phk коронавируса sars cov 2 обнаружена что значит
Интерпретация диагностических тестов на SARS-CoV-2
Пандемия коронавирусной инфекции 2019 года (COVID-19) продолжает оказывать свое влияние на весь мир. Знания о диагностических тестах на SARS-CoV-2 по-прежнему расширяются, и крайне важным является понимание смысла этих тестов и правильная интерпретация их данных. Этот материал объясняет, как интерпретировать два типа диагностических тестов, обычно используемых для диагностики инфекции, вызванной SARS-CoV-2 — ПЦР с обратной транскрипцией и ИФА для определения IgG и IgM — и как их результаты могут изменяться с течением времени.
.
Определение вирусной РНК методом обратной транскрипции
На сегодняшний день наиболее часто используемый и достоверный тест для диагностики COVID-19 — это ПЦР с обратной транскрипцией. В качестве материала для исследования чаще всего используют мазок из носоглотки или реже другие образцы из верхних дыхательных путей, например, мазок из ротоглотки или слюну. Производители используют разные целевые гены в структуре РНК, но большинство тестов определяет наличие таких генов, как env, spike (S), ORF1, ген нуклеокапсида (N) и ген РНК-зависимой РНК полимеразы (RdRp). По данным сравнительного исследования, тесты сопоставимо чувствительны к различным индивидуальным генам; исключение составляет зонд RdRp-SARSr, который обладает меньшей чувствительностью (вероятно, из-за несоответствия нуклеотидов в обратном праймере).
У большинства людей с симптомами коронавирусной инфекции нагрузка вирусной РНК в мазке из носоглотки определяется по порогу числа циклов (cycle treshold, Ct), выявляется со дня появления симптомов и становится максимальной в течение первой недели. Ct — это количество циклов репликации, необходимое для формирования флюоресцентного сигнала. При этом наименьший показатель Ct соответствует наибольшей нагрузке вирусной РНК. Показатель Ct менее, чем 40, клинически соответствует положительной ПЦР. Этот уровень начинает снижаться к третьей неделе заболевания и вскоре становится неопределяемым. Показатель Ct у госпитализированных пациентов с тяжелыми случаями инфекции ниже такового при легко протекающих формах; в тяжелых случаях положительная ПЦР может отмечаться более трех недель с момента начала заболевания, тогда как большинство легких случаев в это время будут показывать негативный результат. Как бы то ни было, положительная ПЦР отражает только присутствие вирусной РНК и не обязательно показывает наличие жизнеспособных вирусов.
В некоторых случаях вирусная РНК определяется методом ПЦР с обратной транскрипцией даже через шесть недель после первого позитивного теста. В нескольких случаях тест был положителен после двух последовательных негативных тестов ПЦР, проведенных с разницей в 24 часа. Неясно, было это обусловлено ошибкой в исследовании, реинфекцией или реактивацией. В исследовании девяти пациентов попытки изолировать вирус в культуре после восьмого дня с момента начала заболевания не увенчались успехом, что объясняется снижением инфекционных свойств вируса после первой недели. Отчасти поэтому «стратегия, основанная на симптомах» Центра по контролю и профилактике заболеваний показывает, что «медицинские работники могут приступить к работе, если как минимум три дня (72 часа) прошло с момента выздоровления: отсутствие лихорадки без применения антипиретиков и снижение респираторных симптомов (кашель, затруднение дыхания); и как минимум 10 дней прошло с того момента, как симптомы впервые появились».
Временная шкала изменения результатов ПЦР изменяется, если в качестве образцов используют не мазок из носоглотки. «Позитивность» ПЦР снижается медленнее в мокроте и может быть выявлена даже после того, как мазки из носоглотки уже отрицательны. В одном исследовании ПЦР была позитивна в образцах кала у 55 из 96 инфицированных пациентов (57 %) и оставалась позитивной после получения отрицательного результата в мазке из носоглотки с медианой 4–11 дней. При этом обнаружение позитивной ПЦР в кале не коррелировало с клинической тяжестью процесса. По оценкам Wolfel с соавт. длительность выявления положительной ПЦР в мокроте и кале одинакова.
