В интервью Wired (США) Билл Гейтс, ставший филантропом технарь, который вложил миллиарды собственных долларов в научные исследования, связанные с противодействием новому коронавирусу, включая создание вакцины против SARS-Cov-2, заявил, что большинство американских тест-систем — полная чушь.
Если обычно считающиеся лучшими американские тест-системы для диагностики вирусов называют чушью…
Давайте вместе разберемся, что такое лабораторная диагностика SARS-Cov-2?
В последнее время у моих знакомых, перенесших заболевание с симптомами, клинически сходными с Covid-19, тестирование на SARS-Cov-2 показало отрицательные результаты.
Как же так?
Один из чиновников Минздрава во время своего выступления сообщил, что в Узбекистане используют тесты на SARS-Cov-2 только высокого класса.
Но оказывается, что, несмотря на высокий класс, тест-системы все же могут давать ложно отрицательные результаты более чем в 50% случаев!
Поясню, почему так получается.
Определить наличие вируса SARS-Cov-2 можно двумя основными методами.
- Метод определения вируса по реакции ПЦР.
ПЦР (полимеразная цепная реакция) — высокоточный метод, специфичность которого доходит до 100%.
Суть методики заключается в извлечении из взятой у пациента пробы одноцепочечной вирусной РНК, на основе которой моделируют двухцепочечную ДНК и многократно дублируют её с помощью специального фермента — полимеразы. Увеличение числа копий ДНК называется амплификацией. После этого с помощью определенной биохимической реакции, называемой агарозным электрофорезом, определяют наличие вирусных последовательностей в генетическом материале.
Все предельно просто, если в пробе есть вирусная РНК или хотя бы его фрагмент, то тогда происходит амплификация – увеличение числа копий ДНК.
Однако в реальности мы имеем как минимум шесть «но»…
1. Забор у пациента образца-биоматериала связан со многими нюансами.
Для исследования специальной ватной палочкой лаборант берет мазок из ротоглотки или носоглотки. Это место, где SARS-Cov-2 не живет и находится ограниченное время на начальном этапе инфицирования, примерно 5 дней. Для вируса слизистая верхних дыхательных путей – это лишь транзитный путь в слизистую нижних дыхательных путей, которая и является мишенью инфицирования.
2. Для точного исследования необходима мокрота из нижних дыхательных путей (лаваж), которую можно отобрать методом бронхоскопии. Но технические сложности получения материала лимитируют и его использование. Мокроты у пациента может не быть (при Covid-19 кашель чаще сухой и непродуктивный). Кроме того, лаваж можно получить только в условиях стационара, и даже в этих условиях провести процедуру не всегда возможно технически и клинически.
3. ПЦР – это технологически сложный метод; исследование длится от 4 до 6 часов и состоит из нескольких этапов, причем в идеале каждый этап должен осуществляться в разных помещениях, боксах, отделенных друг от друга. Такие условия имеются не во всех лабораториях.
4. Есть строгие преаналитические требования к качеству биоматериала: за 3-4 часа до сдачи анализа пациент не должен курить, принимать пищу, чистить зубы, употреблять алкоголь, полоскать рот, жевать резинку.
5. Значение имеет и качество различных тест-систем. Вообще тест-системы ПЦР на SARS-CoV-2 можно условно поделить на специфичные и высокоспецифичные. В основу специфичного диагностического набора закладывается так называемый праймер — шаблон, по которому лаборант ищет участок генома любого из коронавирусов. Таких тест-систем большинство. В высокоспецифичных системах специалист находит последовательность нуклеотидов, характерных только для SARS-CoV-2, которые не воспроизводятся у других коронавирусов. Естественно, что стоимость диагностических наборов разнится.
6. Правильное взятие материала требует хорошо обученного персонала и специальных условий. Возможны также лабораторные ошибки, особенно в условиях высокой нагрузки; результаты зависят не только от правильности взятия биоматериала, но и его хранения, транспортировки.
Теперь можно соединить все шесть «но» и не удивляться 50% ложноотрицательных диагнозов на SARS-CoV-2.
И ещё одним лимитирующим фактором использования молекулярно-генетического метода является длительность протоколов метода ПЦР. Это приводит к тому, что результатов исследования приходится ожидать несколько суток, что совершенно недопустимо для эффективного выбора тактики терапии в случае стремительно развивающейся симптоматики.
- Иммунологические тесты на специфические антитела к SARS-CoV-2.
Что такое антитела к коронавирусу?
На сайте www.nuz.uz было опубликовано несколько материалов, в которых авторы подробно рассказывают о механизмах выработки антител к коронавирусу.
Краткая информация для понимания механизма тестирования на антитела к SARS-CoV-2.
Антитела, или иммуноглобулины — это белки, которые вырабатывает иммунная система в ответ на любой инфекционный агент (в нашем случае SARS-CoV-2) в организме человека. Антитела распознают такой агент, связываются с ним и блокируют его способность к развитию болезни. Сохраняясь в организме длительное время, они обеспечивают быструю нейтрализацию возбудителя инфекции в случае новой встречи с ним.
Антитела вырабатываются на разных этапах «знакомства» организма с инфекцией.
В первые дни в крови не бывает специфических антител: организм еще не успел выработать ответ на вирус.
Через четыре-шесть дней после начала заболевания появляются антитела (иммуноглобулины) класса IgM. Их уровень достигает пика на второй неделе болезни, а к пятой неделе они почти исчезают. Это часть иммунного ответа в острой фазе заболевания означает, что человек ещё болеет или только что переболел Covid-19.
