Достижения
Нити нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК) с соответствующими последовательностями слипаются в попарные цепочки, застегиваясь на молнии, как застежка-липучка в сушилке для одежды. Но каждый узел цепи не очень липкий, поэтому двухцепочечная цепь постоянно частично расстегивается и снова застегивается под воздействием окружающих вибраций (называемых тепловым шумом или броуновским движением ). Более длинные пары более стабильны. В тестах на нуклеиновую кислоту используется «зонд», который представляет собой длинную нить с прикрепленной к ней короткой нитью. Длинная цепь праймера имеет соответствующую (комплементарную) последовательность «целевой» цепи обнаруживаемого болезнетворного организма. Болезненная нить плотно прилипает к обнаженной части длинной праймерной нити (называемой «опорной точкой»), а затем постепенно вытесняет короткую «защитную» нить с зонда. В конце концов, короткая протекторная цепь ни с чем не связана, а несвязанный короткий праймер можно обнаружить. В оставшейся части этого раздела дается некоторая история исследований, необходимых для преобразования этого процесса в полезный тест.
В 2012 году исследовательская группа Инь опубликовала статью об оптимизации специфичности гибридизации нуклеиновых кислот. Они представили «зонд для замены опоры (PC)», который состоит из предварительно гибридизированной цепи комплемента C и протекторной цепи P. Комплементная цепь длиннее, чем протекторная цепь, и на конце имеет несвязанный хвост, опору для ног. Комплемент идеально дополняет целевую последовательность. Когда правильная цель (X) реагирует с зондом для замены опоры (PC), P высвобождается и образуется гибридизированный продукт XC. Стандартная свободная энергия (∆) реакции близка к нулю. С другой стороны, если зонд с заменой опоры (PC) реагирует с ложной мишенью (S), реакция идет вперед, но стандартная свободная энергия увеличивается, становясь менее термодинамически выгодной. Стандартная разность свободной энергии (∆∆) достаточно значительна, чтобы обеспечить очевидную дискриминацию в урожайности. Фактор дискриминации Q рассчитывается как выход правильной целевой гибридизации, деленный на выход ложной целевой гибридизации. В ходе экспериментов с различными зондами для замены опоры на пальцах ног с 5 правильными мишенями и 55 ложными мишенями с энергетически репрезентативными одноосновными изменениями (замены, делеции и вставки) группа Инь пришла к выводу, что факторы дискриминации этих зондов были между 3 и 100+ со средним значением. 26. Зонды надежно функционируют при температурах от 10 ° C до 37 ° C, от 1 мМ до 47 мМ и с концентрациями нуклеиновых кислот от 1 нМ до 5 М. Они также выяснили, что зонды с обменом на пальцах ног работают надежно даже при обнаружении РНК.
После этого были изучены дальнейшие исследования. В 2013 году группа Силига опубликовала статью о флуоресцентных молекулярных зондах, в которых также используется реакция обмена пальцами ног. Это позволило оптическое обнаружение правильной цели и цели SNP. Им также удалось обнаружить SNP в образцах, полученных из E. coli.
В 2015 году группа Дэвида достигла чрезвычайно высокой (1000+) селективности однонуклеотидных вариантов (SNV), внедрив систему, называемую «конкурентные композиции». В этой системе они построили модель кинетической реакции основных процессов гибридизации для прогнозирования оптимальных значений параметров, которые варьируются в зависимости от последовательностей SNV и дикого типа (WT), от конструктивной архитектуры зонда и приемника, а также от реагента. концентрации и условия анализа. Их модель преуспела в средней селективности 890 полей для 44 связанных с раком ДНК SNV, минимум 200, что представляет собой по крайней мере 30-кратное улучшение по сравнению с предыдущими анализами, основанными на гибридизации. Кроме того, они применили эту технологию для анализа низких последовательностей VAF из геномной ДНК человека после ПЦР, а также непосредственно для синтетических последовательностей РНК.
