Организация работы отдела молекулярных исследований ветеринарной лаборатории

Васильева А.И.; Васильев М.Н.; Тюлькин С.В.; Садриев А.Р.; Кушлубаева А.И.; Vasilieva A.I.; Vasiliev M.N.; Tyulkin S.V.; Sadriev A.R.; Kushlubaeva A.I.

doi:10.31588/2413_4201_1883_4_260_58

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Mедицинские науки

Организация работы отдела молекулярных исследований ветеринарной лаборатории

Автор: Васильева А.И., Васильев М.Н., Тюлькин С.В., Садриев А.Р., Кушлубаева А.И.

Журнал: Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана @uchenye-zapiski-ksavm

Статья в выпуске: 4 т.260, 2024 года.

Бесплатный доступ

В статье представлен анализ организации работы отдела молекулярных исследований крупной ветеринарной лаборатории Российской Федерации. Отдел состоит из боксов, где проводятся технически сложные исследования с использованием современного дорогостоящего оборудования, требующие ветеринарных специалистов высокой квалификации. Отдел осуществляет лабораторные исследования биологического и патологического материала на наличие возбудителей инфекционных болезней животных, контроль генно-модифицированных микроорганизмов (ГМО) в кормах и продукции сельского хозяйства, определение генетического родства животных методом амплификации нуклеиновых кислот (ПЦР). В статье представлены объемы проведенных исследований за последние пять лет и сделаны выводы о работе отдела.

Еще

Ветеринарная лаборатория, отдел молекулярных исследований, пцр

Короткий адрес: https://sciup.org/142242908

IDR: 142242908 | УДК: 619:614.2:577 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_4_260_58

Organization of the work of the department of molecular research of the veterinary laboratory

The article presents an analysis of the organization of the work of the molecular research department of a large veterinary laboratory in the Russian Federation. The department consists of boxes where technically complex studies are carried out using modern expensive equipment and requiring highly qualified veterinary specialists. The department carries out laboratory studies of biological and pathological material for the presence of pathogens of infectious animal diseases, control of genetically modified microorganisms (GMOs) in feed and agricultural products, determination of the genetic relatedness of animals by nucleic acid amplification (PCR). The article presents the volume of research conducted over the past five years and draws conclusions about the work of the department.

Еще

Текст научной статьи Организация работы отдела молекулярных исследований ветеринарной лаборатории

Лабораторно-диагностическая деятельность является важным элементом ветеринарной деятельности в нашей стране [2, 5, 7, 8]. В Российской Федерации государственными ветеринарными лабораториями ежегодно осуществляется от 110 до 120 млн. исследований. Методом ПЦР ежегодно проводится около 2 млн. исследований. Молекулярные исследования проводятся во всех ветеринарных лабораториях, подведомственных Россельхознадзору, и региональных ветеринарных лабораториях субъектов Российской Федерации за редким исключением [1]. ПЦР-диагностика является наиболее объективным методом лабораторного постановки диагноза и идентификации геномного присутствия [9, 10]. Структура крупных лабораторий построена по отделам, включая отдел молекулярных исследований, которые во многом аналогичны по составу и функциональному назначению [3, 4, 6].

Целью работы явилось изучить организацию работы отдела молекулярных исследований крупной ветеринарной лаборатории, подведомственной

Россельхознадзору.

Материал и методы исследований. Исследования проводились в отделе молекулярных исследований Татарского филиала федерального государственного бюджетного учреждения

«Федеральный центр охраны здоровья животных». Сведения об объемах исследований были получены из федеральной статистической формы отчетности в области ветеринарии «Сведения о работе ветеринарных лабораторий» (форма № 4-Вет) за 20192023 годы. Использовались следующие методы исследования: системного анализа, статистико-экономический и абстрактнологический.

Результат исследований. Отдел молекулярных исследований является структурным подразделением ветеринарной лаборатории, в котором проводятся исследования методом амплификации нуклеиновых кислот (ПЦР). В отделе проводятся исследования биологического и патологического материала на выявление возбудителей инфекционных болезней, выявление генно-инженерно-модифицированных микроорганизмов (ГМО) в продукции сельского хозяйства и определение генетического родства животных. Отдел определяет наличие ГМО кукурузы, сои, рапса, фальсификацию и родство крупного рогатого скота, мелкого рогатого скота, свиней, лошадей, кур, индеек, осетровых, тресковых, лососёвых.

В отделе молекулярных исследований свою профессиональную деятельность осуществляют три ветеринарных специалиста и один специалист-биотехнолог, в том числе заведующий отделом, заместитель заведующего, ветеринарный врач и специалист смежной специальности. Все специалисты отдела задействованы в осуществлении молекулярных исследований.

Отдел состоит из боксов, оборудованных и отведенных для выполнения последовательности этапов постановки полимеразной цепной реакции. Каждый бокс состоит из предбокса и собственно бокса. В предбоксе располагается раковина, слив, шкафчик для спецодежды, сам бокс оборудован в зависимости от его назначения.

Имеются следующие боксы:

- прием и первичная обработка материала - в данный бокс поступают пробы из отдела приема проб, где они подвергаются первичной обработке, в зависимости от вида пробы: измельчению, перетиранию, гомогенизации, разливанию по микропробирками типа Эппендорф. Бокс оснащен ламинарным боксом, в котором проводятся все манипуляции с биологическим и патологическим материалом;
- зона выделения нуклеиновых кислот – здесь осуществляется непосредственное выделение ДНК и РНК из подготовленной в первом боксе пробы. Бокс оснащен двумя ламинарными боксами, один для выделения нуклеиновых кислот с последующим исследованием на фальсификацию исследуемого материала, второй для проб с последующим выявлением возбудителей болезней, отличающиеся между собой уровнем защиты. В каждом ламинарном боксе находятся необходимое оборудование для выделения нуклеиновых кислот: центрифуга, твердотельный термостат, пипетки, насос колба-ловушка и другое. Кроме того, бокс оборудован компьютером, с помощью которого осуществляется ведение промежуточной документации;
- бокс проведения реакции амплификации – в нем непосредственно осуществляется постановка реакции и осуществляется анализ полученных

результатов. Бокс оборудован ПЦР-боксом, который предназначен для подготовки пробы к проведению реакции, тремя амплификаторами, работающими в режиме реального времени, подключенными к компьютерам, где проходит непосредственно реакции амплификации и результаты автоматически выводятся в программу для анализа результатов исследований. На данных амплификаторах проводятся реакции по выявлению возбудителей инфекционных болезней и определению ГМО в продукции сельского хозяйства. Кроме того, бокс оснащен амплификатором «ПЦР модуль измерительный 96», посредством которого ставятся реакции ПЦР в классическом исполнении, его используют при необходимости сегментирования нуклеиновых кислот при определении родства животных и в исключительных случаях при исследовании на Алеутскую болезнь норок и вирусную геморрагическую болезнь кроликов;

- бокс секвенирования нуклеиновых кислот - в нем проводятся исследования на определение родства животных. Непосредственно секвенирование проводится после реакции амплификации. Бокс оснащен ПЦР-боксом, где проводится подготовка пробы к секвенированию, двумя секвенаторами «Applied Biosystems 3500» и устройством для секвенирования ДНК «Нанофор»;
- бокс учета результатов реакции амплификации нуклеиновых кислот методом электрофореза. В боксе проводятся исследования методом капиллярного электрофореза после реакции амплификации, поставленной в классическом виде. Таким методом пользуются при исследовании на Алеутскую болезнь норок и вирусную геморрагическую болезнь кроликов в практических целях и исключительных случаях в научных интересах.

В отделе оборудована автоклавная, где проводится автоклавирование отработанных проб и лабораторной посуды.

Таблица 1 – Сведения об исследованиях на вирусные болезни животных, проводимых в отделе молекулярных исследований

Наименование болезни, метод исследования	2019 г.		2020 г.		2021 г.		2022 г.		2023 г.
Наименование болезни, метод исследования	о к ® 3 Д О О Д ЕХ о О ft R к 8 к	X ° ? о ® S о Ч d У ё ь ^с § £	® 3 Д са ех с 8 к	X ° ? о ® Й о Ч d У ё ь	® 3 EX д са ех с 2	X ° ? о ® Й Й о Ч d У ё ь о ^ * 8 g	® 3 EX д са ех с 8 к	X 3 я ° ? о ® Й Й о Ч d У ё ь ^с § £	® 3 EX д са ех с 8 к	X 3 я ° ? о ® Й Й о Ч d У ё ь О Я £
Грипп птиц	2256		2591	122	2853	12	2155	5	5706	94
Лейкоз	2288	342	232	52	533	73	167	34	175	35
Инфекционный бронхит кур			9		3		10		27
Инфекционный ларинготрахеит птиц			4		3		8	1
Болезнь Ньюкасла	3		32		39		27		50	2
Парагрипп-3					1		27		99
Вирусная диарея	176	1	80	2	101	2	58	4	146	3
Инфекционный ринотрахеит	540	15	534	1	480	2	320	1	224	5
Классическая чума свиней	1011		1688		828		863		659
Африканская чума свиней	4569	1	4389	35	4621	21	4438	22	3478	6
Цирковирусная инфекция - 2	26		11		25		4		4
Парвовирусная инфекция свиней	14		1		19	3	4		39	2
РРС свиней	26		26		44	1	4		4
Эпидемическая диарея свиней	8		6		10		10		4
Алеутская болезнь норок	100		100		100		106		1
Ротовирусная инфекция	129	31	132	30	130	33	77	14	88	25
Нодулярный дерматит	810		514		651		493		970
Короновирусная инфекция			209		998	18	66	7	1968
Блютанг					254				370
Оспа овец и коз					26		25		35
Пневмовирусная инфекция							371	8
Прочие вирусные болезни	2		7		10		101		112

В таблице 1 представлены сведения об исследованиях на вирусные болезни животных, проведенных в отделе молекулярных исследований за период 2019 – 2023 гг. Ветеринарная лаборатория выполняет значительный объем молекулярных исследований в целях выявления вирусных болезней животных, при этом не просматривается четкой динамики роста или снижения количества исследований в анализируемые годы. В категорию исследования на прочие вирусные болезни вошли следующие болезни: исследования на болезнь Гамборо - по 2 исследования в 2020 и 2021 году, исследования на болезнь Марека – 2 исследования в 2021 году, трансмиссивный гастроэнтерит свиней - 2 исследования в 2019 году, 3 исследования – в 2020 году и 31 – в 2023 году, болезнь Ауески – 2 исследования в 2020 году и 6 исследований в 2021 году, болезнь

Шмаленберга – 97 исследований в 2022 году, 75 – в 2023 году, артрит-энцефалит – 4 исследования в 2023 году, вирусная геморрагическая болезнь кроликов – 4 исследования в 2022 году, 4 – 2023 году. Ни одного положительного результата исследований по данным болезням не выявлено. Всего в отделе проведено исследований по 27 нозологическим единицам вирусных болезней животных. Наибольшее количество исследований было проведено на африканскую чуму свиней в среднем 4299 исследований в год, при этом наибольшее количество положительных результатов было выявлено в 2020 году – 35, что составило 0,8 % от количества исследованных проб. Далее идут исследования на грипп птиц – 3112 исследований в среднем за год, при этом наибольшее количество положительных результатов было выявлено в 2020 году – 122, что составляет 4,7 %. Исследования на классическую чуму свиней проводились в среднем по 1010 исследований ежегодно, при этом наблюдается тенденция к снижению числа исследований к 2023 году. Хочется отметить, что наблюдается уменьшение количества исследований на лейкоз крупного рогатого скота в отделе молекулярных исследований с 2288 исследований в 2019 году до 175 исследований в 2023 году при одновременном увеличении количества исследований на данную болезнь в вирусологическом отделе лаборатории.

В таблице 2 представлены сведения об исследованиях на бактериальные болезни животных, проводимых в отделе молекулярных исследований.

Таблица 2 – Сведения об исследованиях на бактериальные болезни животных, проводимых в отделе молекулярных исследований

Наименование болезни, метод исследования	2019 г.		2020 г.		2021 г.		2022 г.		2023 г.
Наименование болезни, метод исследования	)S w Д Й Д О ° о К к	X 2 ^40 ООН и н д о s н F й й О £ Кео	НН И ⁴ & я и К к	ООН ИНД о s н й п Д Кео	НН Д ⁴ & К s	X д д ООН ИНД о s н F й й О « Кео	НН Д ⁴ & й и К к	X д д ООН ИНД о s н F й й О « Кео	НН Д ⁴ &	X д д ООН ИНД о s н F й й О « Кео
Сальмонеллез	739	10	1228	4	642	6	676	3	631	5
Туберкулез	35		20		2853	12	29		28
Бруцеллез	7		12				46		38
Паратуберкулез			1
Лептоспироз	1451	2	1489		1839		1510	1	535
Хламидиоз	781	18	911	11	727		416	2	779	18
Актино-бациллярная пневмония					5	3			10
Микоплазмоз респираторный	3576	6	278	5	42
Микоплазмоз	354	173	204	72	81		286	92	430	96

В отделе молекулярных исследований проводились исследования по 9 нозологическим единицам бактериальных болезней животных. Наибольший объем исследований был проведен на лептоспироз, в среднем по 1365 исследований ежегодно. Далее идут исследования на сальмонеллёз в среднем по 783 исследования ежегодно и хламидиоз – 723 исследования ежегодно.

С целью реализации положений

Федерального закона «О племенном животноводстве» в отделе проводятся исследования ДНК свиней, кур и жвачных животных для определения родства в отношении племенных животных, а также осуществляется контроль наличия ГМО в корма для животных и продукции животного происхождения. Контроль осуществляется в отношении мяса сельскохозяйственных животных, мясных продуктов, в том числе консервов, рыбы и рыбных продуктов, молока и молочных продуктов, яиц, кормов растительного и животного происхождения, комбикормов, кормовых добавок, зерна, жмыха, шрота, посевного материала. Чаще всего генно-инженерно-модифицированные организмы выявляются в комбикормах (42 положительных результата в 2019 году), в других объектах исследований встречаются лишь единичные случаи. Наибольшее количество такого рода исследований проводится в готовых мясных продуктах, далее идут молоко и молочные продукты, корма растительного происхождения.

В таблице 3 представлены сведения о молекулярных исследованиях на наличие ГМО, проводимых в отделе.

Таблица 3 – Сведения о молекулярных исследованиях на наличие ГМО, проводимых в отделе молекулярных исследований

Наименование показателя	2019 г.		2020 г.		2021 г.		2022 г.		2023 г.
Наименование показателя	о к ® 3 EX Д О О Д ЕХ ft R к 8 к	X ° ? о ® S о Ч d У ё ь ° ^ * 8 g и	® 3 Д са ех	X ° ? о ® Й о Ч d У ё ь О Я £ * § g	® 3 EX д са ех	X ° ? о ® Й Й о Ч d У ё ь ° ^ * 8 g	EX д са ех	X 3 я ° ? о ® Й о Ч d У ё ь О * § g	EX д са ех	X 3 я ° ? о ® Й Й о Ч d У ё ь О Я £ * § g
ДНК свиней и кур	273	18	133		158	6	74	11	289	6
ДНК жвачных животных	48	6	2		40		57	2	38
ГМО говядина, конина			3		6				6
ГМО свинина	7		3		4				28
ГМО мясо птицы	31		33		56				83
ГМО мясные продукты	799		296		168		604	3	503
ГМО рыбные продукты	2								6
ГМО молоко и молочные продукты	85		220		216		464		474
ГМО яйца	5		1		5
ГМО прочие продукты	80		341		83		116		556
ГМО корма растительного происхождения	129	8	166		36		96		250	1
ГМО комбикорма	313	42	71	17	18		17		66
ГМО корма животного происхождения	85		10		9		5	1	33
ГМО кормовые добавки	254		4		385		46	3	69
ГМО зерно	190		390		450		798
ГМО жмых			19		6
ГМО шрот			47		58
ГМО посевной материал									2050

Заключение. Отдел молекулярных исследований Татарского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения «Федеральный центр охраны здоровья животных» организован в соответствии с требованиями к аккредитации ветеринарных лабораторий и выполняет значительный объем технически сложных исследований с использованием современного дорогостоящего оборудования и требующих ветеринарных специалистов высокой квалификации. Исследования проводятся по трем направлениям: исследования на инфекционные болезни животных, контроль генно-модифицированных микроорганизмов в кормах и сельскохозяйственной продукции, определение генетического родства животных.

Список литературы Организация работы отдела молекулярных исследований ветеринарной лаборатории

Белоусов, В. И. Молекулярнобиологические исследования при диагностике заразных болезней животных и контроле безопасности пищевых продуктов и кормов в Российской Федерации / В. И. Белоусов, А. А. Варенцова, З. С. Девришова [и др.] // Материалы Международной научнопрактической конференции "Молекулярно-генетические технологии для анализа экспрессии генов продуктивности и устойчивости к заболеваниям животных", Москва, 21-22 ноября 2019 года. - Москва: Сельскохозяйственные технологии, 2019. -С. 148-157.
Васильева, А. И. Нормы времени на организационно-техническое обслуживание рабочего места специалистов ветеринарных лабораторий / А. И. Васильева, М. Н. Васильев, А. Р. Садриев, А. И. Кушлубаева // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2023. - Т. 256. - № 4. - С. 33-37.
Васильева, А. И. Опыт организации лабораторно-диагностической деятельности в татарском филиале ФГБУ "ВНИИЗЖ" / А. И. Васильева, А. Р. Садриев, М. Н. Васильев // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2023. - Т. 253. - № 1. - С. 27-32.
Васильева, А. И. Организация работы ветеринарной лаборатории с заказчиком исследований (испытаний) / А. И. Васильева, А. Р. Садриев, М. Н. Васильев // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2023. - Т. 254. - № 2. - С. 42-46.
Васильева, А. И. Нормы времени на обращение с объектами исследований (испытаний) в ветеринарной лаборатории / А. И. Васильева, М. Н. Васильев, А. Р. Садриев, А. И. Кушлубаева // Ветеринарный врач. - 2023. - № 3. - С. 3943.
Васильева, А. И. Организация работы ветеринарной лаборатории в соответствии с общими требованиями к персоналу и оборудованию / А. И. Васильева, М. Н. Васильев, А. Р. Садриев [и др.] // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2023. - Т. 255. - № 3. - С. 83-87.
Ключникова, А. И. Разработка норм времени на ветеринарные лабораторные исследования / А. И. Ключникова, М. Н. Васильев, Е. Н. Трофимова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2018. - Т. 234. - № 2. - С. 117-120.
Никитин, И. Н. Ветеринарным учреждениям - государственные задания / И. Н. Никитин, М. Н. Васильев // Ветеринария. - 2013. - № 5. - С. 16-18.
Тюлькин, С. В. Применение ДНК-диагностики для выявления рецессивных мутаций у сельскохозяйственных животных / С. В. Тюлькин, И. И. Гиниятуллин, Т. М. Ахметов [и др.] // Молекулярная диагностика: Сборник трудов, Москва, 1820 марта 2014 года. Том 2. - Москва: Издательство МБА, 2014. - С. 524-525.
Donnik, I. Genetic identification of bovine leukaemia virus / I. Donnik, R. Vafin, A. Galstyan [et al.] // Foods and Raw Materials. - 2018. - Vol. 6, No. 2. - P. 314324.

Еще