В исследовании 205 пациентов с подтвержденной коронавирусной инфекцией вирусная нагрузка, выявленная ПЦР с обратной транскрипцией, была высокой в образцах, полученных методом бронхоальвеолярного лаважа (93 %), в мокроте (72 %), назофарингеальных мазках (63 %) и глоточных мазках (32 %). Ложноотрицательные результаты в основном появлялись при несоблюдении временного интервала забора образцов и нарушении техники забора, особенно в случае мазков из носоглотки. Специфичность большинства тестов ПЦР с обратной транскрипцией составляет 100 %, потому что дизайн праймеров высоко специфичен к геномной последовательности SARS-CoV-2. Случайные ложнопозитивные результаты могут появляться вследствие технических ошибок или контаминации образца.
Выявление антител к SARS-CoV-2
Инфицирование коронавирусом также может быть определено непрямым способом — путем исследования иммунного ответа пациента. Серологический диагноз особенно важен для пациентов с легкими или среднетяжелыми формами, которые могут начать наблюдаться поздно, по прошествии первых двух недель от начала заболевания. Серологический диагноз также становится важным инструментом для понимания степени распространения COVID-19 в популяции и выявления лиц, иммунизированных и «защищенных» от заражения.
Наиболее чувствительным и ранним серологическим маркером является общий уровень антител. Уровни IgM и IgG начинают нарастать со второй недели с момента появления симптомов; ИФА для их определения обычно становится положительным раньше, на четвертый день после появления симптомов, достигая максимального уровня на 2–3 недели заболевания.
Как было показано на 23 пациентах в исследовании To и соавт. и 85 пациентах в исследовании Xiang с соавт., сероконверсия IgM и IgG появляется у всех пациентов между третьей и четвертой неделями заболевания. К этому времени уровень IgM начинает снижаться, достигает наименьшего значения к 5 неделе и полностью исчезает к седьмой неделе, тогда как IgG выявляется позже седьмой недели. В исследовании 140 пациентов, чувствительность комбинации методов ПЦР и ИФА в отношении антигена нуклеокапсида (NC) составила 98,6 % в сравнении с таковой в 51,9 % у одной ПЦР. В течение первых 5,5 дней количественная ПЦР имеет более высокий рейтинг выявления положительных случаев, чем ИФА, затем этот показатель меняется.
ИФА для определения IgM и IgG имеет более чем 95 % специфичность для диагностики COVID-19. Первоначальная ПЦР, исследование парных сывороток и второе исследование через две недели могут повысить точность диагностики. Как правило, большинство антител продуцируются против наиболее интенсивно вырабатываемого протеина вируса — нуклеокапсида. Поэтому тесты, которые выявляют антитела к нуклеокапсиду, должны быть более чувствительными. С другой стороны, белок RBD-S — это белок прикрепления из организма хозяина, и исследование антител к нему должно быть более специфичным. Исследование одного или обоих антигенов для выявления IgG и IgM должно повысить общую чувствительность. Антитела могут, однако, показывать перекрестную реактивность в отношении SARS-CoV-2 и других коронавирусов.
Экспресс-тесты для детекции антител широко разрабатываются и продаются, имея при этом разный уровень качества. Многие производители не раскрывают природу используемых антигенов. Эти тесты редко показывают результат в качественном отношении; как правило, ими можно выявить только присутствие или отсутствие антител против SARS-CoV-2. Наличие нейтрализующих антител может показать только реакция нейтрализации, но высокие титры IgG в ИФА могут позитивно коррелировать с уровнем нейтрализующих антител. Длительность существование и функционирования нейтрализующих антител остается неизвестной.
Выводы
С использованием доступных доказательств была выработана клинически применимая временная шкала диагностических маркеров для детекции COVID-19. Большинство доступных сведений актуальны для взрослых не иммунокомпрометированных лиц. Время обнаружения положительной ПЦР и сероконверсии может изменяться у детей и некоторых групп взрослых, включая большое число бессимптомных пациентов, диагностика коронавирусной инфекции у которых требует активного вмешательства. Остается много вопросов, например, как долго сохраняется иммунитет у перенесших COVID-19 лиц с симптомами и без таковых.