Основываясь на опыте, они разработали новый метод ПЦР под названием Blocker Displacement Amplification (BDA). Это термостойкая ПЦР, которая избирательно усиливает все варианты последовательностей в пределах окна примерно 20 нт в 1000 раз по сравнению с последовательностями дикого типа, позволяя легко обнаруживать и количественно оценивать сотни вариантов потенциалов первоначально при частоте аллелей ≤ 0,1%. BDA обеспечивает аналогичную эффективность обогащения при температурах отжига от 56 ° C до 64 ° C. Такая устойчивость к температуре облегчает мультиплексное обогащение множества различных вариантов генома и, кроме того, позволяет использовать недорогие и портативные инструменты термоциклирования для обнаружения редких вариантов ДНК. BDA был подтвержден даже на типах образцов, включая клинические образцы бесклеточной ДНК, взятые из плазмы крови пациентов с раком легких.
3 вида тестов на коронавирус: преимущества и различия
Статья размещена: 5 Ноября 2021
Последнее изменение: 05 Октября 2020
Быстрая и надежная диагностика Covid-19 – это первый шаг к его лечению и профилактике. Чтобы определить наличие вируса в организме, применяются разные методы исследования. К ним относится экспресс-тестирование на антитела, методика ПЦР и LAMP. Здесь всего за несколько минут вы сможете узнать, какой из этих тестов более эффективный, как они проводятся и сколько занимают по времени.
ПЦР-тест
Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) является более точным способом выявления инфекции Covid-19. В отличие от других способов диагностики он направлен не на обнаружение антител, вырабатываемых организмом при заболевании, а непосредственно на сам вирус. Это позволяет определить, болеет человек коронавирусной инфекцией в настоящий момент или нет. ПЦР-тест наиболее эффективен в том случае, если он сделан в течение 7-10 дней с возникновения первых симптомов инфекционного заболевания.
Как проводится тест ПЦР? Забор биоматериала из носоглотки для исследования производится при помощи тампона. Для этого необходимо обратиться в лабораторию или вызвать специалистов частной клиники на дом (например, если вы не хотите контактировать с другими людьми).
Кому рекомендуется тестирование ПЦР? Если вы контактировали с человеком, болеющим Covid-19.
Через сколько будут известны результаты исследования? В среднем, для получения результатов необходимо около 24 часов. При обращении в государственные лаборатории срок ожидания может увеличиться до 2-3 дней и более.
Насколько точно тестирование ПЦР? Это самый надежный метод выявления Covid-19. По данным исследований, клиническая чувствительность тестов составляет около 80%, поэтому получение ложноотрицательного или ложноположительного результата сведено к минимуму.
Тест на антитела к Covid-19
При проникновении вируса в организм иммунная система начинает вырабатывать специфические антитела (Ig – иммуноглобулины), предназначенные для защиты от инфекции. Тесты на антитела к Covid-19 определяют их наличие и поэтому позволяют узнать, болеет человек коронавирусом или уже переболел ранее.
Всего в организме человек существует 5 видов антител: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE. В основном, при коронавирусной инфекции вырабатываются:
Для тестирования на антитела применяется иммуноферментный (ИФА) либо иммунохемилюминесцентный (ИФЛА) анализ. Это экспресс-тестирование, показывающее количество антител IgM и IgG. Проводится в лаборатории или в домашних условиях, если вызвать специалистов частной клиники для забора биоматериала на дом.
Как проводится скрининг? Применяется образец крови, взятой из вены или пальца. Биоматериал и специальный раствор наносится на тест-карту. Результат определяется после полного проявления цветных полос, количество и расположение которых указывает на наличие иммуноглобулинов.
Кому рекомендуется экспресс-тестирование? Министерство здравоохранения России рекомендует пройти тест ИФА:
Через сколько будут известны результаты исследования? В течение 10-15 минут. Скорость – это главное преимущество исследований на антитела, поэтому методы ИФА и ИФЛА остаются одними из самых популярных при диагностике коронавирусной инфекции.
