el subtipado de los virus
de la gripe A. La diferenciación del virus de la gripe A del tipo B
es tan importante como la diferenciación de los subtipos H1 y H3
dentro de los virus de la gripe A. Por ello, también se
comercializan actualmente anticuerpos monoclonales que permiten distinguir
específicamente el subtipo H1 del H3.
Adicionalmente se han comercializado técnicas de
inmunocromatografía capilar y de enzimoinmunoanálisis de
membrana que posibilitan detectar la presencia de virus gripales o sus antígenos
en pocos minutos y de lectura visual sin la necesidad de instrumental.
Estos ensayos ofrecen resultados rápidos y pueden ayudar al clínico
en el tratamiento individual de los pacientes. No obstante, su utilidad se
ve limitada debido a su elevado coste y baja sensibilidad y especificidad.
Por su amplia implantación en la asistencia urgente y en el ámbito
pediátrico, en la Tabla 7 se recogen diferentes pruebas de detección
rápida disponibles comercialmente en el momento actual aludiendo a
sus características operacionales intrínsecas.
3.6.4. Detección de ácidos
nucleicos. Los métodos moleculares de diagnóstico que
permiten la detección de ácidos nucleicos están
basados en la búsqueda y el reconocimiento del genoma vírico
en la muestra clínica o en el cultivo vírico. El empleo de
estas técnicas se está incrementando rápidamente,
habiendo transformado el diagnóstico de otras entidades infecciosas
de etiología vírica; si bien el papel de estos métodos
en la rutina diagnóstica de la infección respiratoria y en
la detección y caracterización de virus gripales en
particular, es aún limitado y de reciente incorporación. En
la Tabla 8 están resumidos los métodos moleculares que
pueden ser utilizados en la detección y/o caracterización de
virus gripales.
3.6.5. Técnicas de amplificación
genómica basadas en la reacción en cadena de la polimerasa.
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es la técnica más
empleada tanto en su vertiente clásica o a tiempo final como en la
PCR a tiempo real. En ambas la reacción de amplificación
tiene que ir precedida de una transcripción reversa para
transformar en ADN cualquiera de los 8 segmentos de ARN que contiene el
genoma de los virus de la gripe A y B o de los 7 segmentos del genoma del
virus de la gripe C.
Tabla 7. Diferentes pruebas de
detección rápida de antígenos disponibles para virus
gripales.
Normalmente estas técnicas de PCR se encuentran diseñadas
en genes muy conservados como los que codifican para la proteína
matriz (M), la nucleoproteína (NP) o el segmento génico NS,
que permiten diferenciar entre los tres géneros: Influenzavirus
A, B o C. Otros genes diana considerados de interés en el
conocimiento de la infección por virus gripales, y en concreto en
la detección de Influenzavirus A, son la hemaglutinina (HA)
y la neuraminidasa (NA), los cuales permiten conocer el subtipo del virus
gripal. Los subtipos más importantes desde el punto de vista clínico-epidemiológico
son H3N2 y H1N1, por ser los virus de carácter epidémico que
circulan en el ser humano durante las temporadas de gripe. Desde 1997 que
se produjo el salto interespecífico del virus del subtipo H5N1, su
detección va a suponer gran interés, no sólo por la
gravedad y elevada mortalidad que supone la infección, sino por
tratarse como ya se ha avanzado de un virus con potencial pandémico
cuya instauración de una transmisión eficiente interhumana
implicaría una urgencia sanitaria de repercusión a nivel
mundial.
Con respecto a la detección mediante técnicas de PCR
convencional a tiempo final, además de las técnicas "artesanales"
("caseras" oin house), existen kits comerciales,
en formato múltiple, como el Seeplex RV Detection 16 Kit (Seegene
Inc. Seoul, Korea), basado en tecnología DPO (Dual Priming
Oligonucleotide) que consiste en el diseño de cebadores
formados por dos segmentos con el objeto de aumentar la especificidad, uno
más largo que el otro y separados entre sí por un espaciador
de polideoxiinosinas. Este kit además de permitir el diagnóstico
de la infección gripal por virus A y B, proporciona el diagnóstico
diferencial con adenovirus, metapneumovirus, coronavirus humano 229E, OC43
y NL63, virus parainfluenza 1, 2, y 3, virus respiratorio sincitial A y B
y rinovirus. Uno de los principales inconvenientes de la PCR convencional
o a tiempo final es que se trata de un método cualitativo, que
muchas veces requiere la aplicación de una PCR secuencial
(PCR anidada o nested-PCR) para obtener una sensibilidad similar a
la que se alcanza utilizando una PCR a tiempo real, lo que comporta mas
carga de trabajo, un incremento del tiempo necesario hasta la obtención
de los resultados y un mayor riesgo de contaminaciones.
El empleo de diferentes sondas marcadas fluorogénicamente
(TaqMan, sondas de hibridación, molecularbeacon),
cebadores marcados que dan lugar a un amplicón autofluorescente (primers
scorpions, primers sunrise) o de agentes intercalantes, como
el Sybr-Green, en un sistema de PCR a tiempo real, están
desplazando el uso de la PCR convencional. Estos métodos de PCR a
tiempo real permiten la cuantificación, además de reducir el
riesgo de contaminaciones y el tiempo requerido en la emisión de
los resultados, eliminando la necesidad de un análisis posterior de
los amplicones obtenidos. Si a esto se añade la posible utilización
de una PCR múltiple que además de detectar los tres géneros
de virus gripales con interés humano permitan el subtipado de los
virus gripales A y/o la detección simultánea de otros patógenos
implicados en la infección respiratoria, el valor de esta metodología
se ve incrementado notablemente. No obstante se debe tener en cuenta que
un paso limitante para el desarrollo de técnicas basadas en PCR a
tiempo real con formato múltiple es el número de canales de
detección que posea el termociclador.
Otra técnica poco utilizada en la detección de virus
gripales en humanos, pero que está adquiriendo mayor protagonismo
en veterinaria para la detección de virus gripales del subtipo H5
en aves de granja, es el método NASBA (Nucleic Acid
Sequence-Based Amplification) que se fundamenta en una
retrotranscripción-amplificación y posterior detección
basada en un método de electroquimioluminiscencia.
De cara a garantizar la necesidad de efectuar un diagnóstico rápido
están disponibles diversos ensayoscomerciales de PCR a
tiempo real; algunos permiten solo detectar Influenzavirus A y B,
mientras que otros posibilitan diagnosticar la infección por H5N1
(Tabla 9). La FDA ha aprobado un ensayo de PCR a tiempo real para la
identificación del sublinaje asiático de virus gripales A
del subtipo H5 desarrollado en los CDC. La OMS también ha publicado
procedimientos para la detección de infección por H5N1 en
humanos utilizando RT-PCR convencional y PCR a tiempo real, disponible en
la siguiente dirección de internet:
http://www.who.int/csr/disease/avian_influenza/guidelines/labtests/en/index.html
3.6.6. Técnicas de hibridación.
Son técnicas que permiten el procesamiento de una elevada cantidad
de muestras por cada ensayo y entre ellas cabe destacar las basadas en PCR
acoplada a enzimoinmunoanálisis (PCR-EIA) y los microarrays
o biochips que posibilitan el análisis simultáneo de varios
genes pertenecientes a un mismo organismo.
La PCR-EIA consiste en una amplificación cuyos productos se
detectan mediante sondas en solución marcadas. La unión de
la sonda se detecta mediante un enzimoinmunoanálisis cuyo
anticuerpo es reactivo frente al marcador. En la actualidad existe una técnica
comercial basada en la PCR-EIA: Hexaplex® (Prodesse, Inc., Milwaukee,
Wis.) capaz de diferenciar Influenzavirus A y B además de
detectar virus parainfluenza 1, 2, 3 y virus respiratorio sincitial.
El crecimiento en número de infecciones en humanos por virus
gripales pertenecientes a subtipos distintos de los habituales y la
diseminación de la epizootia por virus del subtipo H5N1, ha
acrecentado el interés por la caracterización detallada de
los virus gripales circulantes, tanto en el ámbito de la salud
humana como en el terreno veterinario. Estos acontecimientos han derivado
en el desarrollo de una serie de técnicas para el tipado y
subtipado de virus gripales que utilizan la hibridación con sondas,
en este caso inmovilizadas en una superficie, y que se incuban con el
material genético a analizar marcado, son los microarrays o
biochips. En la actualidad existen publicados diversos sistemas "artesanales"
no comerciales y específicos para el tipado y subtipado de virus
gripales basados en esta tecnología, y cabe destacar entre ellos:
el Mchip que es un microarray de baja densidad (15 oligonucleótidos
marcados) dirigidos frente al gen que codifica para la proteína M
de los virus gripales A, que al coevolucionar con los antígenos de
superficie (hemaglutinina y neuraminidasa) permite obtener información
sobre el subtipo y el FluChip compuesto por 55 sondas capaces de detectar
virus gripales B y diferenciar todos los subtipos de Influenzavirus
A.
El descubrimiento en los últimos años de nuevos virus
implicados en patología respiratoria (SARS-CoV, metapneumovirus,
virus gripe A H5N1, coronavirus humanos HKU1 y NL-63, bocavirus humano) ha
estimulado el interés por el conocimiento de la infección
respiratoria vírica y la disponibilidad de técnicas
comerciales basadas en la amplificación múltiple con
posterior detección mediante sondas de hibridación. El NGEN
RVA ASR (Nanogen, San Diego, CA) combina la amplificación múltiple
con un array electrónico (NanoChip 400) que utiliza sondas
fluorescentes marcadas, capaz de detectar virus gripales A y B, además
de virus parainfluenza 1, 2, 3 y virus respiratorio sincitial.
También están disponibles métodos comerciales
para la aplicación exclusiva en el tipado y subtipado de virus
gripales como el equipo CombiMatrix Influenza A Detection System
(CombiMatrix) que contiene un microarray capaz de subtipar todas las
hemaglutininas y las neuraminidasas de los virus gripales A, junto con un
analizador y el software para interpretar los resultados.
El kit ResPlex™ III (Genaco Biomedical Products, Inc,
Huntsville AL), está basado en un tipo de tecnología muy
reciente que permite la detección e identificación simultánea
de los genes H1, H2, H3,H5, H7, H9, N1, y N2 de los virus
gripales A, y los genes NS de Influenzavirus A y B, capacitando a
la técnica de una gran versatilidad no sólo a la hora de
genotipar virus gripales que circulan habitualmente durante las temporadas
de gripe (H3N2 y H1N1), sino también para aquellos que puedan
infectar de forma esporádica a humanos (H5, H7, H9). El ensayo
utiliza una tecnología denominada XMAP®, fundamentada en una
PCR múltiple que origina productos de amplificación marcados
con biotina que posteriormente se detectan mediante microesferas, en este
caso marcadas con estreptavidina, y analizados con un instrumento Luminex
(Luminex Corporation) cuya tecnología está basada en los
principios de la citometría de flujo. El planteamiento es similar
al de un microarray pero con la ventaja de utilizar sondas
impresas sobre partículas en suspensión en lugar de fijas
sobre una superficie con objeto de aumentar la sensibilidad. Emparentado
con este equipo y desarrollado por la misma compañía está
disponible el denominado ResPlex™ II, el cual utiliza la misma
tecnología para la detección de Influenzavirus A y
B, virus parainfluenza 1, 2, 3, y 4, virus respiratorio sincitial A y B,
metapneumovirus, rinovirus, enterovirus y SARS-CoV; al igual que el ID-Tag™
Respiratory Viral Panel (Tm Bioscience 17 Corp., Toronto, Canada)
que permite el diagnóstico de infecciones por virus de la gripe A,
subtipado de los virus gripales A H1, H3 y H5, virus de la gripe B,
adenovirus, metapneumovirus, coronavirus humano 229E, OC43, HKU1 y NL63,
SARS-CoV, virus parainfluenza 1, 2, 3 y 4, virus respiratorio sincitial A
y B y rinovirus.
3.6.7. Caracterización genética
de los virus gripales. El material genético fragmentado de los
virus gripales está compuesto de ARN monocatenario de polaridad
negativa. La replicación y transcripción de estos segmentos
a cargo de la ARN polimerasa ocasiona errores por carecer de actividad
reparadora, originando mutaciones que se conocen como variaciones menores,
deriva genética o drift. La frecuencia con la que ocurren
espontáneamente estas mutaciones es más elevada para las
proteínas de superficie, hemaglutinina y neuraminidasa, que son los
principales determinantes antigénicos, siendo las tasas de mutación
menores para el resto de segmentos génicos.
Otra particularidad genética que presentan los virus gripales
A es su capacidad de recombinación que puede tener lugar entre los
segmentos génicos de virus de distintos orígenes (mamíferos,
aves). Si en este reordenamiento están implicados los segmentos que
codifican para las glucoproteínas de superficie, puede originarse
un nuevo subtipo de virus que nunca haya circulado entre la población
humana, dando lugar a un virus con potencial pandémico.
Estos fenómenos de cambio e intercambio genético son
los que determinan la alta variabilidad de los virus gripales y la
importancia y necesidad de realizar una caracterización genética
en el contexto de la vigilancia de la infección gripal.
La amplificación de los ácidos nucleicos por PCR puede
llevarse a cabo directamente en las muestras respiratorias proporcionando
un método diagnóstico que puede acoplarse a técnicas
de tipado rápido y caracterización, como la determinación
del polimorfismo del virus en función de los fragmentos obtenidos
tras la digestión del mismo con enzimas de restricción
(RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphism) y, especialmente,
la secuenciación de fragmentos de los genes.
La caracterización genética ha experimentado un gran
avance en los últimos años gracias al desarrollo de técnicas
rápidas de PCR y a la introducción de secuenciadores automáticos
que permiten la caracterización genética de los linajes de
virus circulantes, mejorando el seguimiento de la evolución de los
virus de la gripe y la calidad de los datos de vigilancia de la circulación
de los mismos. Esta se centra en el estudio de los virus gripales A y B
debido a que los Influenzavirus C apenas sufren cambios genéticos,
en general carecen de estacionalidad y habitualmente producen casos esporádicos.
3.6.8. Secuenciación. Una
caracterización genética concisa se realiza mediante la
secuenciación de la hemaglutinina y la neuraminidasa, seguida de su
análisis filogenético y del estudio de aquellas posiciones
(aminoácidos) clave implicadas en alguna actividad biológica:
unión a receptores, capacidad antigénica, actividad enzimática
o unión de antivíricos y cuyo cambio pueda tener repercusión
clínica y patogénica de la cepa estudiada. No hay una
correlación absoluta entre los perfiles de caracterización
antigénica mediante inhibición de la hemaglutinación
de las cepas variantes dentro de un determinado subtipo, y el árbol
filogenético originado al comparar sus secuencias de hemaglutinina.
Se ha podido comprobar que la evolución genética avanza de
forma gradual mientras la antigénica lo hace de forma discontinua
debido a que no siempre los cambios genéticos reflejan variaciones
antigénicas en las proteínas.
En el caso del análisis de los virus gripales actuales, la
disponibilidad de amplias bases de datos, y de proyectos nuevos para el
depósito de secuencias (http://www.niaid.nih.gov/dmid/genomes/mscs/influenza.htm),
ha facilitado la comparación de un elevado número de virus
aislados a lo largo de un período de hasta 90 años. En estas
bases podemos incluso encontrar secuencias del virus gripal causante de la
pandemia de 1918. En el caso de la emergencia del virus gripal H5N1, los
estudios filogenéticos realizados han permitido situarlo entre sus
ancestros, en el linaje euroasiático, e identificar mutaciones
relacionadas con su virulencia y su posible transmisibilidad, ayudando a
comprender el brote y sus posibles consecuencias.
La hemaglutinina es el principal determinante antigénico de
los virus gripales. Forma espículas en la envoltura mediante la unión
de tres moléculas o monómeros idénticos. El monómero
de hemaglutinina contiene dos subunidades HA1 y HA2, en la subunidad HA1
es donde se encuentran los aminoácidos responsables de la
antigenicidad y de la unión al receptor celular, por tanto, la
secuenciación de esta región aporta información
referente a las características antigénicas y de afinidad
por el receptor que se pueden comparar con respecto a virus originarios de
un brote, virus vacunales o cepas de referencia.