Врач объяснил, как расшифровать свои анализы на антитела к COVID-19
С результатами подобных анализов корреспондент «Российской газеты» обратилась к сертифицированному специалисту по физической реабилитации, члену Европейской ассоциации амбулаторной реабилитации Леониду Дьякову.
Антитела: иммунный ответ
Леонид Леонидович, в лаборатории люди получают результаты исследования, естественно, безо всяких комментариев. Их отправляют к врачам. Но к ним сейчас пробиться нелегко, да и не каждый рискует сидеть в очередях. В итоге человек мучительно вглядывается в непонятные обозначения, думает, плохо это или хорошо. Расскажите, что значит: «Антитела обнаружены».
Тест на антитела может показать, сталкивался ли человек с коронавирусом, даже если симптомов COVID-19 у него не было. Если антитела обнаружены, значит, организм среагировал на встреченный вирус. Они могут сохраняться, даже если самого вируса в организме уже нет. Этот тест говорит только о том, что произошел некий иммунный ответ.
Таким образом, выявление антител в крови является информативным свидетельством текущего или прошлого инфекционного процесса и помогает выявить стадию развития инфекции.
Обнаружение IgM указывает на недавнее инфицирование SARS-CoV-2. Они появляются непосредственно после контакта с носителем вируса, на третий-четвертый день. Через семь-десять дней они уже точно присутствуют в крови.
Потом они «стареют»?
Леонид Дьяков: Общий период вероятного выявления антител класса M не превышает двух месяцев. В течение этого времени IgM антитела постепенно полностью сменяются на IgG. Последние начинают формироваться в среднем на 21-й день.
Если еще есть IgM, и уже появились иммуноглобулины класса G, то это означает позднюю инфекцию. Просто IgM еще не сошли на нет.
Получается, наличие IgM не обязательно говорит об активной инфекции?
Леонид Дьяков: Да. Эти антитела могут выявляться и на стадии выздоровления.
Когда в крови выявляются только IgG, это говорит о том, что пациент выздоровел, и у него сформировался иммунитет к SARS-CoV-2. Если уровень IgG достаточно высок, то можно стать донором иммунокомпетентной плазмы. Например, IgG больше 40, а IgM больше 1,5, либо IgG больше 80, а IgM равно нулю.
То есть, если в крови выявлены обе группы антител, это означает, что человек уже выздоравливает?
Леонид Дьяков: Совершенно верно. Еще раз повторю: иммуноглобулины М говорят о том, что человек в данный момент болеет коронавирусом. Это не обязательно тяжелые формы, состояние может быть и бессимптомным. А иммуноглобулины G говорят о том, перенес ли он коронавирусную инфекцию в прошлом.
Далее, в графе «Дополнительная информация», вообще непонятная шифровка. А чем непонятнее, тем ведь страшнее. К примеру, вот передо мной результаты, переданные одним пациентом: «ОПсыв 0,0338; КП 1,45». Что кроется за этим?
От чего зависит количество антител в организме?
Лучше не болеть
Заразен ли человек, чей анализ мы расшифровываем?
Леонид Дьяков: По данному тесту нельзя определить, заразен ли еще человек. В принципе, с такими показателями, которые вы предоставили, пациент не заразен.
Но чтобы достоверно знать это, следует все же сдать еще мазок. Именно он покажет, выделяется ли вирус во внешнюю среду. Если он будет отрицательный, то человек стопроцентно не заразен. Без этой уверенности я бы рекомендовал соблюдение мер социальной дистанции и индивидуальной защиты даже в случае обнаружения только антител класса IgG.
А вы верите в то, что все должны переболеть, и тогда с эпидемией будет покончено?
Леонид Дьяков: В этом, конечно, есть логика. Но проблема в том, что вирус дает достаточно серьезные осложнения. И не все болеют в легкой или бессимптомной форме.
Люди, узнавшие что у них обнаружены антитела, начинают думать, когда же, где подхватили заразу. Вспоминают, когда болели. Может ли данный тест показывать антитела не только на COVID-19, но и на перенесенные другие ОРЗ или ОРВИ?
