Вирусология, иммунология и биотехнология

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 

Департамент образования, научно-технологической политики 

и рыбохозяйственного комплекса 

Федеральное государственное бюджетное образовательное 

учреждение высшего образования 

«Волгоградский государственный аграрный университет» 

 
 
 
 
 

Г. М. Фирсов 

 
 

ВИРУСОЛОГИЯ, ИММУНОЛОГИЯ  

И БИОТЕХНОЛОГИЯ 

 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Волгоград 

Волгоградский ГАУ 

2021 

УДК 619:616.9 
ББК 48.43 
Ф-62 
 

Рецензенты: 

кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры «Акушерство и терапия» ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ С.П. Перерядкина, кандидат ветеринарных наук, заместитель начальника ГБУ ВО «Октябрьская районная станция по борьбе с болезнями животных» Ю. А. Горькавский 
 

Фирсов, Григорий Михайлович 

Ф-62    Вирусология, иммунология и биотехнология: учебное пособие 
/ Г.М. Фирсов. – Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2021. –  
164 с. 
 
 
 

Даны рекомендации по выполнению лабораторных работ по дис
циплине «Вирусология, иммунология и биотехнология», приведены 
методы индикации вирусов в патологическом материале и их идентификации, выделения и титрования вирусов, включая правила работы с 
вирусами и культурами клеток, методы иммунодиагностики, технологические основы биотехнологических производств, а также, здания и 
контрольные вопросы. 

Для обучающихся факультета биотехнологий и ветеринарной 

медицины, очной и заочной формы обучения по специальности 
36.05.01 «Ветеринария», направленность (профиль) «Ветеринария». 

 

УДК 619:616.9 
ББК 48.43 

 
 
 
 

 
 

© ФГБОУ ВО Волгоградский государственный аграрный университет, 2021
© Фирсов Г. М., 2021

 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Дисциплина «Вирусология, иммунология и биотехнология» яв
ляется комплексной и условно делится на курсы «Вирусология» «Иммунология» и «Биотехнология». 

Цель раздела «Вирусология» – овладение теоретическими осно
вами вирусологии и приобретение знаний и навыков профилактики и 
диагностики вирусных болезней животных. 

В задачи входит изучение морфологии и химического состава, 

принципов систематики и номенклатуры вирусов, особенностей их 
репродукции и изменчивости, патогенеза и иммуногенеза при вирусных болезнях, а также методических приемов диагностики и специфической профилактики наиболее распространенных и экономически 
значимых болезней животных, вызываемых вирусами. 

Цель раздела «Иммунология» – усвоение определенной суммы 

информации по разделу, а также выработка и развитие у обучающихся 
умений и навыков самостоятельного анализа проводимых иммунологических исследований. 

Основными задачами иммунологии является изучение: 
- иммунной системы организма, 
- неспецифических факторов защиты организма, 
- организации иммунного ответа, 
- нарушений иммунной системы, 
- методов иммунодиагностики. 
Цель раздела «Биотехнология» – дать обучающимся теоретиче
ские знания и практические навыки по основным промышленным методам производства биопрепаратов, выявления, выделения, разделения, очистки и конструирования биологически активных веществ, а 
также создания новых активных форм организмов, отсутствующих в 
природе. 

Задачами биотехнологии являются: 
- ознакомление обучающихся с природой и многообразием био
технологических процессов, достижениями биотехнологии в области 
ветеринарии, 

- изучение технологии получения производственных питатель
ных сред для культивирования различных микроорганизмов, 

- изучение условий, влияющих на скорость микробиологических 

процессов и развитие микробных популяций, 

- оптимизация микробного процесса. 

 
 

РАЗДЕЛ 1 ВИРУСОЛОГИЯ 

 

1 Устройство и оснащение вирусологической лаборатории 

 

Диагностические вирусологические исследования не требуют 

особенно специального оснащения и оборудования, лишь при работе 
по изоляции вирусов, обладающих высокой патогенностью (например, вирус ящура, а также вирусов, особо вирулентных для людей), 
необходимо специальное оснащение. 

Расположение помещений должно обеспечивать самый удобный 

доступ к аппаратуре и устройствам в пределах лаборатории. Это 
предотвращает лишнее хождение сотрудников, а также повышает безопасность работы. 

Размер и число используемых в работе вирусологической лабо
ратории помещений должно соответствовать данного вируса часть 
этих помещений может оказаться временно непригодной для использования (например, дезинфекция, различные аварии и др.). 