Насколько точно исследование на антитела? Точность методов ИФА и ИФЛА достигает 60-65%. Чаще всего получение ложноотрицательного или ложноположительного результата связано с неправильным забором биоматериала, поэтому обращайтесь только к профессионалам.
Метод LAMP
Метод петлевой изотермической амплификации (LAMP) считается «упрощенной» версией исследования ПЦР. Относится к тест-системам, при этом производители настаивают на том, что их точность составляет 94%. Методика LAMP также основана на том, что РНК вируса достраивается до ДНК, а затем происходит копирование при постоянной температуре 65 °C. Исследование проводится в лабораторных исследованиях.
Как проводится LAMP? Чтобы определить Covid-19 этим методом, происходит забор биоматериала из носоглотки. Затем для получения точного результата к нему добавляются праймеры (фрагмент нуклеиновой кислоты) и состав исследуется в лабораторных условиях.
Кому рекомендуется диагностика LAMP? Тем, кто контактировал с лицами, больными Covid-19, а также людям, входящим в группу риска (например, пожилым людям и тем, у кого имеются тяжелые хронические заболевания).
Через сколько будут известны результаты? В течение 20-40 минут. Метод LAMP на данный момент не применяется в государственных лабораториях. Однако его используют в частных клиниках для подтверждения результатов экспресс-тестирования.
Насколько точно исследование LAMP? Данные об эффективности этого метода диагностики отсутствуют. Однако, по мнению многих специалистов, его точность схода с методикой полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Какой способ диагностики лучше?
Все методы, применяемые для выявления Covid-19, успешно применяются в диагностике заболевания. Они отличаются по методу и показаниям к проведению, а также по длительности получения результатов. Однако применяются в разных случаях, поэтому имеют равную эффективность.
Если вы находитесь в тесном контакте с человеком, болеющим коронавирусом, рекомендуется ПЦР-исследование. В отличие от остальных методик оно занимает больше времени, но позволяет получить максимально точные данные.
Если вы хотите узнать, переболели ли уже Covid-19, рекомендуется экспресс-тест на антитела. Он занимает минимум времени и позволяет узнать, на какой стадии развития находится заболевание, и переболели ли вы им раннее (например, если коронавирус прошел в бессимптомной форме).
Если вы входите в группу риска заражения Covid-19, рекомендуется экспресс-тест на антитела или исследование LAMP. Обе методики быстро проводятся и имеют сравнительно высокую эффективность, поэтому вероятность получения ложного результата минимальна.
Полезные рекомендации
Самое важное – это выбрать лабораторию. Обращайтесь только в надежные места, чтобы быть уверенным в точности диагностики. В 2020 году исследования проводят как государственные лаборатории, так и частные клиники. В последнем случае вы можете вызвать специалистов для забора биоматериала на дом и гораздо быстрее получите результаты
Следующий нюанс – это момент сбора биоматериала. Если он будет проведен неправильно, то возрастет риск получения ложного положительного или ложного отрицательного результата. Чтобы этого избежать, необходимо соблюдать некоторые правила:
Если результаты оказались положительными, то не паникуйте. Своевременное обнаружение Covid-19 обеспечивает быстрое лечение. При обращении в частные клиники оно разрабатывается индивидуально, поэтому позволяет быстро побороть вирус и избежать дальнейшего развития инфекции.
Обзор всех тестов на коронавирус: что показывают разные тесты, когда и какой тест делать?
Обзор всех тестов на коронавирус: что показывают разные тесты, когда и какой тест делать?
Тесты на коронавирус служат методом диагностики и помогают установить факт заражения человека. Существуют разные виды тестирования на коронавирус:
Рассмотрим подробно каждый из них.
ПЦР-тест на коронавирус
Для чего нужен: Диагностика COVID-19, предотвращение дальнейшего распространения инфекции
Кто должен сдавать:
Для бесплатного прохождения теста необходимо направление врача.
Когда делать: Рекомендуется проходить тест при появлении симптомов заболевания или через 5-7 дней после контакта с больным COVID-19.