La neuraminidasa es una glucoproteína de superficie con
actividad enzimática que, al igual que la heamglutinina, presenta
capacidad antigénica, aunque en menor grado que esta. Desde el
desarrollo y comercialización en 1999 de los antivíricos
inhibidores de la neuraminidasa (zanamivir y oseltamivir), una de las
principales aplicaciones de la secuenciación de este gen es la
monitorización de las resistencias genotípicas a este grupo
de antivíricos. El conocimiento de la sensibilidad a los
inhibidores de la neuraminidasa de los virus circulantes tiene particular
interés en niños e inmunodeprimidos que reciban o vayan a
recibir tratamiento. En este grupo de pacientes la probabilidad de
seleccionar virus resistentes está incrementada por presentar mayor
tasa de replicación vírica y una excreción más
prolongada de virus en el tiempo.
De igual manera la secuenciación del segmento M y en concreto
la zona que codifica para la proteína M2, permite detectar aquellos
cambios que confieren resistencia a los adamantanos (amantadina y
rimantadina). La adquisición de resistencia a este grupo de antivíricos
puede ser independiente de la presión selectiva ejercida por el fármaco.
Los cambios genotípicos responsables de la resistencia pueden
originarse de forma espontánea, dando lugar a virus genéticamente
estables que conservan su capacidad de replicación y
transmisibilidad. Utilizando tecnología basada en la
pirosecuenciación (Pirosequencingä
) la compañía Biotage ha desarrollado un método para
la detección de resistencias a adamantanos. Este método de
secuenciación consiste en una cascada de reacciones enzimáticas
para detectar la incorporación de nucleótidos durante la síntesis
de ADN, de forma que cuando un nucleótido es incorporado se produce
una reacción lumínica. La ventajas que ofrece este sistema
de secuenciación son su rapidez y relativo bajo coste. En comparación
con otras técnicas de secuenciación automática, este
método tiene la desventaja de permitir solamente la secuenciación
de un máximo de 100 pares de bases.
3.6.9. Polimorfismos de longitud de
fragmentos de restricción. La técnica de RFLP (Restriction
Fragment Length Polymorphism) o polimorfismos de longitud de
fragmentos de restricción, consiste en una primera amplificación
mediante RT-PCR de el (los) gen (es) diana seguido de un tratamiento
mediante enzimas de restricción que origina fragmentos, y por
tanto, patrones de banda característicos de la cepa estudiada y que
se comparan con una cepa control. Dependiendo del abordaje, este método
de genotipado es capaz de caracterizar genes que codifican para la
hemaglutinina y la neuraminidasa (subtipado) y a la vez genes internos, lo
que facilita la detección de recombinantes y la determinación
del origen de los distintos segmentos (humano o zoonótico). La
PCR-RFLP también se ha utilizado para la detección de
resistencias a adamantanos. Tiene los inconvenientes de no permitir la
automatización ni la diferenciación entre genes con bajo
nivel de polimorfismo.
La secuenciación, al proporcionar una caracterización
genética más precisa, ha desplazado a este método que
puede resultar útil en aquellos laboratorios que no dispongan de un
secuenciador o de un servicio centralizado de secuenciación automática.
Tabla 8. Características de
los métodos moleculares disponibles para la detección de
virus gripales.
Método
Ventajas
Desventajas
PCR simple
Sensible y específico
Permite análisis posteriores del producto amplificado
Una diana por ensayo
PCR múltiple
Sensible y específico
Permite detectar más de una diana por ensayo
Permite análisis posteriores
Los métodos no comerciales
requieren una optimización exhaustiva para asegurar la ausencia
de falsos negativos y la competición entre iniciadores
PCR-EIA
Sensible y específico
Elevado rendimiento
Puede ser múltiple
No permite el análisis posterior
de los productos
Requiere evaluación y validación minuciosa antes de
la integración en la rutina de trabajo del laboratorio
PCR a tiempo real
Sensible y específico
Rápido
Permite cuantificar
Puede ser múltiple
Requiere equipamiento específico
No siempre es posible el análisis del producto
La capacidad de analizar varios genes o patógenos en
formato múltiple está limitada por las características
del termociclador
NASBA
Sensible y específico
Permite cuantificar
Utiliza tres enzimas
Procedimiento largo y costoso
No siempre es posible el análisis del producto
Microarrays
Sensible y específico
Detección de muchas dianas en un solo ensayo
Requiere equipamiento específico y
amplio desarrollo
No permite el análisis posterior de los productos
Tabla 9. Ensayos comerciales para la
detección de virus gripales mediante amplificación genómica
a tiempo real
Ensayo
Proveedor
Termociclador
Dianas
Características
Artus® Influenza RT-PCR Kit
Qiagen, Bonsai
Lightcycler®
Influenzavirus A+B
Detecta ambos pero no permite diferenciar
entre virus gripales A y B
Artus® Influenza/H5 LC RT-PCR Kit
Qiagen, Bonsai
Lightcycler®
Influenzavirus A+B y H5
Detecta ambos pero no permite diferenciar
entre virus gripales A y B distintos de H5
LightMix for Influenza A H5N1 detection
(TIB Molbiol)
Roche
Lightcycler®
Influenzavirus A
H5N1
Se debe transformar el ARN vírico
en ADNc en un ensayo independiente. Único ensayo que detecta N1
LightMix® for the detection of Avian
Influenza A Virus (Subtype Asia) H5 (TIB Molbiol)
Roche
Lightcycler®
H5
Se debe transformar el ARN vírico
en ADNc en un ensayo independiente
Flu A/B Analyte Specific Reagent
(Cepheid)
IZASA
SmartCycler®
Influenzavirus A y B
Diferencia entre ambos tipos de virus
TaqMan® Influenza A/H5 Detection Kit
Applied Biosystems
ABI PRISM®
Influenzavirus A
H5
Detección de Influenzavirus
A y H5 pero en ensayos separados
3.6.10. Detección
de la respuesta inmunitaria humoral específica. La identificación
indirecta de la infección por los virus de la gripe se realiza
mediante ensayos serológicos, en los cuales se detecta la presencia
de anticuerpos frente al antígeno hemaglutinina del virus gripal en
el suero de un paciente. Esta aproximación al diagnóstico de
la gripe, raramente se utiliza en la práctica clínica
habitual, aunque puede ser una herramienta básica en la vigilancia
epidemiológica de la circulación de los virus gripales. No
obstante, un análisis retrospectivo puede establecer un diagnóstico
clínico en ausencia de aislamiento de virus a partir de la muestra
o de detección de sus antígenos o ácidos nucleicos.
Una de las principales dificultades del diagnóstico serológico
es la necesidad de evaluar muestras de sueros en pares. Esto se requiere
debido a que la infección por los virus de la gripe es
frecuentemente una reinfección. Así, debe constatarse un
incremento significativo del título de anticuerpos entre dos
muestras consecutivas separadas entre dos y cuatro semanas. Los ensayos más
frecuentemente utilizados son la reacción de fijación del
complemento, la inhibición de la hemaglutinación y la
neutralización. No obstante, los dos últimos constituyen la
base del análisis de la respuesta serológica frente a la
infección gripal y permiten determinar la concentración de
anticuerpos frente a los antígenos específicos de subtipo y
de variante.
La reacción de fijación del complemento se
utiliza para la determinación de anticuerpos frente a la
nucleoproteína de los virus de la gripe, que está altamente
conservada. A diferencia de la hemaglutinina, se emplea básicamente
para diferenciar en el suero de pacientes la presencia de anticuerpos
dirigidos frente a los virus de la gripe tipos A y B. Estos ensayos tienen
un valor importante en el caso de la circulación de nuevas
variantes antigénicas, frente a las cuales no haya disponibilidad
de anticuerpos monoclonales frente a la hemaglutinina, altamente variable
en función de la deriva genética de los virus gripales.
También tiene utilidad en el caso de transmisión de los
subtipos del virus de la gripe A entre distintas especies. No obstante, el
aumento en el título de fijación del complemento después
de una infección gripal es lento y el ensayo por sí solo
tiene una sensibilidad relativamente baja. Por otro lado, este ensayo
solamente mide las clases de anticuerpos que están implicadas en la
fijación del complemento.
La inhibición de la hemaglutinación se usa
habitualmente para el diagnóstico y tipado de los virus de la gripe
A y B y para el subtipado de los virus de la gripe A (H1 y H3). El título
de anticuerpos presentes en una muestra de suero, calculado mediante esta
técnica, serelaciona de manera fidedigna con la protección
o susceptibilidad del paciente frente a la infección gripal. Por
ello se utiliza ampliamente para medir la respuesta del paciente a la
administración de la vacuna de la gripe. Sin embargo, la realización
e interpretación de esta técnica es compleja y,
frecuentemente, subjetiva, por lo que precisa para su realización
de personal cualificado. Es por ello muy habitual que esta técnica
carezca de reproducibilidad cuando se realiza por distintos laboratorios.
Por otro lado, aunque su ventaja más evidente es su elevada
especificidad, se contrarresta por la baja sensibilidad.
El principio básico del ensayo de neutralización
del suero es la inhibición de la replicación vírica
mediante anticuerpos específicos. Los títulos de anticuerpos
neutralizantes presentes en el suero del paciente, obtenidos mediante esta
técnica, se correlacionan perfectamente con los obtenidos en los
ensayos de inhibición de hemaglutinación. El mayor
inconveniente que presenta esta técnica es que los anticuerpos
monoclonales utilizados tienen que ser validados a menudo con objeto de
comprobar que son capaces de reaccionar frente a las nuevas variantes de
virus de la gripe.
4. VIRUS
RESPIRATORIO SINCITIAL
4.1. ASPECTOS VIROLOGICOS
El VRS es un virus perteneciente al género Pneumovirus
de la familia Paramyxoviridae, donde se incluyen, además,
otros virus respiratorios comunes. La morfología de los viriones de
VRS coincide con aquella que define a los paramyxovirus: son esféricos,
filamentosos o pleomórficos y poseen una envuelta procedente de la
membrana plasmática de la célula infectada donde pueden
distinguirse unas espículas correspondientes a glicoproteínas
de membrana. El genoma, de alrededor de 15.000 nucleótidos, consta
de una única molécula de ARN monocatenario de polaridad
negativa que se asocia con proteínas de origen vírico
constituyendo el nucleocápside, que presenta simetría
helicoidal. Un armazón proteico, denominado matriz, separa al
nucleocápside de la envuelta exterior.
El genoma del VRS codifica para diez proteínas, siendo tres de
ellas no estructurales (NS1, NS2 y M2). De las siete proteínas
estructurales restantes, tres forman parte del complejo del nucleocápside,
la nucleoproteína N, la fosfoproteína P y polimerasa L, y
cuatro se localizan en la envuelta, dos de las cuales, la proteína
de fusión (F) y la que está implicada en el reconocimiento
del receptor celular (G) son glicoproteínas de membrana que se
corresponden con las espículas que se proyectan desde la envuelta
del virus, una es la proteína que conforma el armazón de la
matriz (M), y por último existe una proteína pequeña
e hidrófoba (SH) de función desconocida. Atendiendo a
variaciones antigénicas y genéticas los diferentes aislados
de VRS pueden diferenciarse en dos grupos denominados VRS-A y VRS-B.
4.2. ASPECTOS CLINICOEPIDEMIOLOGICOS
El VRS es la principal causa de enfermedad respiratoria del tracto
inferior en niños de corta edad. En los países de nuestro
entorno, en los que la epidemiología de este virus es relativamente
homogénea, el VRS es el responsable del 42-45% de las
hospitalizaciones por esta causa en niños menores de 2 años.
En estos pacientes, particularmente en neonatos, con los pulmones aún
inmaduros, el riesgo de bronquiolitis o neumonía asociados a la
primoinfección con VRS es elevado. Las reinfecciones son
relativamente frecuentes, incluso en una misma temporada, dado que la
inmunidad frente a este virus no es totalmente eficaz. Las infecciones
repetidas a partir de los 2 años de edad suelen tener un curso más
benigno manifestándose en la mayor parte de las ocasiones como una
enfermedad de vías respiratorias altas o traqueobronquitis. Los
ancianos y adultos inmunodeprimidos también se reconocen como
pacientes en los que se observan complicaciones debidas a infección
por VRS, en muchas ocasiones de adquisición nosocomial.
En países con un clima templado la infección por VRS
ocurre fundamentalmente en los meses de invierno y a comienzos de la
primavera en brotes que se repiten anualmente. Durante un mismo brote
circulan de manera simultánea cepas de ambos grupos, pero las
proporciones de VRS-A y VRS-B varían entre un brote y otro.
5. VIRUS
PARAINFLUENZA
5.1. ASPECTOS VIROLOGICOS
Actualmente se reconocen cinco virus parainfluenza diferentes, los
virus parainfluenza 1 y 3 (VPI-1 y VPI-3) encuadrados en el género
Respirovirus, y los virus parainfluenza 3, 4A y 4B (VPI-3, VPI-4A
y VPI-4B), pertenecientes al género Rubulavirus, ambos en
la familia Paramyxoviridae. Comparten con todos los miembros de
esta familia las características morfológicas descritas
anteriormente. Sin embargo, presentan características
diferenciales, como el hecho de que reconozcan el ácido siálico
de algunas de las células epiteliales para iniciar el proceso de
infección del mismo modo que los virus de la gripe. La proteína
implicada en este reconocimiento se denomina hemaglutinin-neuraminidasa
(NH) y se asocia con la proteína de fusión F para mediar la
entrada del virus en la célula infectada. En cuanto al resto de
proteínas, también se reconocen en los virus parainfluenza
las tres proteínas que forman el complejo del nucleocápside
(N, P y L), y la proteína matriz M. El número de proteínas
no estructurales es variable dependiendo del tipo de virus parainfluenza,
pero codifican al menos una proteína de este tipo.
5.2. ASPECTOS CLINICOEPIDEMIOLÓGICOS
El espectro de cuadros respiratorios en los que están
implicados los virus parainfluenza es muy similar a aquellos descritos
para VRS, sin embargo, el número de pacientes que requieren
hospitalización es significativamente menor. VPI-3 infecta más
frecuentemente a niños menores de 2 años de edad, en la
mayoría de los casos ocasionando cuadros respiratorios de vías
altas, no obstante, otras manifestaciones que pueden observarse en
pacientes de hasta seis meses de vida son bronquiolitis y neumonía,
aunque con menor frecuencia que aquellas debidas a infección por
VRS. Las técnicas de diagnóstico molecular, cada vez más
utilizadas en los laboratorios de microbiología clínica,
también están concediendo a VPI-4, un virus difícilmente
cultivable, un papel más destacado en las infecciones de vías
respiratorias bajas de niños menores de dos años de edad,
tanto por la frecuencia como por la gravedad de las mismas. En niños
mayores, con una edad comprendida entre 2 y 6 años, la
laringotraqueobronquitis aguda es la manifestación más
característica de la infección por virus parainfluenza,
particularmente VPI-1. Las manifestaciones clínicas observadas en
niños mayores de seis años y adultos se limitan
exclusivamente a las vías altas. En ancianos las infecciones
respiratorias por virus parainfluenza son bastante menos graves que las
causadas por VRS o los virus de la gripe.
6.
CORONAVIRUS
6.1. ASPECTOS VIROLOGICOS
Los coronavirus (familia Coronaviridae, género Coronavirus)
son un grupo de virus envueltos, redondeados o pleomórficos. La
envuelta presenta unas espículas características que
constituye uno de los elementos distintivos de la morfología del
virión cuando se observan al microscopio electrónico, con
aspecto de corona, de donde reciben su nombre. Además de la proteína
de la espícula (S) responsable de la unión con el receptor
celular y de la fusión de las membranas vírica y celular, en
la envuelta de todos los coronavirus pueden distinguirse al menos dos
proteínas más, denominadas M y E. En el interior del virión,
el nucleocápside, con simetría helicoidal, está
constituido por la proteína N formando un complejo con una única
molécula de ARN de polaridad positiva. El genoma completo posee un
tamaño próximo a 30.000 nucleótidos, lo que supone el
genoma más grande de los virus ARN conocidos. La estructura genómica
es idéntica en todos los coronavirus, reservando los dos tercios más
próximos al extremo 5 para la síntesis de las proteínas
necesarias para la replicación del ARN, y el tercio restante para
la síntesis de las proteínas estructurales en el orden
S-E-M-N, y otras proteínas que, como en el caso de la hemaglutinín-esterasa,
son específicas de grupo y sólo están presentes en
algunos coronavirus.
6.2. ASPECTOS CLÍNICOEPIDEMIOLÓGICOS
Los coronavirus son un grupo muy heterogéneo de virus que
pueden infectar un número muy diverso de animales mamíferos,
entre los que se encuentra el ser humano, y aves. Se pueden diferenciar
tres grupos de coronavirus atendiendo a las propiedades antigénicas,
a la posición y variedad de los genes que codifican para las proteínas
no estructurales en el tercio de genoma próximo al extremo 3,
y al tipo de hospedador que infectan. Así, los grupos 1 y 2 están
constituidos por coronavirus que infectan mamíferos, en tanto que
el grupo 3 sólo está integrado por coronavirus de aves.
