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 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_4_260_58

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

Статья научная