Медиатека

Диагностика COVID-19: значение, виды, перспективы

Пандемия COVID-19 навсегда изменила нашу жизнь. За 2 года число заболевших достигло почти 600 миллионов человек 1, и научный мир приложил огромные усилия для борьбы с коронавирусной инфекцией, значительно снизив как количество госпитализаций, так и смертность. Однако вирус продемонстрировал способность вновь и вновь уклоняться от всего арсенала средств борьбы с ним: пандемия SARS-CoV-2 характеризуется регулярным появлением новых геномных вариантов, что приводит к периодическим вспышкам заболеваемости по всему миру.

На сегодняшний день ВОЗ выделила 12 наиболее значимых вариантов, таких как Альфа, Бета, Дельта, Омикрон, и другие. 2 Изучив динамику заболеваемости вариантом Омикрон в Англии, ученые обнаружили, что на сегодняшний день эволюционное давление благоприятствует вариантам, способным лучше избегать нейтрализующие антитела против SARS-CoV-2, таким как Омикрон. Авторы статьи предположили, что периодические эпидемии аналогичного масштаба могут стать новой нормой. 3

Во многих вспышках COVID-19 вновь появившиеся варианты почти полностью вытесняют предыдущий. Такая резкая смена может приводить к неопределенности в вопросах эффективности вакцин и лекарств против исходного доминирующего варианта. Исследования уже показали, что эффективность вакцин против разных вариантов может отличаться, что приводит к пониженному уровню защиты от тяжелого течения болезни и госпитализаций при появлении новых вариантов. 4, 5 Такие выводы заставляют серьезно задуматься о том, как лучше всего защищаться от подобного вируса.

Хотя вакцинация и лечение остаются важным способом борьбы с COVID-19, диагностическое тестирование с самого начала пандемии остается первой линией защиты от возбудителя коронавируса. За последние 2 года были предприняты огромные усилия для разработки и улучшения методов диагностики. Это необходимо для быстрого и точного выявления новых случаев заболевания, поскольку исследования показали, что своевременная и систематическая идентификация инфицированных играет решающую роль в борьбе с пандемией COVID-19. 6, 7

Например, в недавнем исследовании, изучив данные о тестировании и количестве случаев в более чем 1400 ВУЗах США и округах рядом с ними, ученые выяснили, что при регулярном тестировании было зарегистрировано меньшее количество случаев заболеваемости и смертей — то есть тестирование можно рассматривать как важный способ контроля распространения COVID-19 среди населения. 8

Таким образом, учитывая скорость, с которой появляются новые варианты SARS-CoV-2, их растущую заразность и неопределенные данные касаемо эффективности вакцин и лечения, точная диагностика новых случаев заболевания играет ключевую роль в борьбе с пандемией путем своевременного выявления, изоляции и лечения пациентов, а также определения эпидемиологии вируса.

За два года научное сообщество разработало диагностические тесты, выявляющие вирусные частицы — молекулярные (ПЦР) и антиген-тесты, а также серологические тесты, или тесты на антитела. 6, 9, 10 Эти методы тестирования имеют разную чувствительность и специфичность.

Рис. 1. Виды тестирования на SARS-CoV-2.

Молекулярное тестирование представляет собой обнаружение вирусной РНК с помощью ПЦР в реальном времени — на сегодняшний день это золотой стандарт выявления активной инфекции. Такой тест отличается крайне высокой чувствительностью и точностью, что в конечном итоге помогает быстро и эффективно остановить распространение вируса.

В портфолио Компании Хеликон представлены наборы для количественного и качественного выявления РНК разных коронавирусов: SARS-CoV-2, SARS-CoV и MERS-CoV. Эти наборы предназначены для выявления РНК вируса в биологическом материале и объектах окружающей среды.