Desde mediados de los años sesenta del pasado siglo los
coronavirus humanos, HCoV-229E o HCoV-OC43, se han asociado exclusivamente
con el resfriado común y por tanto se consideraban patógenos
respiratorios relativamente benignos. Sin embargo esta concepción
cambió drásticamente en abril de 2003, fecha en la que se
identificó un nuevo coronavirus como responsable del síndrome
respiratorio agudo grave (SARS-CoV).
A finales de 2002 se observó una incidencia más elevada
de lo habitual de neumonía atípica en el sur de China, iniciándose
de esta manera uno de los brotes infecciosos que más repercusión
ha tenido a nivel mundial en los últimos años. En sólo
ocho meses se identificaron 8.096 casos confirmados de infección
por SARS-CoV en 26 países diferentes, observándose un total
de 774 muertes (http://www.who.int/csr/sars/country/table2004_04_21/en/index.html).
Aunque el SARS-CoV no circula actualmente entre seres humanos, la elevada
morbilidad y motalidad asociada con el brote de SARS ha reavivado el interés
por esta familia de virus y ha permitido la identificación reciente
de otros dos nuevos coronavirus asociados con patología
respiratoria en seres humanos.
El coronavirus NL63 (HCoV-NL63), incluido en el grupo 1 de los
coronavirus, junto con HCoV-229E, fue aislado por primera vez a partir del
aspirado nasofaríngeo de un niño de siete meses con
bronquiolitis en Holanda. El coronavirus HKU1, perteneciente al grupo 2
junto con HCoV-OC43, fue identificado en muestras de aspirado nasofaríngeo
obtenidas de un adulto con una enfermedad pulmonar crónica en Hong
Kong. Desde su descubrimiento, ambos virus se han asociado con casos de
infección respiratoria en diferentes países, evidenciando
una distribución universal de los mismos. Dependiendo de las series
publicadas, HCoV-NL63 y HCoV-HKU1 se detectan en el 1-10% de los pacientes
con infección respiratoria aguda, siendo relativamente común
la co-detección junto con otros virus respiratorios. Los síntomas
respiratorios asociados con la infección por cualquiera de estos
dos nuevos coronavirus son similares a los que ocasionan la infección
por HCoV-NL63 y HCoV-HKU1, es decir, benignos en líneas generales,
pero pueden presentarse complicaciones en pacientes ancianos o con patología
respiratoria subyacente así como en niños de corta edad.
7. BOCAVIRUS
HUMANO
7.1. ASPECTOS VIROLÓGICOS
Descrito en 2005, el bocavirus humano (HBoV) ha sido el último
en incorporarse a la larga lista de virus asociados con la infección
respiratoria en el ser humano. El análisis filogenético de
la secuencia genómica y la morfología del virión han
demostrado que se trata de un virus perteneciente al género Bocavirus,
encuadrado en la familia Parvoviridae. Como todos los parvovirus,
son virus esféricos de pequeño tamaño con simetría
icosaédrica, carentes de envoltura, y con un genoma constituido por
una única molécula de ADN monocatenario.
7.2. ASPECTOS CLÍNICOEPIDEMIOLÓGICOS
HBoV fue identificado por primera vez en muestras de aspirado nasofaríngeo
procedentes de niños con infección respiratoria. Estudios
posteriores han confirmado que HBoV es el responsable de un porcentaje
nada desdeñable de bronquiolitis y sibilancias recurrentes en niños
de corta edad. En nuestro país, HBoV circula a lo largo de toda la
temporada, como ocurre con rinovirus o adenovirus, con picos de detección
en los meses de noviembre y diciembre.
Además de infecciones respiratorias, se ha demostrado mediante
detección en muestras de suero de pacientes con sibilancias que
HBoV es capaz de inducir infección sistémica, como ocurre
con otros parvovirus. Por otro lado, HBoV también podría ser
el responsable de un pequeño porcentaje de gastroenteritis.
8.
METAPNEUMOVIRUS HUMANO
8.1. ASPECTOS VIROLÓGICOS
En 2001, se descubre un nuevo virus respiratorio en muestras nasofaríngeas
tras un estudio de niños que presentaban infección
respiratoria aguda. Este nuevo virus se incluyó en el orden Mononegavirales,
familia Paramyxoviridae, subfamilia Pneumovirinae, género
Metapneumovirus, en base a estudios morfológicos de la partícula
vírica por microscopía electrónica y por estudios genéticos
y filogenéticos. Se denominó metapneumovirus humano (hMPV)
siendo el primer miembro de este género capaz de producir infección
en el ser humano. La especie tipo del género es el metapneumovirus
aviar, conocido como el virus de la rinotraqueitis del pavo o pneumovirus
aviar C, agente etiológico de infección respiratoria del
tracto superior en pavos y otras aves.
Las características morfológicas del virión
coinciden con aquellas definidas, en los paramyxovirus: partículas
pleomórficas de tamaño entre 150 a 600 nm y con una envuelta
que presenta proyecciones cortas o espículas de 13-17 nm. Además,
como en el resto de los miembros de la familia Paramyxoviridae, el
sobrenadante recogido a partir de hMPV aislado en células
terciarias de riñón de mono no presenta actividad
hemaglutinante con eritrocitos de pavo, pollo y cobayas y en diferentes líneas
celulares la replicación vírica depende de la presencia de
tripsina.
Desde el punto de vista genético, el hMPV presenta un genoma vírico
constituido por una molécula de ARN de polaridad negativa de 13.378
nucleótidos. Los dos géneros de la subfamilia Pneumovirinae
(metapneumovirus y pneumovirus) se diferencian en que el género
metapneumovirus carece de proteínas no estructurales NS1 y NS2 y en
el orden de los genes. La especie tipo del género pneumovirus es el
virus respiratorio sincitial (VRS) que presenta un orden genómico 3
NS1-NS2-N-P-M-SH-G-F-M2-L-5, sin embargo el hMPV presenta el orden 3
N-P-M-F-M2-SH-G-L-5 (N: nucleoproteína, P: fosfoproteína,
M: proteína de la matriz, F: proteína de fusión, M2:
proteína de matriz 22K, SH: proteína hidrofóbica
pequeña, G: glicoproteína de anclaje con el receptor
celular, L: polimerasa). Se han definido 2 serotipos A y B que a su vez se
subdividen en cuatro genotipos (A1, A2 y B1, B2), en función de las
secuencias de los genes que codifican para las proteínas F y G.
8.2. ASPECTOS CLÍNICOEPIDEMIOLÓGICOS
Originariamente el virus se aisló en Holanda a partir de
muestras respiratorias de 28 niños de menos de 5 años de
edad, no relacionados epidemiológicamente. En general el hMPV se
asocia etiologicamente a cuadros de infección respiratoria aguda no
sólo en niños sino también en ancianos y en pacientes
inmunodeprimidos, es un virus ubicuo y se ha descrito en todos los
continentes. La aparición de casos asociados a hMPV es estacional
en los países con clima templado y se ha concretado desde el
invierno a la primavera (noviembre-mayo). En nuestro país el pico
de detección llega a ser máximo en los meses de febrero a
abril aunque existen de manera esporádica casos positivos en enero,
mayo, junio, octubre y diciembre. La mayoría de los estudios
publicados presentan series de pacientes pediátricos hospitalizados
siendo más prevalente en los niños con bronquiolitis o con
asma. En general, los niños infectados por hMPV presentan un cuadro
clínico semejante a la infección respiratoria del tracto
inferior asociada al VRS. Desde una infección de severidad media
hasta tos severa, bronquiolitis y neumonía, frecuentemente acompañado
de fiebre muy alta, mialgia y vómitos. Muchos de los pacientes son
hospitalizados y requieren ventilación asistida. Si se comparan los
cuadros clínicos asociados a hMPV y a VRS se pueden encontrar
ligeras diferencias ya que la infección por hMPV es ligeramente
menos grave y se presenta con un cuadro asmático (16%), menor
disnea, menor dificultad para comer, menor hipoxemia, menor administración
de oxígeno y mayor administración de antibióticos
(60%). De manera exhaustiva se han recogido los datos clínicos
obtenidos en pacientes con bronquiolitis asociada a VRS y a hMPV y el alto
riesgo que existe en desarrollar asma y otras complicaciones respiratorias
en este grupo de pacientes. Además, se ha demostrado que la
coinfección entre el VRS y el hMPV supone un aumento de la gravedad
del cuadro respiratorio de los niños infectados. Se cree que el
hMPV lleva circulando en la especie humana más de 50 años.
No se conoce el receptor celular por el momento.
Como tratamiento de la infección y tal y como se está
llevando a cabo con el VRS, se han iniciado estudios para producir
anticuerpos monoclonales y policlonales que puedan neutralizar al hMPV al
ser administrados en pacientes con infección activa. Además,
de manera experimental se está intentando producir vacunas vivas
atenuadas de hMPV en diferentes laboratorios de Estados Unidos, Canadá,
Europa y Australia. Hasta la fecha no se han emitido las licencias y se
puede considerar que nos encontramos en las primeras fases de investigación
de dichas vacunas. Otra alternativa es la producción mediante genética
reversa de quimeras que expresen en su superficie diferentes proteínas
víricas. Estas quimeras podrían expresar de manera bivalente
proteínas de diferentes virus (VRS y hMPV) por los que la
inmunización sería doble.
9.
PICORNAVIRUS
9.1. ASPECTOS VIROLÓGICOS
La familia Picornaviridae está compuesta por un grupo
variado de virus ampliamente estudiados y conocidos. Presentan un enorme
interés desde el punto de vista clínico tanto en sanidad
humana como veterinaria. Taxonómicamente se diferencian un total de
9 géneros de los cuales se han identificado 5 como productores de
infección en humanos: Rinovirus, Enterovirus, Hepatovirus,
Kobuvirus y Parechovirus. En concreto, los rinovirus y en
menor medida los enterovirus, han sido ampliamente vinculados a la
producción de infección respiratoria.
Morfológicamente son virus simples, esféricos, pequeños
(20-30 nm) cuyo genoma está constituido por una molécula de
ARN de polaridad positiva empaquetado en una cápsida de simetría
icosaedrica y sin envuelta lipídica. Existen 60 copias de cada una
de las 4 proteínas del cápside: VP1, VP2, VP3 y VP4 (capsómero)
organizadas en 12 pentámeros. Además, existe una única
copia de la proteína VPg unida covalentemente al extremo 5
del genoma (de ahí la "g"). VP1-3 son proteínas
externas, mientras que VP4 es totalmente interna. En la superficie vírica
existen zonas más prominentes (activadoras de la respuesta inmune)
y zonas deprimidas o cañones (zonas de interacción con el
receptor).
El 90% del genoma es codificante, mientras que en ambos extremos
existen secuencias no codificantes que participan en la replicación
y traducción del ARN. En el extremo 5, los primeros 200 nucleótidos
suelen estar implicados en la replicación del ARN vírico. El
resto, hasta el AUG iniciador, podrían intervenir en la traducción.
A esta última zona se le denomina IRES (Internal Ribosome Entry
Site), que reemplaza la necesidad de cap en el ciclo celular. En el
extremo 3, desde el codon de terminación hasta la cola de
poliA (100-200 A), que está codificada por el genoma existe una
pequeña región de 70 nucleótidos que intervienen en
la síntesis de ARN vírico. La región codificante
comienza desde el AUG iniciador y continúa a lo largo de unos 2200
codones que darán lugar a 3 regiones codificantes bien definidas:
P1 que constituirá las 4 proteínas estructurales (VP4, VP2,
VP3 y VP1), P2 que constituirá las 3 proteínas 2A, 2B y 2C y
P3 que constituirán las 4 proteínas 3A, 3B, 3C y 3D.
Finalmente, la proteína 3D es la de mayor tamaño y se define
funcionalmente como la ARN polimerasa dependiente de ARN, aunque también
tiene actividad helicasa y une la proteína VPg al primer nucleótido.
9.2. ASPECTOS CLINICOEPIDEMIOLOGICOS
De manera convencional excluiremos a los rinovirus que serán
objeto de comentarios en el apartado siguiente debido a su entidad como
protagonistas en la infección respiratoria aguda.
Los enterovirus suponen una proporción importante de los
agentes etiológicos implicados en la etiología de las
infecciones de vías respiratorias altas en época estival.
Entre ellos los virus coxsackie A21 y A24 causan brotes epidémicos
en pacientes adultos. Los virus coxsackie B se implican en la etiología
de una amplia gama de cuadros que afectan a todo el tracto respiratorio,
con especial prevalencia en edades tempranas de la vida. Entre los virus
ECHO existen diferentes serotipos que se implican en cuadros similares en
todas las edades de la vida. Recientemente se han descrito otros
enterovirus cuyo papel en la infección respiratoria no está
definitivamente establecido.
Las manifestaciones clínicas suelen comenzar con fiebre súbita,
cefalea, mialgias y afectación del estado general. En lo que hace
referencia a la sintomatología respiratoria la semiología
oscila desde el dolor de garganta y la rinorrea hasta la derivada de la
traqueobronquitis o la neumonía. Cabe destacar que el enantema
suele constituir una manifestación precoz en la inspección
del paladar y el borde de la úvula y las amígdalas.
10.
RINOVIRUS
10.1. ASPECTOS VIROLÓGICOS
La alta incidencia de la infección por rinovirus está
relacionada con la existencia de un gran número de serotipos, ya
que se considera que este genero está compuesto por más de
100 serotipos diferentes que se agrupan en 2 especies definidas antigénicamente:
HRV-A y HRV-B constituidas por 74 y 25 serotipos diferentes
respectivamente. El serotipo HRV87 ha sido genéticamente
relacionado y clasificado como enterovirus.
10.2. ASPECTOS CLINICOEPIDEMIOLOGICOS
Los rinovirus humanos son, aproximadamente, la causa de un tercio a
la mitad de todas las infecciones agudas del tracto respiratorio. Son más
comunes en climas templados y durante los meses más fríos
del año. La infección se disemina de persona a persona por
contacto directo, a través de secreciones respiratorias
contaminadas con el virus y a través del contacto con objetos
ambientales o superficies contaminadas. El periodo de incubación
comienza con la eliminación de virus en las secreciones nasales y
puede ser de 1 a 4 días. La enfermedad típica que produce la
infección por rinovirus es el resfriado común y se
caracteriza clínicamente por la presencia de estornudo, obstrucción
y secreción nasal, dolor faríngeo y otros síntomas
como cefalea, tos y malestar general. En algunos casos pueden estar
involucrados en otitis media aguda, sinusitis e infección del
tracto respiratorio inferior.
11.
ADENOVIRUS
11.1. ASPECTOS VIROLÓGICOS
Los adenovirus fueron aislados por primera vez en 1953 por Rowe y
colaboradores, quienes observaron una degeneración de tejidos
adenoides extirpados quirúrgicamente y mantenidos en medio de
cultivo varias semanas. En una serie de años se consiguieron aislar
diferentes adenovirus procedentes de este tipo de tejidos y además
de secreciones pulmonares de adultos jóvenes con cuadros
respiratorios y secreciones oculares en casos de conjuntivitis. Taxonómicamente
se clasificaron en la familia Adenoviridae, que incluye dos géneros:
Mastadenovirus y Aviadenovirus, agrupando el primero a los
virus causantes de infecciones en mamíferos, y el segundo, a
aquellos que causan infección en aves.
Los ADV humanos (hADV) constituyen partículas víricas
con un diámetro de 70 a 110 nm, poseen un cápside de simetría
icosaédrica, sin envuelta y con un genoma lineal de ADN de cadena
doble. El cápside está compuesto por 252 capsómeros
que se disponen en 20 caras y 12 vértices. De los 252 capsómeros
240 se denominan exones, los 12 vértices están ocupados por
los pentones que son estructuras proyectadas y que corresponden a las
fibras. Antigénica y morfológicamente los ADV se diferencian
por las propiedades antigénicas que presentan los exones, pentones
y fibras. Los anticuerpos neutralizantes se dirigen frente a lugares antigénicos
específicos de tipo situados en el exón.
Se clasifican en 6 especies diferentes A-F en función de sus
propiedades físicas, químicas, y biológicas tales
como la hemaglutinación de hematíes de ratas y monos Rhesus,
oncogenicidad en animales de experimentación, composición de
bases G+C y homología de ADN, relación de antígenos
tumorales, longitud de la fibra y perfiles de restricción y
patrones de polipéptidos víricos. Hasta la fecha se han
descrito 51 serotipos diferentes. La identificación de cada uno de
los serotipos directamente en las muestras clínicas es de enorme
interés para realizar una vigilancia epidemiológica, la
detección de nuevos serotipos y dentro de ellos las características
de los diferentes linajes. Los métodos tradicionales para el tipado
de los hADV se han apoyado en estudios de neutralización y
recientemente se han descrito unos sistemas basados en la secuenciación
de productos de amplificación y diseñados en el gen del exón
que es una de la proteínas de la envuelta del virus en donde se
localizan algunos de los lugares antigénicos víricos
reconocidos por los anticuerpos neutralizantes.
11.2. ASPECTOS CLINICOEPIDEMIOLOGICOS
Los adenovirus humanos (hADV) están asociados a un amplio
rango de cuadros clínicos (Tabla 10) y crece su protagonismo como
agentes causales en casos de neumonía grave y fatal, cistitis
hemorrágicas, hepatitis o infección diseminada grave en
pacientes inmunodeprimidos. Las infecciones respiratorias agudas causadas
por hADV se producen en cualquier país del mundo, pudiendo ser un sólo
serotipo el causante de cuadros clínicos diferentes y viceversa,
varios serotipos pueden estar asociados a la misma enfermedad. Se
presentan en brotes epidémicos y en casos esporádicos. En la
tabla siguiente se presentan las patologías respiratorias más
frecuentes relacionadas con los serotipos habitualmente relacionados con
dichas patologías y el grupo de edad más afectado.
Tabla 10. Cuadros respiratorios
asociados con los adenovirus categorizados en función de los
serotipos implicados y del grupo afectado
Enfermedad
Serotipo
Grupo afectado
Infección diseminada fatal
3, 7, 21, 30
Neonatos
Coriza, faringitis
1, 2, 5
Lactantes y Escolares
Infección respiratoria superior
1, 2, 4-6
Niños
Fiebre y faringoconjuntivitis
3, 7
Niños
Infección respiratoria aguda y
neumonía
3, 4, 7
Adolescentes y adultos jóvenes
Queratoconjuntivitis
8, 19, 37
Adultos
Neumonía con diseminación
5, 31, 34, 35, 39
Pacientes inmunodeprimidos
12. DIAGNÓSTICO
DE OTROS VIRUS RESPIRATORIOS
Habida cuenta de que todos los virus respiratorios pueden estar
implicados en la mayor parte de los cuadros de infección
respiratoria, y que éstos suelen ocasionar síntomas bastante
inespecíficos, al menos en sus comienzos, la realización de
un diagnóstico etiológico es de suma importancia, pudiendo
estar éste encaminado: (i) al tratamiento específico del
paciente con el antivírico adecuado, si procede; (ii) a la toma de
las medidas oportunas de aislamiento; o (iii) a la obtención de
información epidemiológica que permita establecer la
incidencia de un determinado virus en los diferentes procesos de infección
respiratoria, en función de la edad de los pacientes o de las
variaciones observadas en su distribución geográfica y
estacional.
El diagnóstico virológico de la infección
respiratoria dependerá en gran medida de la calidad de la muestra
obtenida, del transporte de la misma desde el punto en que se obtiene
hasta el laboratorio, y de las condiciones de conservación o
almacenamiento hasta que finalmente se procesa. La muestra de elección
para detectar virus respiratorios es el aspirado nasofaríngeo,
preferiblemente obtenido en los tres primeros días después
del inicio de los síntomas, dado que contiene abundantes células
epiteliales y secreciones infectadas. Otras muestras respiratorias del
tracto respiratorio superior que también son adecuadas, pero en las
que cabe esperar un menor rendimiento, son los exudados nasales o faríngeos,
lavados nasales y gargarismos. Para obtener los exudados es recomendable
que los hisopos utilizados sean de poliéster o cualquier otro
material sintético, nunca de algodón o alginato de calcio,
que pueden contener sustancias que inhiban la PCR. También deben
evitarse los hisopos con vástagos de madera.
En el caso de que el punto de recogida de las muestras respiratorias
y el laboratorio encargado del procesamiento de las mismas no estén
próximos, éstas se enviarán refrigeradas y en medio
de transporte de virus. Hay que tener en cuenta que los mejores
rendimientos se obtienen si las muestras se procesan 2-3 horas después
de su obtención para la detección de antígenos víricos
mediante ensayos de inmunofluorescencia y antes de 48 horas para
aislamiento de virus en cultivo celular. Cuando las muestras no puedan ser
procesadas en el periodo de tiempo señalado deberán
conservarse congeladas a 80ºC.
El elevado número de virus que pueden estar involucrados en la
patología respiratoria, y su enorme heterogeneidad, hace del diagnóstico
etiológico una labor ardua y condiciona a la utilización de
técnicas de amplio espectro, que abarquen la detección de un
número considerable de virus. Los métodos de detección
directos, que permiten el aislamiento del virus en cultivos celulares o
determinan la presencia de alguno de sus componentes directamente en las
muestras respiratorias, ya sean antígenos o genes, son los más
extendidos en los laboratorios de microbiología clínica. Los
métodos indirectos, basados en la detección de anticuerpos
específicos presentan menor utilidad en el diagnóstico
convencional y están siendo relegados como herramientas de estudio
epidemiológico.
12.1. AISLAMIENTO MEDIANTE CULTIVO
Desde hace más de 50 años se ha utilizado el
aislamiento de virus en cultivos celulares para establecer un diagnóstico
virológico, siendo ésta una práctica general en
cualquier laboratorio de virología. Tras la inoculación de
las muestras en diferentes líneas celulares se puede observar un
efecto citopático que demuestre el crecimiento del virus en dichas
células. Una vez que éste ha crecido, su identificación
se realiza por diferentes métodos. En general, el aislamiento del
virus depende de diferentes factores entre los que destacan la calidad de
muestra clínica y que ésta sea adecuada, la calidad de las líneas
celulares elegidas y los reactivos requeridos en el proceso, y sobre todo
la capacitación técnica por parte del personal que realiza
los diferentes procedimientos. Una vez aislados en células
susceptibles, facilitan estudios posteriores, generalmente centrados en la
caracterización de cepas circulantes, el descubrimiento de nuevos
virus o serotipos no esperados, los estudios fenotípicos de
resistencias a agentes antivíricos, etc.
El aislamiento vírico se ha considerado el "gold
standard" para la detección de virus y es el método
de referencia. Sin embargo, desde hace más de una década los
avances tecnológicos en el diagnóstico han permitido
utilizar otras técnicas que incluyen los anticuerpos monoclonales o
métodos moleculares que han resultado ser herramientas poderosas a
la hora de establecer un diagnóstico de la infección vírica.
La detección molecular de ADN y ARN y la amplificación genómica
han sido introducidas con éxito en los laboratorios de diagnóstico
debido a su elevada sensibilidad, especificidad y reproducibilidad. Ante
esta situación cabe preguntarse, si es útil el aislamiento
en el diagnóstico virológico y cuál debe ser el lugar
de este tipo de técnicas en el laboratorio de virología.
La ventaja fundamental del cultivo celular es la confirmación
de la viabilidad e infectividad del virus y la diferenciación entre
virus capaces de infectar e incapaces de hacerlo. Esta información
no es posible obtenerla utilizando los métodos de amplificación
molecular y los métodos antigénicos de detección vírica.
Además los virus aislados pueden estudiarse para conocer la
sensibilidad a determinados antivíricos y la realización de
estudios fenotípicos.
La selección, recogida, transporte y preparación de las
muestras clínicas son factores muy importantes a considerar en el
aislamiento de los virus en cultivos celulares y especialmente en los
respiratorios ya que son particularmente frágiles. El principal
objetivo de estos procedimientos es conservar el título viral y la
infectividad en unos niveles óptimos hasta el momento de la
inoculación.
12.2. TIPOS DE MUESTRA Y CONSERVACIÓN PARA
EL AISLAMIENTO DE VIRUS RESPIRATORIOS
De entre las muestras respiratorias que pueden recibirse en el
laboratorio de virología, el aspirado nasofaríngeo es la
muestra de elección ya que, en general, puede contener un número
apropiado de células infectadas. Los hisopos nasofaríngeos
contienen pocas células infectadas por lo que resultan menos útiles.
Los lavados faríngeos o gargarismos se utilizan fundamentalmente
para el aislamiento del virus de la gripe en pacientes adultos. Se pueden
recibir aspirados bronquiales en pacientes intubados e incluso necropsias.
Todas las muestras deben conservarse a una temperatura entre 2-8ºC y
su traslado al laboratorio debe realizarse entre 24 a 48 horas como máximo.
La muestra podrá ser congelada a -70°C si no es posible su uso
inmediato.
12.3. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL AISLAMIENTO
VIRICO
Además de la carga viral de la muestra, otros factores son el
tiempo transcurrido desde la toma de muestra hasta su procesamiento, la
temperatura de conservación y el medio de transporte. El período
de excreción viral de los virus respiratorios es en general muy
corto por lo que la toma de la muestra debe ser entre las 48 a 72 horas
del comienzo de los primeros síntomas. Una muestra obtenida después
de 72 horas puede ofertar resultados falsos negativos. Si se sospecha
infección nosocomial, la muestra del paciente hospitalizado se debe
tomar durante las primeras 24 horas del ingreso hospitalario. La
temperatura de conservación incide sobre la calidad de la muestra
para el aislamiento vírico. Si la muestra se conserva y se
transporta a una temperatura superior a 4ºC, es posible obtener
resultados falsos negativos. Cuando la temperatura disminuye a 0°C o
incluso a 20ºC la infectividad viral se pierde. Finalmente,
existen diferentes medios de transporte de virus que pueden afectar la
integridad de la partícula vírica por lo que se pueden
recomendar o no para realizar al aislamiento del virus. El Medio Esencial
Mínimo (MEM) se considera la mejor alternativa y la solución
salina tamponada (PBS) sólo es útil para el virus de la
gripe. También se añaden al medio de transporte
estabilizadores proteicos al 0,5% cuya función es la protección
de la partícula vírica siendo el suero bovino fetal, la albúmina
bovina y la lactoalbúmina los más comunes. Además la
adición de antibióticos es obligatoria, para prevenir
contaminaciones bacterianas (penicilina y estreptomicina) y fungicidas
para prevenir la contaminación por hongos, el más comúnmente
usado es la anfotericina B. El uso de concentraciones altas de estas
sustancias puede provocar un efecto tóxico en el cultivo celular.
12.4. PRINCIPALES LÍNEAS CELULARES PARA
AISLAMIENTO DE VIRUS RESPIRATORIOS
Las líneas celulares comúnmente empleadas para el
aislamiento de virus respiratorios se detallan a continuación:
-NCI-H292: obtenida en 1980 a partir de un carcinoma mucoepidermoide
de pulmón. Puede sustituir a los cultivos primarios de riñón
de mono para el aislamiento de los paramyxovirus humanos. Además
es sensible a adenovirus y enterovirus. Crece en medio RPMI-1640
suplementado con 20 µM de glutamina, Hepes 25 mM y 10% de suero
bovino fetal. El medio de inoculación es RPMI-1640 con 20 µM
de glutamina y 1,5 µg/mL de tripsina y antibiótico
(penicilina 100 U/mL-estreptomicina 100 mg/mL).
-HeLa: línea celular continua, obtenida en 1951 a partir de un
carcinoma de cérvix humano. Es sensible a poliovirus tipo 1 y
adenovirus tipo 3. Crece en medio mínimo esencial (MEM) con aminoácidos
no esenciales y glutamina suplementado con 10% de suero bovino fetal. El
medio post-inoculación es MEM con 2% de suero bovino fetal y
antibiótico al 0,1% (penicilina 100 U/mL-estreptomicina 100
mg/mL).
-HEp-2: línea continua, obtenida en 1952 a partir de un
carcinoma epidermoide de laringe humano. Es sensible a poliovirus tipo
1, adenovirus tipo 3. Crece en medio Eagle MEM suplementado con 10% de
suero bovino fetal. El medio post-inoculación es Eagle MEM con 2%
de suero bovino fetal y antibiótico al 0,1% (penicilina 100
U/mL-estreptomicina 100 mg/mL).
-Vero: obtenida en 1952 a partir de un riñón de un mono
verde africano adulto normal. Es sensible a numerosos virus
respiratorios. El medio de cultivo empleado es MEM con 5% de suero
bovino fetal y el medio de post-inoculación es MEM con 2% de
suero bovino fetal y antibiótico al 0,1% (penicilina 100
U/mL-estreptomicina 100 mg/mL).
-MDCK: línea continua obtenida 1958 a partir de riñón
de cocker spaniel adulto aparentemente normal. Es sensible a los
virus de la gripe tipos A y B, adenovirus tipo 4 y 5, coxsakievirus B5.
El medio de cultivo empleado es Eagle MEM suplementado con glutamina 2,5
g/L, Hepes 25 mM y suero bovino fetal al 5%.
-MRC-5: obtenida de pulmón normal de un feto masculino de 14
semanas en 1966. Se ha descrito que es sensible a numerosos virus
respiratorios. Se emplea como medio de cultivo, medio Eagle MEM con
aminoácidos no esenciales y glutamina suplementado con 10% de
suero bovino fetal. El medio post-inoculación es Eagle MEM con 2%
de suero bovino fetal y antibiótico al 0,1% (penicilina 100
U/mL-estreptomicina 100mg/mL).
12.5. CRECIMIENTO DE LOS PRINCIPALES VIRUS
RESPIRATORIOS
En la Tabla 11 se exponen para diferentes virus respiratorios las líneas
celulares y el tiempo necesario para la observación del efecto
citopático en los cultivos convencionales.
Tabla 11. Virus respiratorios, líneas celulares y
tiempo de observación de efectos citopáticos
Virus respiratorio
Tipo de línea celular
Observación de efecto citopático
VRS
Hep-2 glutamina en mantenimiento, 50-75%
confluencia, pH 7,2-7,4
Células primarias de riñón de mono
Fibroblastos humanos
3-7 días
hMPV
Células terciarias de riñón
de mono
LLC-MK2
VERO
Hep-2
3-7 días
Parainfluenza humano
LLC-MK2
VERO
NCI-H292 medio con tripsina PIV1 y 2 no para PIV3
más de 10 días
Adenovirus
Hep-2
HeLa
Rinovirus
Fibroblastos
He-La
12.6. AMPLIFICACIÓN GENÓMICA POR TÉCNICAS
MOLECULARES
La utilización generalizada de métodos de amplificación
molecular en la detección de virus respiratorios ha permitido
incrementar de manera considerable el número de muestras
respiratorias en las que se detecta la presencia de alguno de los virus
respiratorios, contribuyendo a mejorar el conocimiento de las patologías
en las que están implicados estos virus. Este hecho es
particularmente evidente en virus de difícil aislamiento, como por
ejemplo el VPI-4, que ha pasado de ser considerado un patógeno poco
frecuente y causante de infecciones respiratorias leves de vías
superiores a tener una repercusión clínica al menos tan
importante como la que tienen otros virus incluidos en el diagnóstico
sistemático de la infección respiratoria de vías
bajas.
Además de mejorar el rendimiento en el diagnóstico, la
aplicación de técnicas moleculares ha aportado otras
ventajas, entre las que destaca la identificación de nuevos virus
asociados con la patología respiratoria en seres humanos. En los últimos
años se han identificado el metapneumovirus humano, el bocavirus
humano y tres nuevos coronavirus: CoV-SARS, CoV-NL63 y CoV-HKU1.
Por otro lado, la secuenciación de los productos obtenidos en
la amplificación permite la realización de estudios
adicionales de genotipado, epidemiología molecular y sensibilidad a
determinados antivíricos, por citar algunos ejemplos. Sin embargo,
la elevada sensibilidad de los ensayos de amplificación de ácidos
nucleicos también ha aportado algunos inconvenientes, como es la
frecuente detección de virus en personas asintomáticas así
como la detección prolongada de virus en pacientes que ya están
recuperados de una infección respiratoria pasada. En líneas
generales, la interpretación de la presencia del genoma de
determinados virus en muestras respiratorias es difícil en tanto
que es complicado diferenciar entre la colonización de las mucosas
y la infección propiamente dicha, incluso en muestras procedentes
del tracto respiratorio inferior que podrían haberse contaminado
con la microbiota presente en la orofaringe. Sin duda alguna, el gran reto
que plantean las infecciones víricas respiratorias no es otro que
poder determinar si un virus detectado en el tracto respiratorio es el
causante de la patología respiratoria.