В то же время величину большинства помещений можно огра
ничить до размеров 2,5x3 м. (При реконструкции старых помещений 
большие комнаты можно разделить застекленными стенками). Они 
представляют собой и изолированные друг от друга боксы, расположенные рядом, или по обе стороны общего коридора. 

Кроме того, помещения несколько больших размеров (примерно 

4x4 м) выделяют для серологических исследований, уничтожения инфекционного материала, приготовления и стерилизации лабораторной 
посуды и других материалов, приготовления питательных сред и растворов, а также под комнаты для сотрудников. 

Не взирая на наличие в отдельных помещениях термостатов, хо
лодильников и морозилок, для них целесообразно выделить соответствующие небольшие комнаты. 

Ближе всего от входа в диагностическую лабораторию располо
жены минимум две административные комнаты и гардеробная, отделяющая их от лабораторных помещений. В случае работы с особо патогенными вирусами необходимо соединить гардеробную с соответствующим шлюзом, снабженным душем. В лаборатории необходимо 
предусмотреть принудительную вентиляцию, обеспечить подачу в 
помещение стерильного воздуха. 

Боксы должны быть светлыми, однако из-за большой чувстви
тельности вирусов к солнечному свету они должны выходить на север. Если это невозможно, то боксы нужно застеклить молочным или 
матовым стеклом. 

Для пола используется плотный, влагонепроницаемый, устойчи
вый к дезинфицирующими средствам материал. Деревянные полы покрывают пластиком. В каждом боксе устанавливают соответствующую мебель и оборудование. частью лабораторной мебели является 
стол, приспособленный по своим размерам для выполняемой на нём 
работы. В связи с тем, что многие работы в вирусологической лаборатории выполняются вдвоём, то столы располагают рядом (рис. 1) или 
в форме буквы Т. Крышку стола покрывают материалом, устойчивым 
к действию дезинфицирующих веществ (металл, пластик). 
 

 

Рисунок 1 – Расположение рабочих зон рядом 

 

Для выполнения работ, требующих особой стерильности, могут 

служить настольные боксы. Настольный бокс представлен на рисунке 2.  

 

Рисунок 2 – Настольный бокс 

Такая конструкция позволяет работать одновременно двум ли
цам и имеет еще и другие маленькие удобства. Размеры у основания 
составляют 100x70 см, высота самой низшей части 26 см, средней, 
остекленной, части 30 см и верхней части 22 см. В этой последней части размещены лампы – бактерицидная и осветительная. В крышке 
имеются два вентиляционных отверстия. Части стенок с отверстиями 
для рук закреплены подвижно, что облегчает манипуляции и позволяет работающим доставать руками до любой части коробки. Передняя, 
застекленная, часть прикреплена на петлях. Приподняв ее, в коробку 
можно положить предметы, необходимые для работы. Внутренняя 
часть бокса покрыта черной матовой краской. Пользоваться пипетками можно при помощи резиновой трубки с мундштуком, проходящим 
через отверстие для рук.  

Для защиты лица работающих используют стеклянные подъёмные 

защитные двери. Такое устройство облегчает свободу движений для рук, 
однако не гарантирует безопасности как для работающего, так и стерильности для исследуемого материала. Эту роль выполняет маска из 
плексигласа размером 26х25 см и толщиной 1,5–2 мм, которую на тесемке завязывают вокруг головы. Такие маски используются мотоциклистами. Они удобны тем, что защищают одновременно рот, нос и глаза. Дезинфицируют их раствором хлорамина (при использовании фенола 
пластмасса мутнеет). В бокс подводится водопровод с кранами для холодной и горячей воды, а также газ, кран центрального вакуума и давления. В комплект оборудования входят термостат, холодильник, водяная 
баня, центрифуга и морозилка. Последняя может быть механической, 
однако такие конструкции довольно ненадежны в эксплуатации. Даже 
при кратковременной аварии или во время перерыва в снабжении электроэнергией материал подвергается размораживанию, что крайне неблагоприятно для отдельных вирусов и других биологических материалов. 

Очень удобно использовать двух- или трехкамерные контейне
ры с сухим льдом (твердый СО2 при –78,5 °С), которые обеспечивают 
хорошую сохраняемость материала. Их эксплуатация обходится значительно дешевле, чем эксплуатация механических морозилок, при 
условии, что источник приобретения сухого льда находится не слишком далеко от лаборатории. При хранении вирусов в контейнерах 
необходимо тщательно закрывать пробирки и другие сосуды резиновыми пробками во избежание попадания внутрь них углекислого газа. 
В противном случае значительное подкисление среды приведет к 
быстрой инактивации вирусов. 

Кроме того, в состав оборудования бокса, в зависимости от его 

назначения, входят комплект для приготовления культуры клеток, ин

кубаторы для яиц, зубоврачебные сверла для работы с эмбрионами, 
небольшая затемненная кабина для просвечивания яиц, столики для 
фиксирования заражаемых подопытных животных, гомогенизаторы 
различных типов, бактериальные фильтры и пр. 

Для наблюдения за ростом однослойной культуры клеток в 

чашках Петри, матрасах и пробирках необходимо иметь инвертированный микроскоп (рис. 3). 

 

Рисунок 3 – Инвертированный микроскоп 

 

Многие работы выполняются в открытых сосудах, и попадание 

в них бактерии, в особенности плесени, несмотря на добавление антибиотиков, нередко ведет к уничтожению большого количества материала, в частности культуры тканей и клеток.  

Необходимо избегать накопления слишком большого скопления 

предметов в помещениях лаборатории, так как это осложняет работу и 
не дает возможности поддерживать чистоту, что в вирусологической 
лаборатории особенно важно. Минимальное количество предметов на 
столах, подоконниках и полах облегчает удаление пыли. Пыль удаляют ежедневно при помощи смоченной дезинфектантом марли. 

Не менее важно учесть и функциональные моменты. Размеще
ние необходимых предметов в месте, наиболее удобном для работающего, позволяет избежать ненужных движений, лишнего хождения, а 
также опасности опрокинуть сосуд с инфицированным материалом, 
разлить жидкости для культивирования вирусов. Советующая органи

зация работы способствует также содержанию в чистоте помещений и 
боксов. С этой целью рекомендуется составлять список инвентаря и 
предметов, а также компонентов, необходимых для отдельных манипуляций. Все это переносят в бокс на подносе, раскладывают на столе, 
затем, уходя, включают бактерицидную лампу. Биологические материалы, необходимые для выполнения запланированных работ, берут с 
собой и бокс. Внутри бокса должна находиться кнопка электрического 
звонка. Пользуясь условным сигналом, занятый в боксе работник может поддерживать связь с коллегами и, кроме того, дать сигнал тревоги в случае аварии, загорания газа и пр. 

Двери боксов должны быть раздвижными, а не на петлях, что 

позволяет сэкономить площадь и избежать движения воздуха. 

Работа в закрытом боксе довольно утомительна, особенно в теп
лое время года и в помещениях с низким потолком. Большинство работ выполняется в масках, защищающих рот и нос. В связи с этим рекомендуется устройство принудительной вентиляции, т. е. воздух 
должен нагнетаться в боксы через фильтры. При применении вытяжной вентиляции обратное движение воздуха поднимает пыль с пола и 
вызывает загрязнение бокса. 

 
2 Принципы работы в вирусологической лаборатории 

 

Работа в вирусологической лаборатории связана с опасностью 

заражения для самого работника и загрязнения (контаминации) исследуемого материала. Следовательно, строгое соблюдение принципов 
безопасности и гигиены работы в вирусологической лаборатории обязательно. 

Прием пищи, питье и курение в лаборатории запрещены. С ин
фекционным материалом нужно обращаться крайне осторожно, чтобы 
не разлить или не распылить его. 

Работая с пипетками, можно пользоваться резиновыми трубка
ми с наконечником соответствующей длины, препятствующими попаданию жидкости. При манипуляциях с особо опасным патогенным 
материалом нельзя работать ртом с использованием резиновых трубок, а надевать на пипетки шарики или автоматический шприц. 

Пипетки после использования немедленно погружают в дезин
фицирующий раствор, налитый в посуду из пластика. В этот раствор 
пипетка погружается полностью, так как это облегчает ее очистку и, 
кроме того, препятствует высыханию белка на внутренних стенках. 

При соответствующих условиях, позволяющих избегать дей
ствия ультрафиолетовых лучей на человека (защитные заслоны), бак

терицидные лампы могут быть, включены и во время работы в боксах. 
В этом случае, особенно при принудительной вентиляции, воздух 
подвергается постоянной стерилизации. 

В лабораториях, где опасность заражения высока, сотрудники 

должны быть обязательно вакцинированы против соответствующих 
вирусных агентов. Лаборатории, кроме того, должны быть обеспечены антисыворотками и гамма-глобулином, чтобы их можно было немедленно ввести подкожно в случае лабораторного заражения. 

Наряду с правилами личной безопасности сотрудники обязаны 

соблюдать все меры предосторожности, чтобы не допустить распространения инфекционных агентов за пределы лаборатории. Поэтому, 
уходя из лаборатории, сотрудники должны тщательно вымыть и продезинфицировать все открытые части тела и сменить в гардеробной 
рабочую одежду на собственную (в лабораториях со специальным 
усиленным режимом – переход через санпропускник с душем). Кроме 
того, на главном выходе должен лежать дезинфекционный коврик для 
обработки обуви. 

Все перечисленные нами рекомендации играют также важную 

роль в предотвращении контаминации исследуемых материалов посторонними агентами. В бактериологических работах такая контаминация легко обнаруживается. На псе указывает появление отличающихся по виду колоний, которые легко идентифицировать морфологическими, биохимическими и серологическими методами. Кроме того, посев отдельных колоний позволяет уже в ближайшие дни получить нужный бактериальный штамм. 

В вирусологических же работах контаминация материала дру
гими вирусами не обнаруживается сразу, и лишь проведение дальнейших пассажей может, но не всегда, выявить присутствие постороннего вируса. Появление нового свойства во время пассажей вируса 
требует порой продолжительных и трудоемких исследований, чтобы 
выяснить, идет ли здесь речь действительно о новых свойствах, приобретенных в результате пассажей, или о другом вирусе, который 
случайно попал в исследуемый материал. Нередко это приводит к диагностическим ошибкам, так как второй вирус может вследствие интерференции вытеснить во время пассажей вирус, присланный для исследования. В таких случаях шансы па окончание исследования бывают безвозвратно утеряны. 

О значении таких осложняющих проведение исследований за
грязнениях пойдет речь в следующих примерах. 

При пассажах вируса парагриппа-3 крупного рогатого скота через 

аллантоисную полость куриных эмбрионов довольно скоро обнару

живались постепенное выражения усиление вирулентности по отношению к новому типу, нарастание титра агглютинации для эритроцитов кур, а затем гибель эмбрионов. Все эти явления можно было считать проявлением адаптационного процесса. Однако тщательное исследование такого «адаптационного» штамма позволило идентифицировать его как вирус ньюкаслской болезни кур. С этим вирусом работали в соседнем помещении. Во время пассажей быстро и очень активно размножающийся вирус ньюкаслской болезни вытеснил адаптируемый вирус парагриппа-3. Тщательное исследование возможного 
пути контаминации материала вирусом ньюкаслской болезни кур позволило обнаружить, что сотрудница, соблюдая все предписанные правила предосторожности, использовала в работе с обоими вирусами 
одну и ту же резиновую трубку, надеваемую на пипетки при сборе материала. В результате было потеряно несколько недель и работу надо 
было начинать заново. Этот пример показывает, ню переноса любого 
инструмента или оборудования из бокса в бокс следует избегать. 

При контаминации вирусной популяции другим близким вирусом 

могут возникнуть рекомбинанты, и в этом случае результат диагностического исследования будет неправильным. 

Описан очень интересный пример возникновения новых вирусов, 

так называемых частиц PARA, вследствие смешанного инфицирования тканевых культур аденовирусами человека в присутствии SV40 
(вирус клеток почки обезьян), а также вируса ящура и энтеровирусов 
рогатого скота. 

Возможности вирусной контаминации материала при его исследо
вании на животных, куриных эмбрионах и культурах клеток будут 
рассмотрены ламп ниже в соответствующих главах, посвященных 
описанию этих биологических систем. 

Источником вирусного загрязнения может быть также сам иссле
дователь больной пли носитель возбудителя латентной инфекции. 
Опасность такого рода загрязнения возрастает при разговоре во время 
работы, не говоря уже о чихании пли кашле. Поэтому маски, надетые 
на лицо, защищают не только лабораторного работника от заражения 
его исследуемым вирусом, но и исследуемый материал от заражения 
его через человека. 

Уникальная природа вирусов как внутриклеточных паразитов на 

молекулярном уровне требует максимальной стандартизации методов 
и условий исследований. В качестве примера, на первый взгляд парадоксального, можно привести влияние недокорма экспериментальных 
животных па увеличение их резистентности к вирусным инфекциям. 
Незначительные, не выходящие за пределы физиологических, измене