Для пробоподготовки и постановки полимеразной цепной реакции могут потребоваться различные устройства и материалы: высокоточные лабораторные дозаторы переменного объема, наконечники для дозаторов с фильтром и без фильтра, а также планшеты и пробирки для ПЦР подходящего формата. Во избежание контаминации образцов, приводящей к некорректным результатам ПЦР-исследования, используемые в работе пластиковые расходные материалы изготовлены из ультрачистого полипропилена и сертифицированы на отсутствие человеческой ДНК, ДНКаз, РНКаз и пирогенов. А тонкие, равномерные по толщине стенки пробирок обеспечивают оптимальную теплопередачу между термоблоком амплификатора и реакционной смесью. Таким образом, использование высококачественной продукции минимизирует риск ошибок и контаминации, создавая условия для надежного и результативного анализа.

Несмотря на качество результатов, диагностическое ПЦР-тестирование требует не только специального оборудования, но и обученного персонала, поэтому его нельзя использовать в качестве единственной диагностической технологии для борьбы с пандемией. 6, 10, 11 Альтернативный подход, основанный на обнаружении вирусных антигенов, может быстро выявлять различные вирусные белки. Метод заключается в обнаружении вирусных белков без необходимости использования дорогостоящего оборудования или высококвалифицированного и обученного персонала. Такие тесты называют экспресс-тестами за почти моментальные результаты, однако качество результатов является одним из ограничений для более широкого применения. 6, 10, 11

В дополнение к подходам к диагностике активной вирусной инфекции, серологические тесты сосредоточены на обнаружении человеческих антител, распознающих вирусные белки: IgM, IgG или общие уровни антител. Эти тесты на антитела дают представление о том, подвергался ли человек воздействию вируса. Несмотря на то, что с помощью серологического тестирования на основе антител нельзя выявить активную инфекцию, его может использовать в качестве инструмента для выявления пациентов, уже переболевших COVID-19. Так можно оценить количество инфицированных пациентов по сравнению с количеством выздоровевших пациентов для более точной оценки тенденций заболеваемости. 6, 10

Таким образом, различные методы тестирования имеют свои преимущества и недостатки. Тем не менее, чтобы эффективно остановить распространение вируса, требуется регулярное тестирование для своевременного выявления, изоляции и лечения инфицированных пациентов, включая бессимптомных распространителей. Пока пандемия COVID-19 продолжается, а новые варианты продолжают появляться, научный мир должен быть готов оптимизировать диагностические методы, чтобы справиться с постоянно меняющимся обликом пандемии.



Литература

1. COVID-19 Dashboard by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University (JHU).

2. Ghosh N., Nandi S., Saha I. A review on evolution of emerging SARS-CoV-2 variants based on spike glycoprotein. International Immunopharmacology, 2022.

3. Eales O., de Oliveira Martins L., Page A.J. et al. Dynamics of competing SARS-CoV-2 variants during the Omicron epidemic in England. Nature Communications, 2022.

4. Kow C.S.C, Ramachandram D.S., Hasan S.S. The effectiveness of BNT162b2 mRNA vaccine against COVID-19 caused by Delta variant of SARS-CoV-2: a systematic review and meta-analysis. Inflammopharmacology, 2022.

5. Johnson A.G. et al. COVID-19 Incidence and Death Rates Among Unvaccinated and Fully Vaccinated Adults with and Without Booster Doses During Periods of Delta and Omicron Variant Emergence - 25 U.S. Jurisdictions, April 4-December 25, 2021. Morbidity and Mortality Weekly Report, 2022.

6. Ji T. et al. Detection of COVID-19: A review of the current literature and future perspectives. Biosensors and Bioelectronics, 2020.

7. Chatzimanolakis M. et al. Optimal allocation of limited test resources for the quantification of COVID-19 infections. Swiss Medical Weekly, 2020.

8. Klenn B. et al. Higher education responses to COVID-19 in the United States: Evidence for the impacts of university policy. PLOS Digital Health, 2022.

9. COVID-19 Test Basics. U.S. Food & Drug Administration, 2022.

10. Thomas E., Delabat S., Andrews D.M. Diagnostic Testing for SARS-CoV-2 Infection. Current Hepatology Reports, 2021.

11. Matsuda E.M. et al. Field evaluation of COVID-19 antigen tests versus RNA based detection: Potential lower sensitivity compensated by immediate results, technical simplicity, and low cost. Journal of Medical Virology, 2021.