Поэтому тесты на антитела не рекомендуют использовать для диагностики SARS-CoV-2 в раннем периоде заболевания Covid-19.
Антитела (иммуноглобулины) класса IgA также вырабатываются в острый период инфекции. Антитела этого класса присутствуют как в крови, так и в различных секретах, где их основная цель – защитить слизистые оболочки от SARS-CoV-2. Их уровень снижается после выздоровления, примерно к 1,5-2 месяцам после инфицирования.
Антитела (иммуноглобулины) класса IgG обеспечивают более длительный иммунитет к вирусам и вырабатываются позднее. IgG определяется в крови к седьмому-десятому дню болезни и сохраняется в организме от нескольких месяцев до десятков лет. Антитела IgG подтверждают, что организм знаком с Covid-19 и знает, как с ним бороться.
В современной практике используют два основных способа определения антител к Ковид-19 в крови: иммуноферментный анализ и экспресс-тест.
ИФА (иммуноферментный анализ)
Для исследования пациент должен сдать венозную кровь утром, натощак, или днём в часы работы медицинских офисов через 3 часа после еды. Можно пить чистую воду без газа. У пациента необходимо исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за 30 минут до исследования.
Из крови выделяют сыворотку. В герметичных планшетах её смешивают с антигенами. Если антитела в крови есть — они связываются с антигенами и образуют своеобразные комплексы, которые окрашиваются специальными ферментами.
Главная особенность ИФА тест-систем заключается в антигене — белке, который используют для анализа на наличие антител. Этот белок должен быть хорошо очищен, отчего и зависит его антигенная специфичность.
Чем более специфичный белок используется в диагностике, тем точнее анализ, но тем выше стоимость тест-системы.
Кстати, точность диагноза и стоимость тест-систем повышается, когда специалист может определить все три иммуноглобулина IgM, IgA, IgG, а не только два IgM и IgG.
Иммунохроматографический экспресс-тест на антитела.
Кровь для анализа на антитела берут из вены или пальца, после чего наносят на тест-систему с двумя полосками, которая напоминает тест на беременность.
Экспресс-тест.
Этот метод даёт быстрые результаты, но на него может оказывать влияние внешняя среда: повышенная влажность или температура воздуха, что сказывается на точности.
Минимальное время до получения результата — 10-15 минут в формате экспресс-тестирования, 2 часа в формате ИФА-анализа.
Исследование на антитела не требует специальных условий, разрешений и особого лицензирования, специально обученного персонала. Такая методика значительно дешевле и быстрее ИФА.
Почему важно массовое тестирование с использованием точных систем на определение антител к SARS-CoV-2?
Во—первых, эти исследования помогают в выявлении бессимптомных носителей, которые могут составлять значительную часть населения. Точное число бессимптомных переболевших позволяет изучить динамику распространения заболевания, что очень важно для сдерживания эпидемии после выхода страны из карантина.
Во-вторых, результаты тестов – источник данных для эпидемиологической службы. При грамотном использовании этой информации можно точнее смоделировать динамику развития эпидемического процесса, отслеживать очаги и предотвращать повторные вспышки инфекции. Если, конечно, в системе здравоохранения понимают необходимость создания таких моделей и имеют возможность привлечь грамотных математиков для работы.
В-третьих, без определения общего числа зараженных невозможно определить летальность вируса, а это его фундаментальная характеристика. Сейчас доля умерших колеблется в разных странах от десятых долей процента до более десяти процентов. Все это — издержки некорректного определения числа переболевших или сокрытия реальной информации..
В-четвертых, точное тестирование позволяет выявить людей, которые могут нуждаться в лечении, специальной реабилитации или необходимой изоляции для предотвращения распространения инфекции. Неспособность обнаружить людей, зараженных SARS-CoV-2 (ложноотрицательный результат), сдерживает лечение и создает риск дальнейшего распространения инфекции на других людей. Неправильная идентификация SARS-CoV-2 при его отсутствии в организме (ложноположительный результат) приводит к ненужному лечению человека и изоляции контактировавших с ним лиц.
В-пятых, правильная идентификация людей, перенесших Covid-19, важна для понимания распространения болезни, оценки успеха мероприятий общественного здравоохранения, например, изоляции.
В заключение.
Когда готовил статью, обратил внимание на большое количество опубликованных результатов сравнительного анализа тех или иных тест-систем и попыток объяснить данные о диагностике SARS-CoV-2. Это и не удивительно. Иммунологи, вирусологи, эпидемиологи используют пандемию Covid-19 для получения новых знаний, которые помогут в дальнейшем эффективно бороться с вирусными заболеваниями. Так вот, активно публикуют результаты своих исследований ученые многих стран мира, включая коллег из СНГ. А медики, специалисты из Узбекистана своим опытом диагностики SARS-CoV-2 в научных журналах не делятся. Странно, не правда ли?
Вернусь к словам Билла Гейтса, назвавшего американские тест-системы чушью. Биотехнологи Центра передовых технологий при Министерстве инновационного развития Узбекистана, готовясь к выпуску собственных тест-систем, ориентировались на американские образцы, которые любезно были переданы им USAID.
Будем надеяться, что узбекским специалистам хорошо известна причина, по которой американский миллиардер ошибся в своих жестких оценках.
Виктор МИХАЙЛОВ