Леонид Дьяков: Исключено. Это специфичный тест именно на антитела к коронавирусной инфекции.
Человек припомнил, что сильно болел в феврале, ему было очень плохо. Мог тогда быть коронавирус?
Леонид Дьяков: Иммуноглобулин G с тех пор не сохранился бы.
То есть, носители антител могут, в принципе, радоваться, что переболели коронавирусом, практически не заметив этого?
Леонид Дьяков: Те, кто переболел легко или бессимптомно, вырабатывают низкий уровень иммуноглобулина G и могут заболеть повторно.
Чем тяжелее протекает заболевание, тем больше антител произведет иммунная система, и тем дольше они проживут в крови после болезни.
Однако есть информация, что сохраняются так называемые клетки памяти. Организм запоминает, как вырабатывать эти антитела, при каких условиях и в каком количестве. И в случае повторного контакта с вирусом организм начинает синтезировать IgG-антитела значительно быстрее, не за 21 день, а за три. И они способны «смягчать» течение заболевания, препятствовать развитию тяжелых осложнений.
Дышите глубже
Получается, что в принципе сдавать тест на антитела и не совсем нужно. Какая разница, болел человек или нет, если этого особо и не заметил, а никаких таких преимуществ наличие антител не дает. Все так же нужно предохраняться от заражения…
Леонид Дьяков: Мое личное мнение, если человек чувствует себя хорошо, особой надобности в тестировании нет. Ведь с тем же успехом можно поискать у себя вирус герпеса и другие.
Однако тестирование поможет решить проблему в более глобальном масштабе, выработать стратегию борьбы с коронавирусом, поскольку по количеству иммунных людей можно спрогнозировать, когда случится спад эпидемии.
Что делать тем, у кого обнаружены антитела класса IgM?
Леонид Дьяков: Если нет явных признаков заболевания, нужно побольше двигаться, гулять на свежем воздухе, дышать полной грудью, чтобы работали легкие, а кислород циркулировал в крови.
Все материалы сюжета «COVID-19. Мы справимся!» читайте здесь.
Новые ущербы от инфекции SARS-CoV-2 за пределами дыхательной системы
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Все мы помним, как с начала декабря 2019 года в китайском городе Ухань был выявлен ряд случаев пневмонии, связанных с коронавирусной инфекцией COVID-19 c серьезными симптомами, такими как респираторные проблемы (кашель, одышка, поражение легких) и лихорадка. Но вы когда-нибудь задумывались о том, что же происходит с остальными органами нашего тела? Так давайте разберём, как крошечный вирус может поражать не только дыхательную систему, но и вызвать повреждение других систем человеческого организма.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Школьная» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Партнеры номинации — медико-биологическая школа «Вита» и «Новая школа».
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Введение
Согласно исследованиям немецких ученых, SARS-CoV-2 проникает внутрь организма с помощью клеточного рецептора — ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2; ACE2 — англ.), который специфически синтезируется в определенных органах и тканях. Соответственно, ACE2 играет важную роль в регуляции сердечно-сосудистой, кишечной, почечной и репродуктивной функций [1]. Попав в систему кровообращения, коронавирус, вероятнее всего, распространяется через кровоток [2]. Следуя этим данным, мы можем понять, как SARS-CoV-2 заражает не только дыхательную систему, но и представляет потенциальную угрозу для пищеварительной и мочеполовой систем, ЦНС и системы кровообращения.
Рисунок 1. Поражения органов, подтвержденные клиническими признаками или биопсией, у пациентов с COVID-19
Рисунок 2. Механизм вторжения SARS-CoV-2 в клетку
SARS-CoV-2 и пищеварительная система
Помимо главного рецептора ACE2, SARS-CoV-2 использует трансмембранную сериновую протеазу 2 (TMRPSS2), фермент, который также экспонируется на эпителиальных клетках тонкой кишки. Он способствует проникновению вируса в клетки [3]. Активность SARS-CoV-2 может вызывать модификации ACE2 в кишечнике, которые повышают восприимчивость к воспалению кишечника и диарее. ACE2 оказывает значительное влияние на состав кишечной микробиоты [4]. Первичные воспалительные стимулы вызывают высвобождение в систему кровообращения микробных продуктов и цитокинов, которые могут вызвать микробный дисбиоз и воспалительную реакцию.