Un hallazgo particularmente común en las infecciones víricas
respiratorias es la relativa frecuencia con la que se observan las
denominadas infecciones dobles, co-infecciones o infecciones por múltiples
virus. En efecto, la detección de dos (o más) agentes víricos
en un mismo proceso respiratorio puede ser interpretada como infección
doble (múltiple) de las células del tracto respiratorio, sin
embargo, también debería contemplarse la posibilidad de que
sólo uno de los virus sea el verdadero causante del síndrome
y el segundo (o el resto) refleje una colonización asintomática
del tracto respiratorio. Por tanto, sería más preciso hablar
de co-detección o detección múltiple de virus en una
misma muestra respiratoria. Las infecciones respiratorias atribuidas a más
de un agente vírico no es un fenómeno que haya surgido con
la generalización de las técnicas moleculares en los
laboratorios de microbiología diagnóstica. Se admite que,
con independencia de la utilización de la PCR, el porcentaje de
estas infecciones aumenta proporcionalmente con el número de métodos
empleados para realizar el diagnóstico. Una opción más
que plausible para tratar determinar la verdadera implicación de un
virus en la patología respiratoria podría ser la
cuantificación del mismo en las muestras respiratorias mediante técnicas
de PCR en tiempo real. No obstante, debemos ser conscientes de los
problemas que plantea este tipo de muestras, muy variables en lo que
respecta a localización, cantidad de muestra obtenida y
homogeneidad de las mismas.
En la PCR en tiempo real, los procesos de amplificación y
detección se producen de manera simultánea en el propio tubo
de reacción. La detección de los productos amplificados se
produce mediante detección de fluorescencia, que es proporcional a
la cantidad de ADN que se vaya sintetizando. La fluorescencia en una
reacción puede ser debida al empleo de agentes intercalantes, que
aumentan notablemente la emisión de fluorescencia cuando se unen al
ADN bicatenario, o bien sondas marcadas con fluorocromos. Además de
la rapidez y la disminución del riesgo de contaminación por
productos de amplificación, los sistemas de PCR en tiempo real
permiten cuantificar de manera sencilla la concentración inicial de
ADN o ARN presente en una muestra clínica. Para ello sólo se
necesita incluir unos controles externos con concentraciones conocidas y
crecientes del ADN diana para generar una curva patrón.
Aunque la comercialización de sistemas de PCR en tiempo real
para el diagnóstico de virus respiratorios se limita, en el mejor
de los casos, al virus de la gripe A, particularmente el subtipo H5N1, y
CoV-SARS, comienzan a aparecer en el mercado kits para el resto de
virus respiratorios que, con respecto a los métodos "caseros",
y de manera generalizada, representan una garantía en lo que
concierne a una correcta evaluación, estandarización y
actualización de los oligonucleótidos y sondas utilizados.
Estoskits suelen incorporar, además, un control interno de
reacción para evitar los falsos negativos debidos a la presencia de
sustancias inhibidoras de la ADN polimerasa en las muestras respiratorias.
Una limitación importante de los métodos de PCR en
tiempo real es la detección múltiple. En este sentido los
biochips de ADN ofrecen unas posibilidades sin precedentes, sin embargo,
la sensibilidad de estas técnicas aún no es comparable a los
métodos tradicionales de amplificación múltiple. La
aportación más novedosa al diagnóstico de infección
respiratoria está llegando de la mano de los denominados chips
de ADN en fase líquida. En estos sistemas la accesibilidad de
las sondas nucleotídicas se ha mejorado de manera que se ha
incrementado la sensibilidad de la técnica, como demuestran varios
estudios publicados recientemente.
13.
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DOCUMENTO
TÉCNICO
PNT-
VR-01
DETECCIÓN DE ANTÍGENOS EN CULTIVO (SHELL VIAL)
PARA VIRUS DE LA GRIPE Y OTROS VIRUS RESPIRATORIOS
ELABORADO
REVISADO
Y APROBADO
Jefe de Servicio
Nombre/Firma
Fecha
Nombre/Firma
Fecha
EDICIÓN
FECHA
ALCANCE
MODIFICACIONES
01
Edición
inicial
COPIA REGISTRADA Nº..........ASIGNADA
A.......................... Este documento es propiedad del Servicio de Microbiología
del Hospital ....... .
.................
La información en él contenida no podrá
reproducirse total ni parcialmente sin autorización
escrita del Responsable de su elaboración. Las copias
no registradas no se mantienen actualizadas a sus
destinatarios.
1.
PROPÓSITO Y ALCANCE La finalidad que persigue esta técnica es detectar la
presencia de antígenos víricos en los cultivos celulares
inoculados con muestras en las que se sospecha la presencia de virus
gripales o respiratorios. Su aplicación se puede efectuar en
muestras clínicas obtenidas del tracto respiratorio y remitidas
al laboratorio de microbiología, con la solicitud de detección
por cultivo de estos patógenos.
2.
FUNDAMENTO
Las técnicas tradicionales de cultivo de virus
respiratorios basados en el desarrollo del efecto citopático
tienen el inconveniente de retrasar la obtención de los
resultados. La detección de los antígenos tempranos
mediante técnicas de inmunofluorescencia con anticuerpos
monoclonales aplicadas a cultivos sobre viales (shell vial) permite
observar la presencia de virus respiratorios en los cultivos tras 24
horas de incubación, lo que permite un diagnóstico
precoz.
3.
DOCUMENTOS DE CONSULTA
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 10 "Seguridad en el laboratorio de microbiología
clínica", 2000.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 1a "Recogida, transporte y procesamiento general de
las muestras en el laboratorio de microbiología" 2003.
- Manual de bioseguridad del laboratorio de virología.
- Manuales de instrucciones de los diferentes sistemas
comerciales y aparatos utilizados.
- Gestión de residuos.
4.
MUESTRAS
a) Volante de petición. El volante de solicitud
que acompaña a cada muestra deberá cumplimentarse en su
totalidad en los apartados de identificación de datos del
paciente, médico solicitante, variables epidemiológicas
y clínicas. El laboratorio deberá registrar el día
y la hora de entrada.
b) Tipos de muestras. Las muestras más utilizadas
para el cultivo del virus de la gripe son los frotis faríngeos,
que deberán obtenerse mediante frotación con hisopo de
algodón en pilares y retrofaringe, para recoger células
de descamación, evitando la recogida al mismo tiempo de moco o
saliva para minimizar la contaminación de la muestra con
bacterias comensales de la boca. También son válidos los
lavados nasales obtenidos por aspiración, con o sin instilación
de solución salina fisiológica estéril en frasco
de Lee. Otras muestras utilizadas pero con menor rendimiento diagnóstico
son los lavados broncoalveolares.
c) Transporte y conservación. Las muestras deberán
recogerse de manera aséptica por personal cualificado y
enviarse rápidamente al laboratorio para su posterior
manipulación. Los frotis faríngeos serán
recogidos con torunda estéril en medio de transporte para
virus, que contengan antibióticos que inhiban el crecimiento
bacteriano (del tipo ViralPack, Biomedics®, Tres Cantos, Madrid).
Los lavados nasales y broncoalveolares serán recogidos en
recipientes estériles sin medio de transporte. El procesamiento
de las muestras se realizará inmediatamente o ésta se
conservará a -80ºC hasta que se realice su procesamiento.
5.
MEDIOS DE CULTIVO Y REACTIVOS
- Mezcla antibiótica y antifúngica: Pen/Strep
Fungizone Mix (100x): 10000 U penicilina/mL, 10000 mg
estreptomicina/mL, 25 µg fungizona/mL
- "Shell-vial". Se utilizan viales de plástico
desechables que contienen un cubreobjetos de 0,13 mm de diámetro
sobre los que se preparan las monocapas de células MDCK (Madin
Darbin Cocker Kidney), A549, Hep2 y cultivo mixto (MDCK+A549+Hep2 a
partes iguales).
- Medio de crecimiento. Composición: Minimum Essential
Medium Eagle con Earle's balanced salt solution con 25 mM
Hepes, sin L-Glutamine; BioWhittaker® (EMEM) + 6% suero bovino
fetal + 2% L-glutamina (L-glutamine 200mM en solución 0,85%
NaCl, BioWhittaker®) + 1% aminoácidos no esenciales (NEAA
100x, BioWhittaker®) + 1% de mezcla antibiótica.
- Medio de mantenimiento. Composición: EMEM + 1-2% suero
bovino fetal + 2% L-glutamina + 1% aminoácidos no esenciales +
1% de mezcla antibiótica.
- Tripsina 2,5% (10x), BioWhittaker®.
- Acetona pura
- Anticuerpos monoclonales frente al virus de la gripe A y virus
de la gripe B (u otros virus respiratorios), conjugados con
isotiocianato de fluoresceína.
6.
APARATOS Y MATERIALES
6.1. INSTRUMENTAL
- Cabina de flujo laminar vertical, de nivel de bioseguridad tipo
2.
- Centrífuga con cestillos y adaptadores para los viales,
hasta 4.000 x g.
- Estufa de CO2, o convencional.
- Microscopio de fluorescencia con filtros para isotiocianato de
fluoresceína, provisto de objetivos de 20X y 40X.
6.2. MATERIALES
- Guantes y bata de trabajo.
- Pipetas Pasteur estériles.
- Aguja enmangada con hilo de nichrom.
- Portaobjetos de vidrio.
- Cubreobjetos de vidrio.
- Recipientes para lavado de los portaobjetos.
- Cámara húmeda.
6.3. INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD
- Deben seguirse las normas básicas de protección
frente a patógenos de transmisión respiratoria
establecidas en el documento "Manual de bioseguridad del
laboratorio de virología".
- El desecho de residuos debe realizarse de acuerdo con lo
establecido en el documento "Gestión de residuos".
7.
PROCESAMIENTO
La técnica de cultivo celular o "shell vial"
se organiza en los siguientes pasos:
7.1. DESCONTAMINACIÓN.
La muestra se trata con una mezcla antibiótica y antifúngica
para eliminar los microorganismos que podían contaminar la
muestra. Esta mezcla se añade en una proporción de 10 µL
de mezcla antibiótica por cada ml de muestra y se deja actuar a
+4ºC durante 1 hora.
7.2. INOCULACIÓN Y CONTACTO.
Después de la descontaminación se procede a la
inoculación de la muestra en los viales de tipo shell-vial.
Se utilizan viales con monocapa de células MDCK (Madin Darbin
Cocker Kidney), A549, Hep2 y cultivo mixto (MDCK+A549+Hep2 a partes
iguales). Las monocapas se preparan de 3 a 7 días antes de la
inoculación para obtener células confluentes con 2 ml,
aproximadamente, de medio de crecimiento. Para la inoculación
de la muestra primero se retira el medio de crecimiento y después
se añaden 100 µl de muestra en cada uno de los cuatro
viales. Posteriormente se centrifuga a 700x g durante 45 minutos. A
continuación se mantienen estos viales en estufa a 37ºC
sin CO2 durante una hora.
7.3. INCUBACIÓN.
Después se retira el inóculo (decantándolo
en un contenedor con lejía) y se añaden 1-1,5 ml
aproximadamente, de medio de mantenimiento. Para el cultivo de virus
gripales, en cualquiera de las líneas celulares, el medio de
mantenimiento de las células contiene tripsina a la concentración
final del 2,5 (Trypsin 2,5% (10x), BioWhittaker®), en
sustitución de las enzimas proteolíticas que estas células
no poseen y que son necesarias para la activación de la
hemaglutinina. Posteriormente se incuban los viales inoculados durante
48 horas a 37ºC.
7.4. REVELADO Y OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO.
Tras 48 horas de incubación se retira el medio de
mantenimiento de dos viales y se fijan con acetona pura a -20ºC
durante 10 minutos. Para identificar el tipo de virus aislado se tiñen
posteriormente con anticuerpos monoclonales frente al virus de la
gripe A, de la gripe B u otros virus respiratorios, conjugados con
isotiocianato de fluoresceína en el vial que contiene la mezcla
de células. Una vez teñidos se extrae el cubreobjetos
mediante una aguja enmangada caliente perforando el fondo del tubo de
plástico, empujando el cubreobjetos y recogiéndolo
mediante pinzas teniendo cuidado de no dañar la monocapa. Este
cubreobjetos se colocen un portaobjetos y se observa al microscopio de
fluorescencia. Los virus gripales presentan un patrón de
inmunofluorescencia nuclear.
8.
INTERPRETACIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
- De cara a valorar su significación virológica la
preparación debe mantener, al menos, un 20% de la superficie de
la monocopa celular. La presencia de un foco de fluorescencia otorga
positividad a la lectura.
- En el caso de que a las 48 horas las células no
aparezcan como fluorescentes con ninguno de los anticuerpos
monoclonales, esta muestra se considera negativa.
9.
RESPONSABILIDADES
Básicamente serán las siguientes:
- Área de recogida y procesamiento de muestras: recepción,
identificación y procesamiento de las muestras. Rechazo de las
muestras remitidas en condiciones defectuosas y adopción de
medidas correctoras.
- Personal técnico: control de las muestras, solicitudes y
hojas de trabajo; realización de la técnica; lectura de
las preparaciones. Registro de resultados. Archivo de hojas de
trabajo.
- Facultativo responsable: supervisión del trabajo y de
los resultados, resolución de dudas técnicas,
interconsultas, adopción de medidas correctoras de errores
cometidos, firma de informes de resultados.
10.
ANOTACIONES AL PROCEDIMIENTO
La positividad de la prueba shell vial frente a virus
gripales y otros virus respiratorios indica la presencia de viriones
en la muestra. Demuestra que el paciente sufre una infección
activa con replicación del virus.
11.
LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO
- La mayor limitación de la prueba shell vial es que
exacerba la toxicidad de las muestras sobre la monocapa celular.
- La interpretación de los hallazgos de laboratorio debe
de efectuarse de manera acorde con la valoración clínica.
12.
BIBLIOGRAFÍA
1. Leland DS, Ginocchio CC. Role of cell culture for virus
detection in the age of technology. Clin Microbiol Rev 2007;20:49-78.
2. Weinberg A, Brewster L, Clark J, Simoes E; ARIVAC consortium.
Evaluation of R-Mix shell vials for the diagnosis of viral respiratory
tract infections. J Clin Virol 2004; 30:100-105.
3. World Health Organization. WHO recommendations on the use of
rapid testing for influenza diagnosis. Online July 2005.
http://www.who.int/entity/csr/disease/
avian_influenza/guidelines/RapidTestInfluenza_web.pdf
4. Zitterkopf NL, Leekha S, Espy MJ, Wood CM, Sampathkumar P,
Smith TF. Relevance of influenza a virus detection by PCR, shell vial
assay, and tube cell culture to rapid reporting procedures. J Clin
Microbiol 2006; 44:3366-3367.
DOCUMENTO
TÉCNICO
PNT-VR-02
DIAGNÓSTICO DE INFECCIONES POR VIRUS GRIPALES MEDIANTE
INMUNOFLUORESCENCIA DIRECTA EN MUESTRAS RESPIRATORIAS
ELABORADO
REVISADO
Y APROBADO
Jefe de Servicio
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COPIA REGISTRADA Nº..........ASIGNADA
A.......................... Este documento es propiedad del Servicio de Microbiología
del Hospital ....... .
.................
La información en él contenida no podrá
reproducirse total ni parcialmente sin autorización
escrita del Responsable de su elaboración. Las copias
no registradas no se mantienen actualizadas a sus
destinatarios.
1.
PROPÓSITO Y ALCANCE La finalidad de este procedimiento es describir la aplicación
técnica de la inmunofluorescencia directa para efectuar la
detección de antígeno de virus gripales en muestras de
individuos con infecciones respiratorias. Se documentan los tipos de
muestras, su procesamiento y su interpretación en el
laboratorio de microbiología.
2.FUNDAMENTO
En el transcurso de un proceso infeccioso de las vías
respiratorias es posible detectar antígenos del agente
responsable en muestras procedentes del foco de infección (moco
nasal, exudado faríngeo, moco nasofaríngeo, esputo, líquido
pleural, lavado broncoalveolar, etc.). La utilidad que representa para
el clínico la obtención de un resultado rápido no
necesita ser enfatizada.
3.
DOCUMENTOS DE CONSULTA
- Isenberg HD, ed. Clinical Microbiology Procedures Handbook. 2nd
ed. 2004. American Society for Microbiology, Washington, DC.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 10 "Seguridad en el laboratorio de microbiología
clínica", 2000.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 1a "Recogida, transporte y procesamiento general de
las muestras en el laboratorio de microbiología" , 2003.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 19 "Técnicas rápidas de detección
de antígeno" (técnicas rápidas de diagnóstico
de las infecciones respiratorias), 2005.
4.
