Куриные эмбрионы как живая система вошли в вирусологическую практику в 30-х годах XX века. Их использование расширило спектр культивируемых в лаборатории вирусов и позволило более успешно решать стоящие перед вирусологией задачи. Объясняется это тем, что РКЭ имеют ряд преимуществ перед другими живыми системами:
1) это закрытая живая система. Скорлупа и подскорлупная оболочка надежно защищают эмбрион от бактериального заражения;
2) у РКЭ высокая чувствительность к широкому спектру вирусов (недостаточное развитие защитных механизмов);
3) РКЭ — легкодоступный объект;
4) РКЭ — экономичная живая система, не требующая ухода и кормления;
5) РКЭ не образуют антител в ответ на заражение. Куриные эмбрионы используют в вирусологии для:
1) обнаружения в патматериале активного вируса или первичного выделения вируса. Эффективно выделяют и культивируют на куриных эмбрионах вирусы, вызывающие заболевания у птиц, а также некоторые вирусы млекопитающих;
2) поддержания вирусов в условиях лаборатории;
3) титрования вирусов;
4) накопления вируса для лабораторных исследований и получения вакцин;
5) реакции нейтрализации, как тест-объект. При отборе куриных эмбрионов для заражения вируссодержащим материалом к ним предъявляют следующие требования: эмбрионы должны быть получены из хозяйств, благополучных по инфекционным заболеваниям, скорлупа яиц должна быть непигментированной, чистой (мыть нельзя). Возраст эмбриона должен соответствовать избранному методу заражения.
Строение куриного эмбриона. Обычно курица откладывает оплодотворенное яйцо, в котором зародыш находится на стадии бластулы или ранней гаструлы. При нагревании яйца до температуры, близкой к температуре тела курицы, происходит дальнейшее развитие зародыша. В период с 5-го по 12-й день инкубации куриные эмбрионы могут быть использованы для заражения вирусами.
Куриное яйцо заключено в скорлупу, через ее поры совершается газообмен. Под ней лежит подскорлупная (белковая) оболочка. Это своеобразная буферная система между содержимым яйца и скорлупой. Подскорлупная оболочка в тупом конце яйца разделяется на два листка, между которыми образуется воздушная камера (пуга).
Непосредственно под подскорлупной оболочкой находится хорион-аллонтоисная оболочка (ХАО — сосудистая оболочка), которая формирует аллонтоисную полость, заполненную жидкостью. На 11-12-й день развития количество ее достигает 6...7 мл. Тело зародыша лежит в яйце эксцентрично, спиной ближе к скорлупе, голова направлена в сторону воздушной камеры. Зародыш погружен в амниотическую жидкость, заполняющую амниотическую полость, сформированную из амниотической оболочки. Количество амниотической жидкости к 10-11-му дню развития эмбриона составляет в среднем 1 мл. Зародыш пуповиной связан с желтком, который располагается эксцентрично. Этот резервуар питательных веществ имеет наибольший объем в начале инкубации, а по мере развития зародыша он уменьшается. Кроме того, в полости РКЭ находится белок, покрытый оболочкой, являющийся питательным материалом для эмбриона.
Размножение вирусов возможно во всех структурах эмбриона, имеющих клеточное строение, к которым относятся зародыш, ХАО и желточный мешок. Накопление вирусов происходит в тех же структурах, но целый ряд их может накапливаться в аллантоисной и в амниотической жидкостях, образуя практически готовую суспензию вирусов. Заражение в ту или другую область эмбриона проводится в период ее максимального развития, когда количество чувствительных клеток будет наибольшим.
В процессе инкубации меняются размеры зародышевых структур, что во многом объясняется их функциональным назначением и определяет оптимальные для заражения возраст эмбриона. Так, желточный мешок, как резервуар питательных веществ, имеет наибольший объем в начале инкубации, а затем, после 12-го дня, по мере развития зародыша, он уменьшается. Заражают в желточный мешок с 5-го по 7-ой день инкубации.
Амниотическая полость, являясь буферной средой развития зародыша, покрывает его уже на 5-й день инкубации. Среднее количество жидкости к середине периода инкубации составляет около 1 мл. Для заражения в амниотическую полость используют эмбрионы в возрасте 6-10 дней.