Изменения микробиоты кишечника могут быть связаны с изменениями в иммунной системе и предрасположенностью к более серьезным последствиям COVID-19. Наш микробиом меняется с возрастом: в первые несколько лет жизни микробиота малоразнообразна и нестабильна [5], [6]; во взрослом возрасте стабильна и разнообразна, а к пожилому возрасту разнообразие микробиоты уменьшается, а дисбиоз увеличивается, что связывают с когнитивным дефицитом, депрессией и воспалением [7]. Сниженное разнообразие микробиоты — еще один фактор риска заражения COVID-19 для пожилых людей.
Рисунок 3. Инфекция SARS-CoV-2 и ее связи с осью легких—кишечника—мозга и дисбиозом микробиома
Изменение кишечной флоры также связано с ожирением, еще одним фактором риска для тяжелого течения COVID-19 [8], [9]. Жировая ткань может служить резервуаром для распространения SARS-CoV-2 и активации системного иммунитета [10]. Коронавирусная инфекция вызывает изменения в кишечной бактериальной флоре, которые могут повлиять на ось «кишечник—мозг». Таким образом, кишечная флора играет решающую роль в регуляции неврологических функций, таких как депрессия или тревога [11].
Следовательно, режим питания играет значительную роль во время заражения вирусом SARS-CoV-2. Из-за вирусной инфекции иногда начинается дисбиоз, который может быть скомпенсирован компонентами диеты и пробиотиками [12]. Несколько исследований показывают, что оптимальный иммунный ответ зависит от правильного питания [13], [14]. Недоедание может поставить под угрозу иммунитет, тем самым влияя на уязвимость ответа на COVID-19. Потребление достаточного количества белка имеет решающее значение для выработки антител, поддержания ворсинчатой морфологии кишечника и уровня кишечного иммуноглобулина, что улучшает кишечный барьер [15–17]. Таким образом, высококачественные белки являются важным компонентом противовоспалительной диеты, которая включает омега-3 жирные кислоты, витамины С и Е, фитохимические вещества, которые широко присутствуют в продуктах растительного происхождения (фруктах, овощах, орехах, злаках и т.д.) [18–21]. Правильная диета укрепляет иммунную систему и способствует защите организма от тяжелого течения COVID-19.
SARS-CoV-2 и центральная нервная система (ЦНС)
Кроме пищеварительной системы, коронавирусная инфекция (COVID-19) также затрагивает центральную и периферическую нервную систему. Неврологические проявления могут возникать по разным причинам, включая прямое вирусное поражение центральной нервной системы (ЦНС) и иммунноопосредованные процессы. Примеры заболеваний ЦНС при COVID-19 могут включать энцефалит (воспаление головного мозга), менингит и инсульт. В периферической нервной системе COVID-19 ассоциируется с дисфункцией обоняния и вкуса, повреждением мышц и синдромом Гийена—Барре, при котором иммунная система человека поражает собственные периферические нервы.
Рисунок 4. Коронавирусная инфекция и нервная система
Ученые Университета Гонконга отметили, что механизмы инфекции SARS-CoV-2 могут быть аналогичны механизмам инфекции SARS-CoV из-за 79,5% сходства последовательностей РНК этих двух коронавирусов [22]. Однако SARS-CoV-2 обладает более мощной способностью к распространению, чем SARS-CoV и MERS-CoV. Причина в том, что SARS-CoV-2 и ACE2 обладают более сильной связывающей способностью [23]. S-белок (спайк-белок) на поверхности коронавируса связывается с ACE2 и прикрепляется к поверхности клетки; затем сериновая протеаза (TMPRSS2) активирует S-белок, что помогает вирусу проникать в нейрон [1]. Так как клетки кровеносных сосудов экспонируют ACE2 в большом количестве, SARS-CoV-2 может атаковать эндотелиальные клетки в кровеносных сосудах головного мозга через этот рецептор и нарушить гематоэнцефалический барьер (ГЭБ — барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой). Нарушенный ГЭБ может способствовать вторжению вируса в ткани мозга и нейроны и привести к серьезным неврологическим осложнениям [24].
SARS-CoV-2 и система кровообращения
Помимо дыхательных путей, SARS-CoV-2 поражает сердечно-сосудистую систему. Это приводит к высвобождению высокочувствительных сердечных тропонинов (hs-cTnl) — белков, содержащихся в сердце и скелетных мышцах человека. В процессе заражения мембраносвязанный белок ACE2 может расщепляться трансмембранным дезинтегрином ADAM17, высвобождая ACE2 в кровоток. Таким образом, вирус циркулирует в крови зараженного организма. Воспаление сосудистой системы и миокарда может привести к миокардиту, сердечной недостаточности и быстрому ухудшению состояния больного [25].
Рисунок 5. Сердечно-сосудистое поражение при COVID-19
SARS-CoV-2 и мочеполовая система
Инфекция репродуктивной системы требует большего внимания, потому что она не только влияет на нынешнее поколение, но также может распространяться на потомство через поврежденные гаметы. На сегодняшний день несколько исследований подтвердили влияние SARS-CoV-2 как на мужскую, так и на женскую репродуктивную систему [26], [27]. В настоящее время хорошо известен факт, что мужчины более восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2 и у них выше уровень смертности, чем у женщин. Это объясняется тем, что клетки семенного протока и сперматогонии синтезируют много ACE2 [28–30].
По мнению ученых, SARS-CoV-2 нарушает репродуктивные функции мужчин через несколько механизмов, таких как воспалительные реакции, окислительный стресс и апоптоз [31–33]. Инфекция SARS-CoV-2 приводит к перепроизводству активных форм кислорода, которые могут усиливать внутриклеточные сигнальные пути (NF-κB-TLR). Это приводит к высвобождению цитокинов, что еще больше усиливает воспалительный ответ. К примеру, орхит, вызванный инфекцией SARS-CoV-2, может привести к окислительному стрессу в тканях яичка. Окислительный стресс может вызвать внутриклеточное окислительное повреждение сперматозоидов, что приводит к ухудшению их качества и мужскому бесплодию.
Рисунок 6. Инфекция SARS-CoV-2 и репродуктивная система
Рецепторы ACE2 были также обнаружены в женских яичниках [34], [35]. Можно предположить, что SARS-CoV-2 поражает ткань яичников и клетки гранулезы и таким образом ухудшает функцию яичников и жизнеспособность ооцитов, что может привести к бесплодию или невынашиванию [33]. Недавно ученые (Виванти и др.) сообщили о трансплацентарной передаче вируса от матери, инфицированной COVID-19, новорожденному. Мать была инфицирована в последнем триместре беременности, и гены SARS-CoV-2 были обнаружены в ткани плаценты. Согласно этому отчету, трансплацентарная передача может привести к воспалению плаценты [36]. Однако стоит отметить, что плацента имеет плацентарный барьер, который не смешивает кровь матери и плода, тем самым защищая плод от всех видов материнской инфекции. Невосприимчивые клетки плаценты обладают противовирусными свойствами, которые дополнительно предотвращают проникновение SARS-CoV-2 в клетки ребенка [37].
Вывод
Прочитав эту статью, мы с вами узнали, как вирус поражает не только дыхательную систему, но и другие системы человека. Это осложняет потенциальные клинические проявления и затрудняет лечение случаев COVID-19. Однако биомедицинские исследования могут помочь нам больше узнать о способностях нового коронавируса и о том, как с ним бороться, чтобы определить важные ориентиры для дальнейших исследований, диагностики и лечения. Также стоит всегда помнить, что соблюдая правильную диету и карантинные меры, мы снижаем риски заражения и ухудшения состояния здоровья во время COVID-19. Ведь вирус не всегда может вызвать вышеуказанные осложнения, если мы будем правильно заботиться о своем здоровье.