MUESTRAS
a) Volante de petición. El volante de solicitud
que acompaña a cada muestra deberá cumplimentarse en su
totalidad en los apartados de identificación de datos del
paciente, médico solicitante, variables epidemiológicas
y clínicas. El laboratorio deberá registrar el día
y la hora de entrada.
b) Tipos de muestras. Las muestras utilizadas son los
frotis faríngeos, lavados nasales y broncoalveolares, tal como
se describe en el PNT-VR-01 de este procedimiento. Los frotis faríngeos
deben recogerse raspando con escobillón de forma que se asegure
la presencia de células descamativas en la muestra. En los
lavados nasales debe evitarse el moco.
c) Transporte y conservación. El procesamiento de
las muestras debe ser inmediato, por tanto el transporte también
debe serlo. Si no fuera posible, se conservarán a -80ºC
hasta que se realice su procesamiento.
5.
MEDIOS DE CULTIVO Y REACTIVOS
- Mezcla antibiótica y antifúngica: Pen/Strep
Fungizone Mix (100x): 10000 U penicilina/mL, 10000 mg
estreptomicina/mL, 25 µg fungizona/µL.
- Tampón PBS
- Acetona pura
- Anticuerpos monoclonales frente al virus de la gripe A y virus
de la gripe B.
- Conjugado de isotiocianato de fluoresceína.
- Líquido de montaje para microscopía.
6.
APARATOS Y MATERIALES
El equipamiento necesario para la realización de la técnica
descrita, incluyendo el tratamiento de las muestras, es el siguiente:
- Cabina de flujo laminar vertical, de nivel de bioseguridad tipo
2.
- Agitador orbital
- Centrífuga
- Baño maría
- Vórtex - Micropipetas
- Pipetas Pasteur - Microscopio de fluorescencia con filtros para
isotiocianato de fluoresceína, provisto de objetivos de 20X y
40X. - Estufa de 37ºC.
- Cámara húmeda
- Cubetas de tinción
- Recipientes para lavado de los portaobjetos
- Cubreobjetos
- Portaobjetos para inmunofluorescencia
7.
PROCESAMIENTO
Se organiza en los siguientes pasos:
7.1. DESCONTAMINACIÓN.
Consiste en el tratamiento de la muestra con una mezcla antibiótica
y antifúngica para eliminar los microorganismos que podían
contaminar la muestra. Esta mezcla se añade en una proporción
de 10 mL de mezcla antibiótica por cada ml de muestra y se
dejaba actuar a 4ºC durante 1 hora. Pasado este tiempo, con la
ayuda de una pipeta Pasteur, se retiran los restos de moco.
7.2. PREPARACIÓN DE LA CAPA DE CÉLULAS EN EL
PORTAOBJETOS.
La muestra se centrifuga durante 10 minutos a 700x g. Si queda un
pellet visible, se reparte en varios pocillos del portaobjetos y se
deja secar al aire. Si no queda pellet visible, la capa de células
se preparará por centrifugación.
7.3. REVELADO Y OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO.
La preparación se fija con acetona pura a -20ºC
durante 10 minutos. Seguidamente se incuba a 37ºC en cámara
húmeda durante 30 minutos con anticuerpos monoclonales frente
al virus de la gripe A y/o B, después se lava con tampón
PBS y posteriormente se incuba durante 30 minutos en las mismas
condiciones con el conjugado fluorescente. Por último, se lava
nuevamente con PBS para eliminar los restos de conjugado que pudieran
interferir en la lectura de resultados, se deja secar al aire, se
coloca un cubreobjetos con líquido dmontaje y se observa en el
microscopio de fluorescencia.
8.
INTERPRETACIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
Se considera un resultado positivo cuando se observa
fluorescencia específica celular, con patrón nuclear.
9.
RESPONSABILIDADES
Los profesionales técnicos deberán revisar las
solicitudes estudiando la idoneidad de la muestra remitida con la
determinación solicitada, del tratamiento de las muestras, de
la realización de las técnicas y de la validación
de los resultados en función de los resultados de los
controles. El facultativo, además de la supervisión de
las tareas citadas, será responsable de mantener al día
los procedimientos, de la validación final de los resultados,
su interpretación y el informe de los mismos.
10.
ANOTACIONES AL PROCEDIMIENTO
Las muestras son potencialmente contagiosas y se deben manejar
con precaución.
11.
LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO
De cara a la obtención de resultados representativos las
muestras deben ser de calidad, con importante celularidad. Se debe
minimizar al máximo la variabilidad interobservadores.
12.
BIBLIOGRAFÍA
1. Freymuth F, Vabret A, Cuvillon-Nimal D, Simon S, Dina J,
Legrand L, Gouarin S, Petitjean J, Eckart P, Brouard J. Comparison of
multiplex PCR assays and conventional techniques for the diagnostic of
respiratory virus infections in children admitted to hospital with an
acute respiratory illness. J Med Virol. 2006;78:1498-1504.
2. Minnich LL, Smith TF, Ray CG. Cumitech 24. Rapid detection of
viruses by immunofluorescence. Coordinating ed., S. Specter. American
Society for Microbiology, 1988. Washington, D.C.
3. Rahman M, Kieke BA, Vandermause MF, Mitchell PD, Greenlee RT,
Belongia EA. Performance of Directigen flu A+B enzyme immunoassay and
direct fluorescent assay for detection of influenza infection during
the 2004-2005 season. Diagn Microbiol Infect Dis. 2007;58:413-418.
DOCUMENTO
TÉCNICO
PNT-VR-03
SECUENCIACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS PARA LA DETECCIÓN
DE RESISTENCIAS A INHIBIDORES DE NEURAMINIDASA EN VIRUS GRIPALES A
EPIDÉMICOS
ELABORADO
REVISADO
Y APROBADO
Jefe de Servicio
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reproducirse total ni parcialmente sin autorización
escrita del Responsable de su elaboración. Las copias
no registradas no se mantienen actualizadas a sus
destinatarios.
1.
PROPÓSITO Y ALCANCE Definir la metodología básica de las fases preanalíticas
y postanalíticas para la determinación de resistencias a
inhibidores de neuraminidasa a partir de cultivos de virus gripales en
línea celular (tubos, shell-vial) o huevos embrionados,
mediante secuenciación de ácidos nucleicos. Este
procedimiento es aplicable a todos los laboratorios de microbiología
y virología clínica que realicen vigilancia de la
circulación de virus gripales y detección de
resistencias a inhibidores de neuraminidasa mediante técnicas
genotípicas, y a aquellos que envíen muestras a
laboratorios de referencia.
2.FUNDAMENTO
Las técnicas de secuenciación de ácidos
nucleicos permiten conocer la secuencia de bases del gen de la
neuraminidasa y localizar los cambios de aminoácidos
relacionados con la resistencia a los antivíricos inhibidores
de la neuraminidasa. El proceso de secuenciación consta de las
siguientes fases:
a) fase de extracción de ácidos nucleicos, a partir
de sobrenadantes procedentes de cultivo celular vírico;
b) fase de retro-transcripción y amplificación. El
ARN liberado es transcrito en cADN y amplificado mediante el uso de
iniciadores específicos del gen de la neuraminidasa. Los
cebadores serán distintos dependiendo del subtipo de virus
gripal sobre el que se vaya a realizar la determinación: N1 o
N2;
c) fase de purificación: consiste en la eliminación
de productos de amplificación inespecíficos, dímeros
de cebadores, etc, que se pudiesen formar durante la reacción
de PCR. Esta fase es optativa y dependerá de la pureza con la
que obtengamos nuestro producto de amplificación;
d) fase de secuenciación: el producto amplificado se
somete a una nueva amplificación con concentraciones limitantes
de dideoxinucleótidos (ddNTPs) marcados (secuenciación
unidireccional) y con iniciadores específicos (sentido y
antisentido);
e) fase de revelado: mediante el empleo de un secuenciador automático
los amplificados se resuelven mediante electroforesis capilar o
vertical, obteniéndose un electroferograma con la secuencia de
bases.
Finalmente, la secuencia de ácidos nucleicos se edita y se
compara, mediante el empleo de un software específico o de
programas de alineamiento con una o varias secuencias de referencia
procedentes de cepas prototipo y que obtenemos a través de las
bases de datos de secuencias (p.ej:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=Nucleotide&itool=toolbar).
3.
DOCUMENTOS DE CONSULTA
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 10 "Seguridad en el laboratorio de microbiología
clínica", 2000.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 1a "Recogida, transporte procesamiento general de
las muestras en el laboratorio de microbiología", 2003.
- Manuales de instrucciones de los sistemas comerciales y
aparatos utilizados.
4.
MUESTRAS
a) Volante de petición. El volante de solicitud que acompaña
a cada muestra deberá cumplimentarse en su totalidad en los
apartados de identificación de datos del paciente, médico
solicitante, variables epidemiológicas, clínicas y de
particular interés en este procedimiento: las variables terapéuticas.
El laboratorio deberá registrar el día y la hora de
entrada.
b) Tipos de muestras. Las muestras adecuadas para el estudio
genotípico de resistencias mediante la técnica descrita
en este procedimiento son sobrenadantes procedentes de cultivo celular
o líquido alantoideo obtenido de cultivo en huevo embrionado en
los que previamente se hayan cultivado muestras de origen respiratorio
(frotis nasal, frotis faríngeo, aspirado nasofaríngeo,
lavado broncoalveolar, aspirado bronquial, aspirado traqueal) o virus
procedente de un cultivo previo (subcultivo). Las condiciones de
transporte y almacenamiento, cuando sea necesario, son:
a) En el momento de la recogida de la muestra por parte del
personal médico, de enfermería o técnico,
identificarla correctamente con el nombre del paciente, origen de la
muestra y fecha de recogida.
b) Debido a la labilidad de los virus implicados en la infección
respiratoria, el transporte de las muestras al laboratorio debe
realizarse de forma inmediata después de la recogida, o en su
defecto refrigerarlas a 4ºC en medio de transporte para virus.
Si el envío al laboratorio de destino va a realizarse a través
de una compañía de transportes, es preciso emplear un
recipiente de seguridad biológica e introducirlo en un
contenedor de poliestireno para su envío refrigerado con
hielo seco. El proceso se completa con el adecuado precintado y envío.
c) Una vez recibida la muestra en el laboratorio, y si el
procesamiento no va a efectuarse de forma rápida, el
almacenaje de la alícuota destinada para realizar técnicas
de biología molecular debe realizarse preferiblemente a -70ºC,
o en su defecto, a -20ºC, siempre teniendo en cuenta que a esta
temperatura, dependiendo del virus y del tipo de muestra, el
material genético puede sufrir mayor degradación.
d) Los sobrenadantes procedentes de cultivo celular o líquido
alantoideo deben guardarse también a -70ºC hasta el
momento de la extracción.
5.
REACTIVOS
- Sistemas comercializados de extracción de ARN
- Tampón de lisis
- Kit Qiagen one step RT-PCR 5x buffer
- Tampón Tris-borato EDTA 0,5x
- Geles de agarosa
- Columnas de purificación de ácidos nucleicos
- BigDye terminador v3.1 para secuenciación
- Marcadores de peso molecular
6.
APARATOS Y MATERIALES
- Batas de laboratorio
- Guantes
- Termociclador
- Micropipetas
- Puntas de pipeta
- Cubetas de electroforesis-
- Secuenciador
- Centrífuga
- Vórtex
- Tubos Eppendorf
7.
PROCESAMIENTO
Por el momento no existen técnicas comerciales para la
secuenciación y detección de resistencias a inhibidores
de neuraminidasa, sólo se dispone de métodos no
comerciales o in house para la secuenciación de la
neuraminidasa de los virus gripales. Por esta razón es muy
importante la suscripción a algún programa de control de
calidad externo que permita la evaluación periódica del
método utilizado.
Para la extracción, es recomendable utilizar métodos
que además de destruir las proteínas, purifican el ARN
de la muestra, como por ejemplo el método de
isopropanol-etanol, método de Boom (sílice), extracción
y purificación con columnas o extracción automatizada.
Tanto el método de Boom, las columnas y la extracción
automática están comercializadas con protocolos que
dependen de la compañía que los comercializa.
En cualquiera de los métodos, comerciales o no, la muestra
objeto de estudio se trata previamente con tampón o solución
de lisis, de forma que se diluye en una determinada proporción
dependiendo del método de extracción utilizado. A
continuación se procede a retro-transcribir y amplificar el ARN
extraído según el siguiente protocolo:
Iniciadores utilizados en la reacción de retro-trancripción
y amplificación:
Neuraminidasa
Iniciadores
(5'-3')
Tamaño
amplicón (pb)
N1
Sense
AGGACAGAAGCCCTTATAGG
Antisense
TACTTGTCAATGGTGAACGG
963
N2
Sense
ATTACAGGATTTGCACCTTT
Antisense
CAAAGGCCCAGCCTTTCACT
782
La mezcla de amplificación se
obtiene utilizando el kit OneStep RT-PCR de Qiagen® según
las siguientes concentraciones de reactivos:
Qiagen®OneStepRT-PCR
1x (µl)
Concentración
final
H2O
27
One Step RT-PCR
5x buffer
10
2,5 mM Mg2+
dNTPs [10mM]
2
0,4 mM
Iniciador Sense
[10µM]
2
0,4 µM
Iniciador
Antisense [10µM]
2
0,4 µM
RT-PCR mix
2
El volumen final es de 45 µl por
tubo de PCR al cual se añaden 5 µl del material extraído.
Se preparan tantos tubos como muestras distintas se deseen amplificar.
Se colocan en el termociclador que se ha programado previamente para
hacer una transcripción reversa de 50ºC durante 30 minutos
y una activación del enzima a 95ºC durante 15 minutos. A
continuación la reacción de amplificación tiene
lugar durante 45 ciclos, cada ciclo consta de 1 minuto a 94ºC
para la desnaturalización del ADN, 1 minuto a 50ºC para la
hibridación, 1 minuto a 72ºC para la extensión y
finalmente 10 minutos a 72ºC de extensión final. A partir
de esta amplificación se carga un gel de agarosa al 2% en tampón
tris-borato de EDTA (TBE) al 0,5x para observar la banda de
amplificado correspondiente. Si se obtiene una banda de amplificado
intensa y nítida se puede obviar la fase de purificación,
en caso contrario se debe purificar el producto obtenido mediante un
kit comercial, de los habitualmente basados en la utilización
de columnas. La secuenciación puede llevarse a cabo utilizando
una mezcla que contenga 4 ml de BigDye terminator v3.1 (Applied
Biosystem, Foster City, CA, USA), 2 ml de cada cebador y 4 ml de
producto de amplificación purificado. En el caso de no
purificar el amplicón se añaden 1 ó 2 ml del
producto de PCR dependiendo de la intensidad de la banda y completar
con agua hasta un volumen final de 10 ml. La reacción de
secuenciación se realiza en un termociclador según el
programa de temperaturas siguiente: 94ºC durante 3 minutos de
desnaturalización y 24 ciclos a 96ºC, 10 segundos; 50ºC,
10 segundos y 60ºC, 4 minutos para finalmente utilizar un método
enzimático de terminación de cadena automatizado.
8.
INTERPRETACIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
Las mutaciones implicadas en la adquisición de
resistencias a inhibidores de neuraminidasa en los virus gripales A
epidémicos (H3N2 y H1N1) se representan en la siguiente tabla:
Virus
Posición
Oseltamivir
Zanamivir
H3N2
E119V/A/D/G
R
S
R292K
R
R
N294S
R
R
H1N1
H274Y
R
S
Es recomendable la obtención de una secuencia limpia y
bidireccional al menos desde el codon 119 al 294 para los virus del
subtipo H3N2 y de la posición 274 para los virus H1N1. Al
editar la secuencia, es necesario revisar todos los codones de
resistencia y compararlos con la (s) cepa (s) prototipo elegida (s).
Se debe realizar un informe de resultados en el que figure la
sensibilidad de la cepa. En el caso de encontrar un virus resistente,
se procede a indicar la mutación encontrada y el fenotipo de
resistencia para el que codifica.
9.
RESPONSABILIDADES
Deben estar descritas en el manual general de organización
del laboratorio y en la descripción de los puestos de trabajo.
El procedimiento deberá llevarse a cabo por personal técnico
cualificado con un entrenamiento específico en técnicas
de biología molecular que se hará responsable del
procesamiento de las muestras y de la realización de las técnicas.
El facultativo responsable del laboratorio será el encargado de
la supervisión de la técnica y de la emisión de
los resultados, resolución de dudas de tipo técnico, análisis
de los posibles errores y adopción de las medidas correctoras
pertinentes.
10.
ANOTACIONES AL PROCEDIMIENTO
Todo el personal del laboratorio deberá conocer las normas
generales de seguridad e higiene. Estas recomendaciones deberán
estar recogidas en un documento establecido por el laboratorio. Para
la realización de la técnica que se describe se deben
tener en cuenta diversos aspectos estructurales, aplicables en general
a todas las técnicas de amplificación y secuenciación
de ácidos nucleicos. En general se precisan al menos tres zonas
o áreas diferentes dentro del laboratorio para evitar problemas
de contaminaciones: 1) la denominada "zona limpia" donde se
prepararán los reactivos y las mezclas de amplificación
y secuenciación; 2) la zona para realizar la reacción de
amplificación; 3) el área para el manejo y análisis
del material amplificado y/o secuenciado. En cada zona de trabajo debe
existir un material (pipetas, puntas, batas de laboratorio,
marcadores, etc.) específico de cada zona. Nunca se debe
trasladar material entre zonas, salvo el estrictamente necesario y
siempre en dirección 1-2-3. Si no se dispone de áreas
separadas, se pueden utilizar unidades de contención que
permitan la separación física de los procesos: cabinas
de flujo laminar equipadas con luz ultravioleta. Como recomendación
general deberán evitarse, en lo posible, las manipulaciones
innecesarias y extremarse las precauciones tanto en lo referente al
manejo de las muestras como a la dispensación de los reactivos.
11.
LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO
La detección genotípica de resistencias a
inhibidores de neuraminidasa en los virus gripales no siempre va a
predecir la sensibilidad, debido a que podrían existir otras
mutaciones capaces de conferir resistencia o sensibilidad disminuida a
este grupo de antivirales y que aún se desconocen. Por ejemplo,
se han encontrado cambios de aminoácidos en la hemaglutinina
que producen variaciones en la sensibilidad a los inhibidores de la
neuraminidasa, pero su descripción es meramente anecdótica
en virus mutantes obtenidos in vitro con cambios específicos
en el gen de la hemaglutinina (mutagénesis dirigida); por el
momento se sospecha que dichos cambios podrían tener escasa
relevancia a nivel clínico. Los virus cultivados sufren
mutaciones producto de la adaptación del virus al cultivo, que
pueden distorsionar los cambios detectados con respecto a la cepa
original procedente de la muestra clínica, revirtiendo de un
genotipo sensible a otro resistente o viceversa. Algunos virus con
genotipo resistente a inhibidores de neuraminidasa presentan
disminuida su tasa de replicación, por lo que el crecimiento en
los medios de cultivo habituales puede resultar difícil.
12.
BIBLIOGRAFÍA
1.Gubareva LV. Molecular mechanisms of influenza virus resistance
to neuraminidase inhibitors. Virus Res 2004; 103:199-203.
2.Kiso M, et al. Resistant influenza A viruses in children
treated with oseltamivir: descriptive study. Lancet 2004; 364:759-765.
3.McKimm-Breschkin JL. Resistance of influenza viruses to
neuraminidase inhibitors--a review. Antiviral Res 2000; 47:1-17.
4.Regoes RR, Bonhoeffer S. Emergence of drug-resistant influenza
virus: population dynamical considerations. Science 2006; 312:389-391.
5.Wright KE, et al. Typing and subtyping of influenza viruses in
clinical samples by PCR. J Clin Microbiol 1995; 33: 1180-1184.
DOCUMENTO
TÉCNICO
PNT-VR-04
DETECCIÓN DE METAPNEUMOVIRUS HUMANO EN MUESTRAS
RESPIRATORIAS
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1.
PROPÓSITO Y ALCANCE Definir la metodología básica para la determinación
de infección respiratoria asociada a metapneumovirus humano
(hMPV) a partir de muestras clínicas respiratorias humanas
mediante amplificación genómica del gen que codifica
para la proteína matriz vírica. Este procedimiento es
aplicable a los laboratorios de microbiología clínica
que realicen diagnóstico de infección respiratoria vírica
mediante técnicas de amplificación de genoma.
2.FUNDAMENTO
Las técnicas de amplificación de ácidos
nucleicos (PCR) permiten detectar con una elevada sensibilidad y
especificidad determinados fragmentos tanto de ARN como ADN genómico
de virus respiratorios presentes en muestras clínicas
procedentes de pacientes con infección respiratoria vírica
aguda. Para el control de la reacción y de todo el
procedimiento se pueden incluir un número conocido de copias de
un ADN ajeno a la muestra que se amplifique simultáneamente con
el fragmento diana del hMPV. El proceso de amplificación genómica
para la detección de hMPV consta de las siguientes fases:
a) fase de extracción de ácidos nucleicos, a partir
de muestras clínicas respiratorias;
b) fase de retro-transcripción y amplificación. El
ARN extraído es transcrito en cADN y amplificado mediante el
uso de iniciadores específicos del gen que codifica la proteína
matriz vírica;
c) fase de reamplificación mediante PCR anidada: consiste
en la amplificación de fragmentos internos de los productos de
amplificación obtenidos en la fase anterior utilizando
iniciadores que hibriden en zonas internas de dichos productos de
amplificación. Se obtendrá una mayor sensibilidad que
con la RT-PCR inicial;
d) fase de visualización de productos de amplificación:
los productos obtenidos en la reacción de PCR anidada se
someten a electroforesis en gel de agarosa;
e) fase de secuenciación: para conocer el serotipo de
hMPV, el producto amplificado se somete a una nueva amplificación
con concentraciones limitantes de dideoxinucleótidos (ddNTPs)
marcados (secuenciación unidireccional) y con los iniciadores
específicos de la PCR anidada (sentido y antisentido);
f) fase de revelado: mediante el empleo de un secuenciador automático
los amplificados se resuelven mediante electroforesis capilar o
vertical, obteniéndose un electroferograma con la secuencia de
bases.
Finalmente, la secuencia de ácidos nucleicos se edita y se
compara, mediante el empleo de un software específico o
de programas de alineamiento con una o varias secuencias de referencia
procedentes de cepas prototipo y que se obtienen a través de
las bases de datos de secuencias (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=Nucleotide&itool=toolbar)
3.
DOCUMENTOS DE CONSULTA
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 10 "Seguridad en el laboratorio de microbiología
clínica", 2000.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 1a "Recogida, transporte y procesamiento general de
las muestras en el laboratorio de microbiología", 2003.
4.
MUESTRAS
a) Volante de petición. El volante de solicitud
que acompaña a cada muestra deberá cumplimentarse en su
totalidad en los apartados de identificación de datos del
paciente, médico solicitante, variables epidemiológicas
y clínicas.
b) Tipos de muestras. Las muestras adecuadas para el
diagnóstico de hMPV mediante la técnica descrita en este
protocolo son exudados nasofaríngeos, aspirados nasofaríngeos,
lavados bronquio-alveolares, aspirados bronquiales y aspirados
traqueales. Las condiciones de transporte y almacenamiento, cuando sea
necesario, son:
a) En el momento de la recogida de la muestra por parte del
personal médico, de enfermería o técnico,
identificarla correctamente con el nombre del paciente, origen de la
muestra y fecha de recogida.
b) Debido a la labilidad del hMPV, el transporte de las muestras
al laboratorio de microbiología debe realizarse de forma
inmediata después de la recogida, o en su defecto
refrigerarlas a 4ºC en medio de transporte para virus. Si el
envío al laboratorio de destino va a realizarse a través
de una empresa de transportes, se debe emplear un recipiente de
seguridad biológica e introducir este en un contenedor de
poliestireno para envío refrigerado con hielo seco. Precintar
y enviar.
c) Una vez recibida la muestra al laboratorio de microbiología,
y si el procesamiento no va a efectuarse de forma rápida, el
almacenaje de la alícuota destinada para realizar técnicas
de biología molecular debe realizarse a -70ºC.
5.
REACTIVOS
- Sistemas comercializados de extracción de ARN
- Tampón de lisis
- Kit Access RT-PCR system (Promega)
- Kit Qiagen one step RT-PCR
- Tampón Tris-borato EDTA 0,5x
- Geles de agarosa
- Columnas de purificación de ácidos nucleicos
- BigDye terminador v3.1 para secuenciación
- Marcadores de peso molecular
- Buffer 5xB (ver composición en el apartado 7)
6.
APARATOS Y MATERIALES
- Termociclador
- Micropipetas
- Puntas de pipeta
- Cubetas de electroforesis
- Secuenciador
- Centrífuga
- Vórtex
- Tubos Eppendorf
7.
PROCESAMIENTO
Para la extracción, es recomendable utilizar métodos
que además de destruir las proteínas, purifican el ARN
de la muestra, como por ejemplo el método de
isopropanol-etanol, método de Boom (sílice), extracción
y purificación con columnas o extracción automatizada.
Tanto el método de Boom, las columnas y la extracción
automática están comercializadas con protocolos que
dependen de la empresa que los comercializa. Cuando se utiliza un
control interno de amplificación se deberán elegir métodos
de extracción de ácidos nucleicos que compatibilicen la
extracción tanto del ARN como del ADN ya que se añadirán
un número concreto de moléculas de ADN que se amplificarán
simultáneamente con el fragmento vírico.
La primera fase de la extracción consta de un proceso
mediante el cual la muestra objeto de estudio se trata previamente con
tampón o solución de lisis que permite la ruptura de las
membranas celulares y complejos proteicos, inactivando el virus
infeccioso y liberando sus ácidos nucleicos al medio. En este
buffer de lisis se añaden 100 copias de ADN de control interno
procedente del kit Access RT-PCR system (Promega). A
continuación el ARN vírico se retro-transcribe
produciendo moléculas de cADN, y tanto el cADN como el ADN del
control interno se amplifican específicamente según el
siguiente protocolo:
Los iniciadores de hMPV y del control interno utilizados en la
reacción de retro-trancripción, en la primera
amplificación y en la reamplificación mediante PCR
anidada son:
hMPV
Iniciadores
(5'-3')
Tamaño
amplicón (pb)
1ª reacción
Sense GAGTCCTAYCTAGTAGACAC
Antisense TTGTYCCTTGRTGRCTCCA
739
PCR anidada
Sense GCRGCIATGTCTGTACTTCC
Antisense TCTTGCAKATYYTRCTKATGCT
486
Control
interno
Iniciadores
(5'-3')
Tamaño
amplicón (pb)
1ª reacción
Sense GCTTGGGCGTGTCTCAAAATCT
Antisense GTCGCCACGGTTGATGAGAGCT
1128
PCR anidada
Sense GGGGTGTTATGAGCCATATTCAACGG
Antisense AGCCGCCGTCCCGTCAAGTCAG
837
La mezcla de amplificación se
obtiene utilizando el kit OneStep RT-PCR de Qiagen® según
las siguientes concentraciones de reactivos:
Qiagen®OneStepRT-PCR
1x (µl)
Concentración
final
H2O
29
Qiagen One Step
RT-PCR 5x buffer
10
2,5 mM Mg2+
dNTPs [10mM]
1
0,4 mM
hMPV Iniciador
Sense [10µM]
1
0,1 µM
hMPV Iniciador
Antisense [10µM]
1
0,1 µM
CI Iniciador
Sense [10µM]
0,5
0,05 µM
CI Iniciador
Antisense [10µM]
0,5
0,05 µM
RT-PCR mix
2
El volumen final es de 45 µl por
tubo de PCR al cual se añaden 5 µl del material extraído.
Se preparan tantos tubos como muestras distintas se deseen amplificar.
Se colocan en el termociclador que se ha programado previamente para
hacer una transcripción reversa de 45ºC durante 45 minutos
y una activación del enzima a 95ºC durante 15 minutos. A
continuación la reacción de amplificación tiene
lugar durante 45 ciclos, cada ciclo consta de 30 segundos a 95ºC
para la desnaturalización del ADN, 2 minutos a 53ºC para
la hibridación y 30 segundos a 68ºC para la elongación
del ADN. Finalmente se termina la reacción con un ciclo de 68ºC
durante 10 minutos.
Tras esta primera reacción de amplificación se
realiza una segunda amplificación genómica utilizando
como diana un fragmento interno de los productos de amplificación
obtenidos en la primera reacción. Se preparan tubos para esta
segunda amplificación cuya composición y concentraciones
son:
Qiagen®OneStepRT-PCR
1x (µl)
Concentración
final
H2O
29,1
5xB buffer¹
10
2,5 mM Mg2+
dNTPs [100mM]
0,4
0,4 mM
hMPV Iniciador
Sense [10µM]
3
0,3 µM
hMPV Iniciador
Antisense [10µM]
3
0,3 µM
CI Iniciador
Sense [10µM]
1
0,1 µM
CI Iniciador
Antisense [10µM]
1
0,1 µM
Taq polimerasa
0,5
¹Buffer 5xB. Para conseguir una mayor eficacia en la
amplificación interna se utiliza un buffer cuya composición
es la siguiente:
stock
uso 5X
H2O
libre de ARN y ADNasas
csp 50 ml
Tris-ClH pH 8.5
10
300 mM
(NH4)2(SO4)
1M
75 mM
MgCl2
25mM
10 mM
El volumen final es de 48 µl por tubo de PCR al cual se añaden
2 µl del producto de amplificación de la primera reacción.
Se preparan tantos tubos como muestras distintas se deseen
re-amplificar. Se colocan en el termociclador y a continuación
se someten a la reacción de amplificación que tras una
incubación a 95ºC durante 2 minutos, tiene lugar durante
35 ciclos, en donde cada ciclo consta de 30 segundos a 95ºC para
la desnaturalización del ADN, 2 minutos a 55ºC para la
hibridación y 3 minutos a 72ºC para la elongación
del ADN. Finalmente se termina la reacción con un ciclo de 72ºC
durante 10 minutos.
A partir de esta segunda amplificación se visualizan los
productos de amplificación en un gel de agarosa al 2% en tampón
tris-borato de EDTA (TBE) al 0,5x para observar las bandas de los
amplificados correspondientes. Por una parte, si existe virus en
cantidad detectable en la muestra clínica se obtendrá la
correspondiente banda específica, por otra en todas las
muestras se debe obtener una banda correspondiente al control interno.
Para conocer el serotipo de hMPV detectado (A/B) se procederá
al estudio mediante secuenciación de la banda específica
de hMPV que debe ser intensa y nítida. La secuenciación
puede llevarse a cabo utilizando una mezcla que contenga 4 µl de
BigDye terminator v3.1 (Applied Biosystem, Foster City, CA, USA), 2 µl
de cada iniciador de segunda PCR y 4 µl de producto de
amplificación purificado. En el caso de no purificar el
producto de amplificación, añadir 1 ó 2 ml del
producto de PCR dependiendo de la intensidad de la banda y completar
con agua hasta un volumen final de 10 µl. La reacción de
secuenciación se realiza en un termociclador según el
programa de temperaturas siguiente: 94ºC durante 3 minutos de
desnaturalización y 24 ciclos a 96ºC, 10 segundos; 50ºC,
10 segundos y 60ºC, 4 minutos para finalmente utilizar un método
enzimático de terminación de cadena automatizado.
8.
INTERPRETACIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
Los resultados que se obtienen en el primer análisis se
deben considerar provisionales, exceptuando los resultados negativos.
Para poder establecer un diagnóstico positivo se debe repetir
el proceso completo en una segunda alícuota de muestra
preparada de manera independiente y para este fin en el momento de la
recepción de la muestra al laboratorio:
Primer ensayo
Banda
hMPV
Banda
de Control interno
Resultados
provisionales
SI
SI
Muestra positiva
NO
SI
Muestra negativa
NO
NO
Muestra
conteniendo inhibidores
Segundo
ensayo de confirmación
Banda
hMPV
Banda
de Control interno
Resultados
provisionales
SI
SI
Muestra positiva
NO
SI
Muestra negativa
NO
NO
Muestra
conteniendo inhibidores
Realizar un informe de resultados en el que figure el número
de muestra de laboratorio y el resultado correspondiente.
En la figura 1 se muestra un ejemplo real de los resultados
obtenidos en aspirados nasofaríngeos de pacientes ingresados en
un hospital con un cuadro de bronquiolitis aguda tras haber realizado
el procedimiento anteriormente expuesto.
9.
RESPONSABILIDADES
Deben estar descritas en el manual general de organización
del laboratorio y en la descripción de los puestos de trabajo.
El procedimiento deberá llevarse a cabo por personal técnico
cualificado con un entrenamiento específico en técnicas
de biología molecular que se hará responsable del
procesamiento de las muestras y de la realización de las técnicas.
El facultativo responsable del laboratorio será el encargado de
la supervisión de la técnica y de la emisión de
los resultados, resolución de dudas de tipo técnico, análisis
de los posibles errores y adopción de las medidas correctoras
pertinentes.
10.
ANOTACIONES AL PROCEDIMIENTO
Todo el personal del laboratorio deberá conocer las normas
generales de seguridad e higiene. Estas recomendaciones deberán
estar recogidas en un documento establecido por el laboratorio.
Para la realización de la técnica que se describe
se deben tener en cuenta diversos aspectos estructurales, aplicables
en general a todas las técnicas de amplificación y
secuenciación de ácidos nucleicos. En general se
precisan al menos tres zonas o áreas diferentes dentro del
laboratorio para evitar problemas de contaminaciones: 1) la denominada
"zona limpia" donde se prepararán los reactivos y las
mezclas de amplificación y secuenciación; 2) la zona
para realizar la reacción de amplificación; 3) el área
para el manejo y análisis del material amplificado y/o
secuenciado. En cada zona de trabajo debe existir un material
(pipetas, puntas, batas de laboratorio, marcadores, etc.) específico
de cada zona. Nunca se debe trasladar material entre zonas, salvo el
estrictamente necesario y siempre en dirección 1-2-3. Si no se
dispone de áreas separadas, se pueden utilizar unidades de
contención que permitan la separación física de
los procesos: cabinas de flujo laminar equipadas con luz ultravioleta.
Como recomendación general deberán evitarse, en lo
posible, las manipulaciones innecesarias y extremarse las precauciones
tanto en lo referente al manejo de las muestras como a la dispensación
de los reactivos.
11.
LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO
La sensibilidad del procedimiento descrito se ha calculado entre
1-5 copias de genoma de hMPV. Una de las limitaciones mayores de este
tipo de procedimientos son las muestras clínicas en las que se
ensayan debido a que la carga vírica de los virus respiratorios
en las diferentes muestras clínicas puede ser muy diferente.
La elevada sensibilidad de esta técnica hace que se deban
extremar las medidas de prevención de contaminaciones, siendo
muy importante la inclusión en cada ensayo de controles
negativos adecuados que permitan la exclusión de posibles
contaminaciones.
La existencia de coinfecciones víricas en las infecciones
respiratorias es un hecho muy frecuente y muchas veces la detección
de genoma vírico hMPV puede estar o no asociado a un
determinado proceso clínico.
Nota: las muestras 4, 5 y 6 presentan bandas inespecíficas
12.
BIBLIOGRAFÍA
1. Casas I, Pozo F. Síndrome respiratorio agudo grave,
gripe aviar e infección por metapneumovirus humano. Enf Infec
Microbiol Clin 2005; 23:438- 448.
2. García ML, Calvo C, de Cea JM, Pérez-Breña
P, Acosta B, Casas I. Prevalence and clinical characteristics of human
metapneumovirus infections in hospitalized infants in Spain. Pediatric
Pulmonology 2006; 41:863-871.
3. García ML, Calvo C, Martín F, Pérez-Breña
P, Acosta B, Casas I. Human metapneumovirus infections in hospitalized
infants in Spain. Arch Dis Child 2006; 91:290-295.
4. López-Huertas MR, Casaa I, Acosta-Herrera B, García
ML, Coiras MT, Pérez-Breña P. Two RT-PCR based assays to
detect human matapneumovirus in nasopharyngeal aspirates. J Virol Meth
2005;129:1-7.
DOCUMENTO
TÉCNICO
PNT-VR-05
DETECCIÓN DE BOCAVIRUS HUMANO EN MUESTRAS RESPIRATORIAS
ELABORADO
REVISADO
Y APROBADO
Jefe de Servicio
Nombre/Firma
Fecha
Nombre/Firma
Fecha
EDICIÓN
FECHA
ALCANCE
MODIFICACIONES
01
Edición
inicial
COPIA REGISTRADA Nº..........ASIGNADA
A.......................... Este documento es propiedad del Servicio de Microbiología
del Hospital ....... .
.................
La información en él contenida no podrá
reproducirse total ni parcialmente sin autorización
escrita del Responsable de su elaboración. Las copias
no registradas no se mantienen actualizadas a sus
destinatarios.
1.
PROPÓSITO Y ALCANCE Definir la metodología básica para la determinación
de infección respiratoria asociada a Bocavirus humano (hBoV) a
partir de muestras clínicas respiratorias humanas mediante
amplificación genómica de un fragmento de los genes que
codifican la nucleoproteina 1 (NP-1) y la región amino terminal
del complejo estructural VP1/VP2. Este procedimiento es aplicable a
los laboratorios de microbiología clínica que realicen
diagnóstico de infección respiratoria vírica
mediante técnicas de amplificación de genoma.
2.FUNDAMENTO
Las técnicas de amplificación de ácidos
nucleicos (PCR) permiten detectar con una elevada sensibilidad y
especificidad determinados fragmentos tanto de ARN como ADN genómico
de virus respiratorios presentes en muestras clínicas
procedentes de pacientes con infección respiratoria vírica
aguda. Para el control de la reacción y de todo el
procedimiento se pueden incluir un número conocido de copias de
un ADN ajeno a la muestra que se amplifique simultáneamente con
el fragmento diana del hBoV. El proceso de amplificación genómica
para la detección de hMPV consta de las siguientes fases:
a) fase de extracción de ácidos nucleicos, a partir
de muestras clínicas respiratorias;
b) fase de amplificación. El ADN extraído es
amplificado mediante el uso de iniciadores específicos de los
genes que codifican la nucleoproteína 1 (NP-1) y la región
amino terminal del complejo estructural VP1/VP2;
c) fase de reamplificación mediante PCR anidada: consiste
en la amplificación de fragmentos internos de los productos de
amplificación obtenidos en la fase anterior utilizando
iniciadores que hibriden en zonas internas de dichos productos de
amplificación. Se obtendrá una mayor sensibilidad que
con la RT-PCR inicial;
d) fase de visualización de productos de amplificación:
los productos obtenidos en la reacción de PCR anidada se
someten a electroforesis en gel de agarosa.
3.
DOCUMENTOS DE CONSULTA
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 10 "Seguridad en el laboratorio de microbiología
clínica", 2000.
- Procedimiento en Microbiología Clínica de la
SEIMC nº 1a "Recogida, transporte y procesamiento general de
las muestras en el laboratorio de microbiología", 2003.
4.
MUESTRAS
a) Volante de petición. El volante de solicitud
que acompaña a cada muestra deberá cumplimentarse en su
totalidad en los apartados de identificación de datos del
paciente, médico solicitante, variables epidemiológicas
y clínicas.
b) Tipos de muestras. Las muestras adecuadas para el
diagnóstico de hBoV mediante la técnica descrita en este
protocolo son exudados nasofaríngeos, aspirados nasofaríngeos,
lavados bronquio-alveolares, aspirados bronquiales, aspirados
traqueales, heces y suero.
Las condiciones de transporte y almacenamiento, cuando sea
necesario, son:
a) En el momento de la recogida de la muestra por parte del
personal médico, de enfermería o técnico,
identificarla correctamente con el nombre del paciente, origen de la
muestra y fecha de recogida.
b) Debido a la labilidad del hBoV, el transporte de las muestras
al laboratorio de microbiología debe realizarse de forma
inmediata después de la recogida, o en su defecto
refrigerarlas a 4ºC en medio de transporte para virus. Si el
envío al laboratorio de destino va a realizarse a través
de una empresa de transportes, se debe emplear un recipiente de
seguridad biológica e introducir este en un contenedor de
poliestireno para envío refrigerado con hielo seco. Precintar
y enviar.
c) Una vez recibida la muestra al laboratorio de microbiología,
y si el procesamiento no va a efectuarse de forma rápida, el
almacenaje de la alícuota destinada para realizar técnicas
de biología molecular debe realizarse a -70ºC.
5.
REACTIVOS
- Sistemas comercializados de extracción de ADN
- Tampón de lisis - Kit Access RT-PCR system (Promega)
- Tampón Tris-borato EDTA 0,5x
- Geles de agarosa
- Buffer 5xB (ver composición en el apartado 7)
6.
APARATOS Y MATERIALES
- Termociclador
- Micropipetas
- Puntas de pipeta
- Cubetas de electroforesis
- Centrífuga
- Vórtex
- Tubos Eppendorf
7.
PROCESAMIENTO
Para la extracción, es recomendable utilizar métodos
que además de destruir las proteínas, purifiquen el ADN
de la muestra, como por ejemplo el método de
isopropanol-etanol, método de Boom (sílice), extracción
y purificación con columnas o extracción automatizada.
Tanto el método de Boom, las columnas y la extracción
automática están comercializadas con protocolos que
dependen de la empresa que los comercializa. Cuando se utiliza un
control interno de amplificación se deberán añadir
un número concreto de moléculas de ADN de dicho control
en el momento de la extracción y se amplificarán simultáneamente
con el fragmento vírico.
La primera fase de la extracción consta de un proceso
mediante el cual la muestra objeto de estudio se trata previamente con
tampón o solución de lisis que permite la ruptura de las
membranas celulares y complejos proteicos, inactivando el virus
infeccioso y liberando sus ácidos nucleicos al medio. En este
buffer de lisis se añaden 100 copias de ADN de control interno
procedente del kit Access RT-PCR system (Promega). A continuación
el ADN vírico y el ADN del control interno se amplifican específicamente
según el siguiente protocolo:
Los iniciadores de hBoV y del control interno utilizados en la
primera amplificación y en la reamplificación mediante
PCR anidada son:
hBoV
Iniciadores
(5'-3')
Tamaño
amplicón (pb)
1ª reacción
Sense CACAGGAGCMGGAGYCGCAG
Antisense CCAAGATATYTRTATCCAGG
609
PCR anidada
Sense GTGGTGTGGGTTCTACTGGC
Antisense
CTACGGTACACATCATCCCAG
243
Control
interno
Iniciadores
(5'-3')
Tamaño
amplicón (pb)
1ª reacción
Sense GCTTGGGCGTGTCTCAAAATCT
Antisense
GTCGCCACGGTTGATGAGAGCT
1128
PCR anidada
Sense CGTAATGGCTGGCCTGT
Antisense
GTAATGCTCTGCCAGTGT
350
La mezcla de amplificación se
obtiene utilizando un buffer de reacción (Buffer 5xB) cuya
composición y concentraciones se detalla a continuación:
Qiagen®OneStepRT-PCR
1x (µl)
Concentración
final
H2O
libre de ARN y ADNasas
csp 50 ml
Tris-ClH pH 8,5
10
300 mM
NH4)2(SO4)
1M
75 mM
MgCl2
25 mM
10 mM
Esta mezcla de amplificación se
prepara con los componentes y concentraciones que a continuación
se especifican:
1ª
reacción
1x (µl)
Concentración
final
H2O
29,1
Buffer 5xB
10
2 mM Mg2+
dNTPs [100mM]
0,4
0,4 mM
hBoV Iniciador
Sense [10µM]
1
0,1 µM
hBoV Iniciador
Antisense [10µM]
1
0,1 µM
CI Iniciador
Sense [10µM]
1
0,1 µM
CI Iniciador
Antisense [10µM]
1
0,1 µM
Taq polimerasa
0,5
El volumen final es de 49 µl por tubo de PCR al cual se le añaden
2 µl del producto de amplificación de la primera reacción.
Se preparan tantos tubos como muestras distintas se deseen
re-amplificar. Se colocan en el termociclador y a continuación
se someten a la reacción de amplificación que tras una
incubación a 94ºC durante 2 minutos, tiene lugar durante
35 ciclos, cada ciclo consta de 30 segundos a 94ºC para la
desnaturalización del ADN, 1 minuto a 55ºC para la
hibridación y 30 segundos a 72ºC para la elongación
del ADN. Finalmente se termina la reacción con un ciclo de 72ºC
durante 5 minutos.
A partir de esta segunda amplificación se visualizan los
productos de amplificación en un gel de agarosa al 2% en tampón
tris-borato de EDTA (TBE) al 0,5x para observar las bandas de los
amplificados correspondientes. Por una parte, si existe virus en
cantidad detectable en la muestra clínica se obtendrá la
correspondiente banda específica, por otra en todas las
muestras se debe obtener una banda correspondiente al control interno.
8.
INTERPRETACIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
Los resultados que se obtienen en el primer análisis se
deben considerar provisionales, exceptuando los resultados negativos.
Para poder establecer un diagnóstico positivo se debe repetir
el proceso completo en una segunda alícuota de muestra
preparada de manera independiente y para este fin en el momento de la
recepción de la muestra al laboratorio:
Primer ensayo
Banda
hMPV
Banda
de Control interno
Resultados
provisionales
SI
SI
Muestra positiva
NO
SI
Muestra negativa
NO
NO
Muestra
conteniendo inhibidores
Segundo
ensayo de confirmación
Banda
hMPV
Banda
de Control interno
Resultados
provisionales
SI
SI
Muestra positiva
NO
SI
Muestra negativa
NO
NO
Muestra
conteniendo inhibidores
Realizar un informe de resultados en el que figure el número
de muestra de laboratorio y el resultado correspondiente.
En la figura 1 se muestra un ejemplo real de los resultados
obtenidos en aspirados nasofaríngeos de pacientes ingresados en
un hospital con un cuadro de bronquiolitis aguda tras haber realizado
el procedimiento anteriormente expuesto.
Figura 1. Detección de hBoV en aspirados nasofaríngeos
Deben estar descritas en el manual general de organización
del laboratorio y en la descripción de los puestos de trabajo.
El procedimiento deberá llevarse a cabo por personal técnico
cualificado con un entrenamiento específico en técnicas
de biología molecular que se hará responsable del
procesamiento de las muestras y de la realización de las técnicas.
El facultativo responsable del laboratorio será el encargado de
la supervisión de la técnica y de la emisión de
los resultados, resolución de dudas de tipo técnico, análisis
de los posibles errores y adopción de las medidas correctoras
pertinentes.
10.
ANOTACIONES AL PROCEDIMIENTO
Todo el personal del laboratorio deberá conocer las normas
generales de seguridad e higiene. Estas recomendaciones deberán
estar recogidas en un documento establecido por el laboratorio. Para
la realización de la técnica que se describe se deben
tener en cuenta diversos aspectos estructurales, aplicables en general
a todas las técnicas de amplificación y secuenciación
de ácidos nucleicos. En general se precisan al menos tres zonas
o áreas diferentes dentro del laboratorio para evitar problemas
de contaminaciones: 1) la denominada "zona limpia" donde se
prepararán los reactivos y las mezclas de amplificación
y secuenciación; 2) la zona para realizar la reacción de
amplificación; 3) el área para el manejo y análisis
del material amplificado y/o secuenciado. En cada zona de trabajo debe
existir un material (pipetas, puntas, batas de laboratorio,
marcadores, etc.) específico de cada zona. Nunca se debe
trasladar material entre zonas, salvo el estrictamente necesario y
siempre en dirección 1-2-3. Si no se dispone de áreas
separadas, se pueden utilizar unidades de contención que
permitan la separación física de los procesos: cabinas
de flujo laminar equipadas con luz ultravioleta. Como recomendación
general deberán evitarse, en lo posible, las manipulaciones
innecesarias y extremarse las precauciones tanto en lo referente al
manejo de las muestras como a la dispensación de los reactivos.
11.
LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO
La sensibilidad del procedimiento descrito se ha calculado entre
1-5 copias de genoma de hBoV. Una de las limitaciones mayores de este
tipo de procedimientos son las muestras clínicas en las que se
ensayan debido a que la carga vírica de los virus respiratorios
en las diferentes muestras clínicas puede ser muy diferente.
La elevada sensibilidad de esta técnica hace que se deban
extremar las medidas de prevención de contaminaciones, siendo
muy importante la inclusión en cada ensayo de controles
negativos adecuados que permitan la exclusión de posibles
contaminaciones.
La existencia de coinfecciones víricas en las infecciones
respiratorias es un hecho muy frecuente y muchas veces la detección
de genoma vírico hBoV puede estar o no asociado a un
determinado proceso clínico. Debido a que este virus fue
descubierto en el año 2005 existen pocas evidencias acerca de
sus características y manifestaciones clínicas
asociadas. Se desconocen los periodos de circulación anual e
incluso su participación como agente causal de infección
respiratoria. En el último año 2007, se han descrito
varias series de pacientes en donde se ha detectado ADN de hBoV y se
relacionan con diferentes aspectos clínicos. La posible
afectación sistémica hace que pueda detectarse en
muestras de suero.
12.
BIBLIOGRAFÍA
1. Casas I, Pozo F. Síndrome respiratorio agudo grave,
gripe aviar e infección por metapneumovirus humano. Enf Infec
Microbiol Clin 2005; 23:438- 448.
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