Эффект крючка относится к феномену прозоны, также известному как избыток антител или феномен постзоны, также известный как избыток антигена. Это иммунологический феномен, при котором эффективность антител в формировании иммунных комплексов может быть нарушена, когда концентрации антитела или антигена очень высоки. Образование иммунных комплексов прекращает увеличиваться при более высоких концентрациях, а затем уменьшается при чрезвычайно высоких концентрациях, создавая форму крючка на графике измерений. Важное практическое значение этого феномена заключается в том, что он является типом помех, которые мешают определенным иммуноанализам и нефелометрическим анализам , приводя к ложноотрицательным или неточно низким результатам. Другие распространенные формы помех включают помехи антител, перекрестную реактивность и помехи сигнала. Явление вызвано очень высокими концентрациями определенного аналита или антитела и наиболее распространено в одноэтапных (сэндвич) иммуноанализах . [2] [3]
В тесте на агглютинацию сыворотка человека (содержащая антитела ) добавляется в пробирку , содержащую определенный антиген . Если антитела взаимодействуют с антигеном, образуя иммунные комплексы , что называется агглютинацией, то тест интерпретируется как положительный. Однако, если присутствует слишком много антител, которые могут связываться с антигеном, то антигенные участки покрываются антителами, и лишь немногие или совсем не направленные на патоген антитела способны связывать более одной антигенной частицы. [4] Поскольку антитела не образуют мостиков между антигенами, агглютинации не происходит. Поскольку агглютинации не происходит, тест интерпретируется как отрицательный. В этом случае результат ложноотрицательный. Диапазон относительно высоких концентраций антител, в пределах которого не происходит никакой реакции, называется прозоной . [ 5]
Эффект может также возникнуть из-за избытка антигена, когда и захватывающие, и детектирующие антитела насыщаются высокой концентрацией аналита. В этом случае захватывающее антитело, антиген и детектирующее антитело не могут образовать сэндвич. В этом случае свободный антиген конкурирует с захваченным антигеном за связывание детектирующего антитела. [6] Последовательное добавление антигена и антитела в сочетании со строгой промывкой может предотвратить эффект, как и увеличение относительной концентрации антитела к антигену, тем самым опосредуя эффект. [ необходима цитата ]
Примерами служат высокие уровни антител к сифилису у пациентов с ВИЧ или высокие уровни криптококкового антигена, приводящие к ложноотрицательным тестам в неразбавленных образцах. [7] [8] Это явление также наблюдается в серологических тестах на бруцеллез. [ необходима ссылка ] Его можно наблюдать в реакциях преципитации. Антитело, которое не реагирует, известно как блокирующее антитело и не дает преципитирующему антителу связываться с антигенами. Таким образом, правильная реакция преципитации не происходит. Однако, когда сыворотка разбавляется, блокирующее антитело также разбавляется, и его концентрация уменьшается достаточно для того, чтобы произошла правильная реакция преципитации. [9]
Льюис Томас описал в своих мемуарах физиологический эксперимент 1941 года, в котором он наблюдал эффект прозоны in vivo : иммунитет у кроликов к менингококку , который был устойчивым, неожиданно снизился, когда иммунизация использовалась для индукции повышенного ответа антител. [10] Другими словами, заставить организм кроликов вырабатывать больше антител против этой бактерии имело контрпродуктивный эффект снижения их иммунитета к ней. С точки зрения чрезмерно упрощенного представления о взаимосвязи антитела/антигена это кажется парадоксальным , хотя это явно логично с точки зрения, должным образом информированной современной молекулярной биологией. Томас был заинтересован в дальнейшем продолжении этого физиологического исследования и оставался им в течение десятилетий после этого, но его карьера увела его в других направлениях, и он не знал, что кто-то занимался этим ко времени написания своих мемуаров. [10] Одним из видов релевантности, которые он предположил для этой концепции блокирующих антител in vivo, было то, что это было движущей силой восприимчивости человека к определенным инфекционным заболеваниям. [10] В последующие десятилетия эта концепция также нашла клиническое применение в иммунотерапии аллергенами , где блокирующие антитела могут мешать другим антителам, участвующим в гиперчувствительности, и таким образом улучшать лечение аллергии. [11]