Аллантоисная полость служит для сбора продуктов обмена, в ней скапливаются мочекислые соли, фосфорные и азотистые соединения. В процессе роста и развития зародыша аллантоисная жидкость приобретает кислую реакцию. Максимальных размеров аллантоисная полость достигает на 9-12-ый день развития эмбриона, поэтому заражение в нее проводят преимущественно на 9-11-й день инкубации.
Хорион-аллантоисная оболочка богата кровеносными сосудами, которые, тесно прилегая к внутренней поверхности пористой скорлупы, насыщаются кислородом и снабжают им тело зародыша, выполняя функцию органа дыхания эмбриона. Максимального развития ХАО достигает на 11-13 день. Заражение на хорион-аллантоисную оболочку проводят на 10-12 день инкубации.
Подготовка РКЭ для заражения. Эмбрионы доставляют из инкубатора, не допуская охлаждения в пути. В лаборатории их инкубируют в термостате при 37 °С и 60... 70% влажности. Для этого в термостат помещают открытые широкогорлые сосуды с водой. Эмбрионы ставят в специальные штативы воздушной камерой вверх.
Поступившие в лабораторию РКЭ овоскопируют и отмечают простым карандашом границу воздушного пространства (пуги), тело и головку эмбриона, безсосудистую зону. Эти отметки служат ориентиром при выборе места введения вируссодержащего материала. При овоскопировании определяют жив зародыш или погиб. Зародыш, проявляющий активные движения при хорошей кровенаполненности сосудов ХАО, считается живым.
Заражение проводят в боксе. Рабочее место должно быть хорошо освещено. Перед началом работы стол дезинфицируют спиртом, поджигая его на столе.
Готовят следующие инструменты и принадлежности: комочки ваты для дезинфекции поверхности скорлупы, 0,5%-ную настойку йода, пробойники, шприцы, иглы, парафин в пипетках, подставки для эмбрионов. После этого рабочий стол в течение 1 ч облучают УФ-лучами.
Способы, заражения. Существует ряд способов заражения эмбрионов. При любом из них скорлупу яйца над местом введения материала обрабатывают спиртом, обжигают, затем обрабатывают слабым раствором йода и вновь обжигают.
Одним из распространенных в вирусологии способов является заражение на хорион-аллантоисную оболочку. Оно применяется в тех случаях, когда, вирус хорошо размножается в клетках этой оболочки (поксвирусы — вирусы оспы, осповакцины, эктромелии; герпесвирусы — вирус ларинготрахеита; онкорнавирусы — вирус лейкоза кур и др.) Для этой цели используют 11-14-дневные РКЭ.
Техника заражения сводится к следующему. В центре воздушной камеры снимается часть скорлупы и в результате обнажается подскорлупная оболочка. Ее приподнимают и удаляют — обнажается прозрачная, блестящая, красная, пронизанная кровеносными ссудами хорион-аллантоисная оболочка. На нее пипеткой наносят вируссодержащий материал в дозе 0,1-0,2 мл. После этого окошечко в скорлупе закрывают стерильным покровным стеклом, стеклянным колпачком или лейкопластырем, края заливают стерильным парафином.
Заражение в аллантоисную полость наиболее часто применяют при культивировании тех вирусов, которые размножаются в клетках эпителия (орто- и парамиксовирусы, онкорнавирусы, герпесвирусы и др.). Вирус при этом поступает в аллантоисную жидкость, накапливаясь в ней в высоких концентрациях (вирус гриппа). Возраст куриных эмбрионов должен быть 10-11 суток.
Вируссодержащий материал можно вводить двумя способами.
1. Делают прокол в скорлупе над центром воздушной камеры. Через отверстие шприцем с короткой иглой, который держат в вертикальном положении, вводят материал (0,1...0,2 иногда 0,5 мл) на 2-3 мм ниже границы воздушной камеры. Затем отверстие в скорлупе заливают стерильным парафином или закрывают лейкопластырем.
2. Делают два прокола — первый в скорлупе над воздушной камерой, второй — над безсосудистой зоной. Через второе отверстие с помощью шприца вводят материал (0,1...0,2 мл) прямо в аллантоисную полость. Для того, чтобы жидкость не выливалась обратно, через первое отверстие пипеткой с резиновой грушей отсасывают воздух, затем оба отверстия заливают парафином.
Заражение в амниотическую полость — самый эффективных метод выделения ряда орто- и парамиксовирусов. При этом способе вирус размножается в органах и тканях эмбриона. Для заражения обычно используют 6...11-дневные эмбрионы. Следует отбирать такие эмбрионы, у которых зародыши близко расположены к воздушному пространству.
Существует два способа введения материала в амнион.
1. Скорлупу над воздушной камерой удаляют и в образовавшемся окне глазным пинцетом осторожно отслаивают 1...1,5 см подскорлупной оболочки. Через обнажившийся участок хорион-аллантоисной оболочки тем же пинцетом делают прокол в направлении к эмбриону в том месте, где нет сосудов. Далее захватывают амниотическую оболочку и осторожно извлекают часть ее наружу через образовавшееся отверстие в хорион-аллантоисной оболочке. В складку амниотической оболочки с помощью шприца вводят вируссодержащий материал в дозе 0,05...0,2 мл. Отверстие в скорлупе закрывают стеклянным колпачком или лейкопластырем, края заливают стерильным парафином. Это так называемый открытый способ (метод окна).
2. В центре воздушной камеры производят прокол скорлупы. Через образовавшееся отверстие иглу шприца вводят на 8...1,2 см ниже границы воздушной камеры. Под легким давлением игла проникает в амниотическую полость, куда и вводят 0,1...0,2 мл материала. После заражения отверстие в скорлупе яаливают стерильным парафином. Это закрытый способ заражения в амниотическую полость.
Заражение в желточный мешок используют для культивирования поксвирусов - вирусов группы оспы, орта- и парамиксо-вирусов (вирусы гриппа, болезни Ньюкасла, возбудитель орнитоза и др.). Для заражения в желточный мешок пригодны 5…6-дневные эмбрионы. В скорлупе над воздушной камерой делают прокол, наклоняют яйцо в направлении местонахождения эмбриона и вводят длинную иглу шприца на глубину 2,5...4,5 см от поверхности скорлупы, наклоняя ее в сторону, противоположную эмбриону. Доза вируссодержащего материала 0,2...0,5 мл. Методы заражения РКЭ при диагностике ряда вирусных инфекций представлены в табл.2.
Таблица 2.
Использование РКЭ для культивирования вирусов
Виды вирусов
Виды куриных эмбрионов, дней
Метод заражения
Применение данного способа заражения для:
Выделение вируса
Титрации вируса
РГА
РДПА
РН
Папагрип па-3
8-10
Амнион
+
+
+
+
+
Бешенство
6-7
Желточный мешок
-
+
-
+
+
Осповакцины
Хорион-аллантоисная оболочка
+
+
-
+
+
Герпеса
Хорион-аллантоисная оболочка
+
+
-
+
+
Везикулярного стоматита
7-8
Аллантоис
+
+
-
+
+
Гриппа, тип А
Аллантоис
+
+
+
+
+
Болезни Ньюкасла
Аллантоис
+
+
+
+
+
Инфекционного бронхита кур
9-11
Аллантоис
+
+
-
-
+
Инфекционного ларинготрахеита кур
9-12
Хорион-аллантоисная оболочка
+
+
-
+
+
Гриппа птиц
9-11
Аллантоис
+
+
+
+
+
Заражение эмбрионов всегда сопровождают следующие контроли: а) на спонтанную возможность заражения. В термостат ставят несколько эмбрионов, с которыми не проводили никаких манипуляций; б) на токсичность материала. РКЭ заражают фильтратом исследуемого патологического материала после уничтожения в нем вирусов автоклавированием; в) контроль жидкости, в которой разводили вируссодержащий материал (раствор Хенкса, физиологический раствор и пр.).
Для исследования вируссодержащего материала и контролей используют не менее 4-х эмбрионов (чаще 5-7).
Инфицированные и контрольные эмбрионы помещают в термостат или инкубатор для дальнейшей инкубации при 35...37 °С и относительной влажности 60...70%. Эмбрионы ежедневно овоскопируют, погибших помещают в холодильник (4-6 °С) на 2...3 ч, а затем вскрывают.