Як працюють тести на COVID-19: порівняльна характеристика методів ІФА та ПЛР

Резюме. Наведений огляд базових принципів, покладених в основу сучасних діагностичних тестів на COVID-19

Проведення тестувань на SARS-CoV-2 вважається важливою передумовою для поступового зняття карантинних обмежень. Наразі клініцистам та дослідникам відома ціла низка молекулярних методів діагностики, що знаходяться на стадії розроблення або вже доступні для визначення та ведення хворих на COVID-19. До кінця квітня по всьому світу налічувалося більше 150 комерційно доступних діагностичних тестів, згідно з даними онлайн-платформи «GenomeWeb». По суті, діагностичні методи можна розділити на дві основні групи: ті, що дозволяють ідентифікувати наявність вірусу в організмі — полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), та метод лабораторного дослідження, за допомогою якого виявляють імунну відповідь на вірусну інфекцію — імуноферментний аналіз (ІФА).

ПЛР-тестування повинно проводитися особам із симптомами ГРВІ, пацієнтам із пневмонією або тим, хто мешкає з людьми з підтвердженим діагнозом «COVID-19». ІФА-тестування вказує на наявність антитіл IgM, IgG та напруженість імунітету. Імуноглобуліни М свідчать про наявність активної імунної відповіді, тобто про те, що людина зараз хворіє на коронавірусну інфекцію. Імуноглобуліни G, у свою чергу, означають те, що людина вже перехворіла, тож в неї виробився імунітет до вірусу. Масове проведення ІФА-тестування дозволить ідентифікувати три категорії хворих:

  • безсимптомних носіїв, у яких відсутня будь-яка симптоматика, але які можуть заражати інших, не підозрюючи цього;
  • пацієнтів із перебігом захворювання легкого чи помірного ступеня тяжкості, у яких з моменту зараження минуло 2 тиж; у цьому разі звичайний ПЛР-тест може не виявити вірусу;
  • осіб, які вже перехворіли на COVID-19 та виробили імунітет до коронавірусу.

Зазначимо, що єдиним видом діагностики для підтвердження COVID-19, відповідно до офіційних документів Міністерства охорони здоров’я (МОЗ) України, є тести за допомогою ПЛР. 18 травня 2020 р. міністр охорони здоров’я України М. Степанов під час брифінгу в Києві повідомив, що в Україні державним коштом планують проводити тестування методом ІФА на антитіла до коронавірусу SARS-CoV-2 для людей із наявними симптомами COVID-19 і контактних осіб. За даними ресурсів Worldometers та Our World in Data, в Україні частка протестованих на SARS-CoV-2 значно менша порівняно з іншими країнами.

ПЛР із зворотною транскрипцією (ЗТ-ПЛР)

Огляд методу

ПЛР — найбільш розповсюджений метод діагностики, який широко застосовують у дослідженнях та медицині протягом 20–30 років з метою виявлення генетичної інформації. ЗТ-ПЛР — спеціальний метод, здатний ідентифікувати вірусну РНК, а отже, виявити SARS-CoV-2. Тести, засновані на цьому методі, використовуються найчастіше, адже вони здатні безпосередньо перевірити наявність вірусної РНК. ЗТ-ПЛР — досить швидкі, чутливі та надійні. При застосуванні цих тестів результати можна отримати протягом 3–4 год, хоча зазвичай процес забирає більше часу, адже зразки спочатку потрібно доправити до спеціалізованих лабораторій (у середньому результати можна отримати протягом 6–8 год).

Що саме виявляє тест, заснований на  ЗТ-ПЛР?

ЗТ-ПЛР ідентифікує наявність вірусної РНК у зразках пацієнта, зібраних з носа та ротоглотки. Це досягається шляхом захоплення та ампліфікації ділянок генетичного матеріалу вірусу, зазвичай — спайкового білка або S-білка, нуклеокапсидного білка (N-білка) або вірусної оболонки (рисунок).

Рисунок.

Будова вірусу

З метою виявлення вірусу використовуються флуоресцентні маркери, які зв’язуються з ампліфікованою ДНК. Якщо інтенсивність світла, випромінюваного у зразку, досягає певного рівня, це класифікується як позитивний тест.

