Covid-19 как работят тестовете и каква е тяхната употреба
Ерик Мурай, Свободен университет в Брюксел (ULB)
Смята се, че около 20% от хората, заразени с SARS-CoV-2, са безсимптомни, но могат да разпространят болестта. В резултат на това стратегията за борба с пандемията Covid-19, която разтърсва нашите общества, задължително изисква засилване на тестовете за откриване на инфекция. Десетки милиони хора все още ще трябва да бъдат тествани за овладяване на епидемията. Но и по време на деконфинансирането, за да се гарантира, че няма да възникнат нови епидемични огнища.
За постигането на тези цели вероятно ще е необходимо да се комбинират два вида тестване. Тестове за идентифициране на лица, носещи вируса, и тестове за идентифициране на лица, които са развили имунен отговор срещу вируса. В комбинация тези тестове идентифицират три категории индивиди. Неинфектирани индивиди, които нямат вирусен или имунен отговор и поради това има вероятност да бъдат заразени в бъдеще. Заразени лица, положителни за вируса, които могат да разпространят инфекцията и поради това трябва да бъдат изолирани. И накрая хората, които вече не са заразени и имат антитела срещу вируса. Те на теория трябва да са устойчиви на инфекция и следователно биха могли да се движат и да работят отново без риск за себе си или близките си. Имайте предвид, че на този етап качеството и продължителността на тази защита не са известни.
В един демократичен режим популярната подкрепа за масивна стратегия за тестване е от съществено значение. Това членство изисква най-малкото разбиране за естеството на проведените тестове, техните предимства и ограничения.
Структурата на вируса SARS-CoV-2
Генетичният материал на коронавируса на SARS-CoV-2 е положителна едноверижна РНК (ssRNA). Тази РНК кодира четири структурни протеина: гръбначен стълб (шип, S), обвивка (обвивка, Е), мембрана (мембрана, М) и нуклеокапсид (нуклеокапсид, N).
N протеинът е пряко свързан с РНК. Протеините S, E и M се вмъкват в липиден бислой и образуват вирусната обвивка, обграждаща N/ssRNA комплекса. Протеин S е отговорен за прикрепването на вируса към клетките гостоприемници чрез ACE2 рецептора (ангиотензин конвертиращ ензим 2). Това се изразява главно в дихателните и храносмилателните пътища.
Откриване на генетичния материал на вируса
Реакцията на RT-PCR (обратна транскриптаза-полимеразна верижна реакция), обикновено наричана в медия PCR тест, нуклеотиден тест или молекулярен тест, позволява да се открие с несравнима специфичност и чувствителност присъствието в биологична проба на РНК на вируса. Този тест е първият наличен за диагностициране на SARS-CoV-2, тъй като може да бъде бързо разработен въз основа на последователността на вируса.
РНК, присъстваща в пробата, първо трябва да се пречисти чрез добавяне на различни разтворители. Този етап на екстракция, който завършва с ресуспендиране на РНК във вода, отнема между един и два часа. Самата RT-PCR включва две основни стъпки. РНК първо трябва да се трансформира в ДНК чрез ензим за обратна транскриптаза (RT). Този ензим приема РНК като шаблон за синтезиране на така наречената комплементарна ДНК последователност (cDNA). Вирусната кДНК, ако присъства в пробата, след това се усилва силно чрез количествена полимеразна верижна реакция (PCR). Тази реакция протича в три фази. Денатурация на cDNA чрез нагряване при 95 ° C за разделяне на двете вериги, които я съставят, хибридизация на праймерите в краищата на желаната последователност, след това удължаване благодарение на действието на ензима на ДНК полимераза при 58 ° C. Праймерите са едноверижни ДНК последователности, специфични за вируса. Именно те гарантират специфичността на реакцията на усилване. Амплифицират се само сДНК веригите, свързващи тези праймери. Продължителността на PCR цикъл е от порядъка на една минута. Повтаря се 45 пъти, за да се получи експоненциално умножение на целевата ДНК последователност. Именно тази фаза на усилване дава на RT-PCR теста много висока чувствителност.
Този тип тест обаче има няколко недостатъка. Някои реагенти са скъпи и експоненциалното увеличение на броя на тестовете доведе до недостиг. Тестът трябва да се извършва в лаборатория и изисква сложно оборудване, налично в ограничени количества. В зависимост от автоматизацията му са необходими между три и шест часа (разопаковане и етикетиране на проби, инактивиране на вируси, екстракция на РНК, RT-PCR, валидиране). Следователно резултатът често е достъпен само в рамките на 24 часа.
Надеждността му зависи от много фактори. Качеството на пробата е критично. Това трябва да се направи достатъчно дълбоко в носните кухини на пациента с помощта на голям памучен тампон, който изисква добър контрол. Също така е забелязано, че вирусът може да бъде неоткриваем в горните дихателни пътища, но да присъства в белите дробове. В резултат на това надеждността на RT-PCR теста, въпреки много високата му специфичност (≃100%) и чувствителност, се оценява на само 60-80% при идентифициране на заразено лице. Тази надеждност намалява с времето, тъй като вирусът се елиминира от имунния отговор. Това е само 40-50% между 15 и 39 дни след инфекцията. Този процент може да изглежда нисък, но е подобен на този при тестовете за откриване на RT-PCR за грипен вирус.