Комментарий: Именно этот тест – на наличие вирусной РНК – ВОЗ рекомендует в качестве основания для постановки диагноза COVID-19. По словам Катрин Смолвуд, одного из главных специалистов ВОЗ, ПЦР-анализ является единственным способом достоверной диагностики коронавируса. При этом, по разным исследованиям, вероятность ложноотрицательных результатов колеблется от 5% до 40%. Зафиксирован случай, когда COVID-19 у пациента подтвердился только на пятый раз. Однако подобные исследования имеют серьезные ограничения, поскольку идеального стандарта для их проведения не существует.
Вирусолог клиники «Шарите» Кристиан Дростен сравнивает мазок на вирусную РНК с вылавливанием золотой рыбки сачком из аквариума: отрицательный результат не означает наверняка, что вируса в организме нет.
Если результат теста отрицательный, но есть подозрения на то, что он мог быть ложноотрицательным (были острые симптомы или достоверный контакт с инфицированным человеком или человеком с острыми симптомами), то рекомендуется придерживаться режима самоизоляции. Продолжительность изоляции в настоящее время пересматривается. К примеру, в Великобритании срок сокращен с 14 до 5 дней.
Экспресс-тест на антиген коронавируса
Для чего нужен: Диагностика COVID-19 в максимально короткие сроки, предотвращение дальнейшего распространения инфекции
В целом тест аналогичен ПЦР-анализу, это мазок из носо- и ротоглотки, поэтому его рекомендуется сдавать тем же категориям людей и в то же время, что и ПЦР-тест.
Комментарий: Вирусные антигены – это белки, входящие в состав вируса, которые распознаются иммунной системой. Как и анализ на антитела, тест на антигены свидетельствует о том, что человек имел контакт с коронавирусной инфекцией. Неопровержимое достоинство данного метода диагностики – его быстрота (результат готов уже через 20-30 минут). Из недостатков можно назвать низкую аналитическую чувствительность – обнаружить вирусные антигены в мазке еще сложнее, чем сам вирус. Тест выполняется в лабораторных условиях и чаще всего применяется для исключения коронавирусной инфекции у пациентов, поступающих в медицинские организации для плановой или неотложной помощи. Поэтому данный метод получил название «тест у постели больного».
Тест на антитела к коронавирусу класса IgM
Для чего нужен: Диагностика COVID-19, предотвращение дальнейшего распространения инфекции.
Кто должен сдавать:
Когда делать: Антитела IgM обнаруживаются в крови на второй неделе с момента контакта с вирусом SARS-CoV-2 (или примерно через 7-8 суток с момента появления симптомов).
Комментарий: IgM – это антитела, которые первыми появляются в организме в ответ на инфекцию. Соответственно, их высокий показатель будет указывать на то, что человек болеет в острой стадии. На сегодняшний день большинство исследователей указывают на то, что уровень антител класса IgM снижается к 7-8 неделе от появления симптоматики.
Тест на антитела к коронавирусу класса IgG
Для чего нужен: Диагностика перенесенной инфекции COVID-19 (пост-фактум); в будущем – оценка эффективности вакцины.
Кто должен сдавать:
Когда делать: Антитела IgG обнаруживаются в крови на 3-4 неделе с момента контакта с вирусом SARS-CoV-2.
Комментарий: Антитела класса IgG могут сохраняться в организме человека длительное время, поэтому выявление их в крови однозначно свидетельствует о том, что человек переболел коронавирусом. Таким образом, тест рассматривается в качестве поздней диагностики COVID-19 и в качестве подтверждения диагноза при осложнениях (мультисистемный воспалительный синдром).
Существует две разновидности тестов на антитела. Экспресс-тест показывает только наличие или отсутствие антител (кровь берется из пальца). Как видно из названия, его преимущество в скорости анализа: результат можно получить уже через 20 минут. Иммуноферментный анализ, в отличие от экспресс-теста, предполагает забор крови из вены и показывает концентрацию антител в крови, благодаря чему можно сделать вывод о стадии заболевания.