Переваги методу

  • ЗТ-ПЛР визнаний вченими та медичним персоналом як надійний метод.
  • Завдяки тому, що ЗТ-ПЛР — поширений метод, вже розроблена технологія для тестування хворих на COVID-19.
  • ЗТ-ПЛР здатна ідентифікувати лише поточну захворюваність на COVID-19, що дозволяє медичному персоналу виявити інфікованих осіб на цей час.

Недоліки методу

  • ЗТ-ПЛР заснований на захопленні та виявленні вірусу, тому можна «пропустити» пацієнтів, які вже перехворіли та позбавилися вірусу.
  • Розподіл вірусу по дихальних шляхах може варіюватися у різних пацієнтів, тому навіть якщо людина інфікована, вірус може ідентифікуватися лише у мокротинні або мазках із носоглотки, але не обов’язково в обох ділянках одночасно.
  • ЗТ-ПЛР може виявити, чи заражена людина конкретним коронавірусом. Метод не може надати інформації щодо інших захворювань.

ІФА-тестування

Це поширений біохімічний метод, який можна застосовувати для виявлення антигенів і антитіл залежно від типу використовуваного тесту.

Що саме виявляє тест, заснований на ІФА?

Метод дозволяє ідентифікувати наявність антитіл, які виробила імунна система у відповідь на зараження SARS-CoV-2. Виявлення антитіл до SARS-CoV-2 може підказати клініцисту, чи хворіє пацієнт на цей час або він вже переніс захворювання у минулому. Однак хворі не ідентифікуються одразу після інфікування, натомість захворювання можна визначити лише тоді, коли імунна система почне відповідати на вторгнення вірусу, а антитіла з’являться у крові пацієнта. Це відбувається за 5 днів після зараження, одночасно з появою перших симптомів. Саме у цей період можна визначити у крові IgM. Сучасні дані дозволяють припустити, що після зараження людини коронавірусом її імунна система запобігатиме повторному зараженню у майбутньому. Застосування цього методу є вкрай необхідним, адже дозволяє дослідникам оцінити, скільки людей у популяції було інфіковано, що важливо знати для планування інфекційного контролю. Весь тест виконується в одній пробірці або лунці й полягає у змішуванні зразків пацієнта, антитіл, антигенів і ферментів разом із молекулою, що змінює свій колір. У тому разі, якщо колір змінюється, можна говорити про позитивний результат. Тобто це вказує на наявність антитіл, а отже, на те, що людина або зараз хворіє на COVID-19, або вже перехворіла ним.

Переваги методу

  • ІФА — проста й дешева лабораторна методика.
  • ІФА добре зарекомендував себе у науці та медицині.
  • Результати тестування можуть бути отримані протягом 1–3 год після збору та дослідження зразків, таким чином, скорочується час, необхідний для діагностики.
  • Тестування може виконуватись одночасно на декількох зразках, тому цей метод можна застосовувати для пришвидшеного та розширеного тестування більшої кількості пацієнтів.

Нагадаємо: наразі в аптеках країни з’явились експрес-тести українського виробництва «АТ-Коронавірус-тест-МБА». Це імунохроматографічний набір  для виявлення антитіл до коронавірусу COVID-19. До набору входять засоби для забору крові, тест-касета та інструкція. При проведенні аналізу краплю крові залишають в лунці тест-касети до появи смужок. Дві смужки свідчать про позитивний результат, одна — про негативний. В інструкції виробника зазначено, що цей експрес-тест використовується лише з метою попередньої діагностики, «результат тестування повинен підтверджуватися іншими методами» у сукупності з іншими клінічними даними, а рішення щодо встановлення діагнозу приймає лише лікар.

  • Green K., Winter A., Dickinson R. et al. (2020) What tests could potentially be used for the screening, diagnosis and monitoring of COVID-19 and what are their advantages and disadvantages? (https://www.cebm.net/covid-19/what-tests-could-potentially-be-used-for-the-screening-diagnosis-and-monitoring-of-covid-19-and-what-are-their-advantages-and-disadvantages/).

Катерина Приходько-Дибська

23 сентября, 2020
Was this article helpful?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *