Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Обзор
6 мая 2020
Интерпретация диагностических тестов
SARS - CoV -2
Nandini Sethuraman, MD1; Sundararaj Stanleyraj Jeremiah, MD2; Akihide Ryo, MD, PhD2
Пандемия Новой коронавирусной инфекции 2019 года (COVID-19) продолжает поражать бóльшую часть мира. Осведомлённость о диагностических тестах для выявления её вобудителя (коронавирус SARS-CoV-2) все еще повышается, и важны четкое понимание cпецифики тестов и интерпретация их результатов. В настоящем обзоре рассмотрены особенности интерпретации двух типов диагностических тестов, обычно используемых для инфекции, вызванной SARS-CoV-2 – ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) и IgM, IgG иммуноферментный анализ (ИФА/ELISA) – и возможную динамику изменения результатов с течением времени (см. рисунок).
Рисунок: Предположительная динамика изменения диагностических тестов для выявления инфекции SARS-CoV-2 относительно проявления симптомов.
Предполагаемые временные интервалы и показатели выявления вирусов основаны на данных нескольких опубликованных отчетов. Из-за различий в значениях между исследованиями предполагаемые временные интервалы следует рассматривать как приблизительные, а вероятность обнаружения инфекции SARS-CoV-2 представлена качественно (не количественно).
a Обнаружение происходит только в том случае, если пациенты находятся под активным наблюдением с момента инфицирования.
b Более вероятно зарегистрировать отрицательный, чем положительный результат с помощью ПЦР-диагностики мазка из носоглотки.
|
|
|
Обнаружение вирусной РНК методом ПЦР с обратной транскрипцией
До настоящего времени наиболее часто используемым и надежным тестом для диагностики COVID-19 был тест ОТ-ПЦР, проводимый с использованием мазков из носоглотки или других биоматериалов из верхних дыхательных путей, включая мазок из горла или слюну. Различные РНК-мишени используются разными производителями, при этом большинство тестов нацелено на один или более генов оболочки (env), нуклеокапсида (N), Spike-протеина (S), РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp) и ORF1. Чувствительность тестов к отдельным генам сопоставима согласно сравнительным исследованиям, за исключением зонда для праймера RdRp-SARSr (Charité), который имеет немного меньшую чувствительность, вероятно, из-за несоответствия с обратным праймером.1
У большинства пациентов с выраженными симптомами инфекции COVID-19 вирусная РНК в мазке из носоглотки, измеренная по пороговому значению цикла (Ct), обнаруживается уже в первый день появления симптомов и достигает пика в течение первой недели после появления симптомов. Пороговое значение цикла представляет собой количество циклов репликации, необходимых для получения флуоресцентного сигнала, причем более низкие значения Ct отражают более высокую РНК-вирусную нагрузку. Значение Ct менее 40 клинически рассматривается как ПЦР-положительный результат. Эта «позитивность» значения начинает снижаться к третьей неделе и впоследствии вирусная нагрузка становится неопределяемой. Тем не менее, пороговое значение цикла, полученное у госпитализированных пациентов с тяжёлой формой течения заболевания, ниже значений при лёгком течении, и «позитивность» ПЦР может сохраняться более трёх недель после начала заболевания, когда у большинства пациентов с лёгким течением результат становится отрицательным.2 Однако «положительный» результат ПЦР отражает только обнаружение вирусной РНК и не обязательно указывает на наличие жизнеспособного вируса.3
|
|
|
В некоторых случаях вирусная РНК была обнаружена с помощью ОТ-ПЦР даже позже 6-й недели после первого положительного теста. Несколько случаев также были отмечены как положительные после двух последовательных отрицательных тестов ПЦР, проведенных с интервалом в 24 часа. Неясно, является ли это ошибкой тестирования, повторным заражением или повторной активацией репликации. В исследовании 9 пациентов попытки выделить чистую культуру вируса в культуре клеток не увенчались успехом после 8-го дня заболевания, что коррелирует со снижением контагиозности после первой недели.3 Именно поэтому «стратегия на основе симптомов» Центра по контролю и профилактике заболеваемости (CDC) предписывает, что сотрудники здравоохранения могут вернуться к работе, если «прошло не менее 3 дней (72 часа) с момента выздоровления, определяемого как нормализация температуры без применения жаропонижающих препаратов и улучшение респираторной симптоматики (например, кашель, одышка); и с момента появления первых симптомов прошло не менее 10 дней».4
|
|
|
Продолжительность «позитивности» ПЦР других образцов биоматериала отличается от мазка из носоглотки. Позитивность ПЦР снижается медленнее в мокроте и может оставаться положительной после отрицательного результата мазка из носоглотки. В одном исследовании позитивность ПЦР в кале наблюдалась у 55 из 96 (57%) инфицированных пациентов и оставалась положительной в кале после мазка из носоглотки в среднем от 4 до 11 дней, но не коррелировала с клинической тяжестью.2 Установлено, что сроки выявления методом ПЦР в образцах мокроты и стула была сходной, что было оценено W ö lfel и соавторами.3
|
|
|
В исследовании 205 пациентов с подтвержденной новой коронавирусной инфекцией COVID-19 положительные результаты ОТ-ПЦР были самыми высокими в образцах бронхоальвеолярного лаважа (93%), за которыми следовали мокрота (72%), мазок из носа (63%) и мазок из глотки (32%).5 Ложноотрицательные результаты были получены в основном из-за несоответствия сроков забора проб и начала заболевания и ошибками техники забора проб, особенно мазков из носоглотки. Специфичность большинства тестов ОТ-ПЦР составляет 100%, поскольку структура праймера специфична для последовательности генома SARS-CoV-2. Случайные ложноположительные результаты могут возникнуть из-за технических ошибок и контаминации реагента.
Обнаружение антител к SARS-CoV-2
Инфекция COVID-19 также может быть обнаружена косвенно путем измерения иммунного ответа хозяина на инфекцию SARS-CoV-2. Серологическая диагностика особенно важна для пациентов с легкой и средней тяжестью течения заболевания, которые могут обратиться поздно, уже по прошествии двух недель от начала заболевания. Серологическая диагностика также становится важным инструментом для оценки распространенности COVID-19 в сообществе и выявления людей, которые являются иммуннизированными и потенциально «защищены» от заражения.
Наиболее чувствительным и самым ранним серологическим маркером являются суммарные антитела, уровни которых начинают повышаться со второй недели появления симптомов. 6 Несмотря на то, что при проведении ИФА IgM и IgG оказались положительными даже на четвертый день после появления симптомов, наиболее высокие показатели выявляются на второй и третьей неделе болезни.
Например, сероконверсия IgM и IgG произошла у всех пациентов в период между третьей и четвертой неделями клинического проявления заболевания, как было выявлено у 23 пациентов в исследовании To и соавторов.7 и у 85 пациентов в исследовании Xiang и соавторов.8 После этого IgM начинает снижаться и достигает более низких значений к пятой неделе, и почти исчезает к седьмой неделе, тогда как IgG сохраняется более семи недель.9 В исследовании 140 пациентов комбинированная чувствительность ПЦР и ИФА (IgM), направленная на нуклеокапсидный (NC) антиген, составила 98,6% против 51,9% при применении только ПЦР-диагностики. В течение первых 5,5 дней количественная ПЦР имела более высокий уровень позитивности, чем IgM, тогда как ИФА (IgM) имел более высокий уровень позитивности после 5,5 дня болезни.10
Иммуноферментный анализ IgM и IgG-антител имеет специфичность более 95% для диагностики COVID-19. Тестирование парных образцов сыворотки совместно с начальной ПЦР и повторной (двумя неделями позже) способно еще более повысить точность диагностики. Как правило, большинство антител вырабатывается против наиболее распространенного белка вируса, который является NC. Поэтому тесты, которые обнаруживают антитела к NC, будут наиболее чувствительными. Однако рецептор-связывающий домен белка S (RBD-S) является белком адгезии к клеткам хозяина, соответственно антитела к нему будут более специфичными и, как ожидается, будут нейтрализующими. Следовательно, использование одного или обоих антигенов для выявления IgG и IgM приведет к высокой чувствительности.7 Однако антитела могут иметь перекрестную реактивность с SARS-CoV и, возможно, с другими представителями коронавирусов.
Экспресс-тесты для выявления антител в местах оказания медицинской помощи были разработаны, широко доступны и имеют различное качество. Многие производители не раскрывают природу используемых антигенов. Эти тесты носят исключительно качественный характер и могут указывать только на наличие или отсутствие антител против SARS-CoV-2. Присутствие нейтрализующих антител может быть подтверждено только с помощью реакции биологической нейтрализации вируса (PRNT). Однако было показано, что высокие титры антител IgG, обнаруженные при помощи ИФА, имеют прямую корреляцию с нейтрализующими антителами.7 Стойкость и продолжительность иммунной защиты, предоставляемой нейтрализующими антителами, остаются неизвестными.
Заключение
На основе имеющихся данных был разработан клинически полезный график диагностических маркеров для выявления COVID-19 (рисунок). Большинство доступных данных относятся к взрослому населению без признаков иммунодефицита. Динамика ПЦР-«позитивности» и сероконверсии может варьироваться у детей и других групп, включая большую популяцию бессимптомных носителей без установленного диагноза и активного наблюдения. Остается много спорных вопросов, в частности, как долго длится потенциальный иммунитет у инфицированных SARS-CoV-2, как у бессимптомных носителей, так и у больных с клиническими проявлениями.
Информация о статье:
Автор, ответственный за переписку: Sundararaj Stanleyraj Jeremiah, д.м.н., факультет микробиологии и исследований молекулярной биозащиты, Медицинский факультет Йокогамского городского университета, 3-9 Фукуура, Канадзава-ку, Иокогама 236-0004, Япония (rediffjerry@gmail.com).
Опубликовано он-лайн: May 6, 2020. doi:10.1001/jama.2020.8259
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы:
1. Nalla AK , Casto AM , Huang MW , et al. Comparative performance of SARS-CoV-2 detection assays using seven different primer/probe sets and one assay kit. J Clin Microbiol. 2020;JCM.00557-20. Published online April 8, 2020. doi:10.1128/JCM.00557-20PubMedGoogle Scholar
2. Zheng S , Fan J , Yu F , et al. Viral load dynamics and disease severity in patients infected with SARS-CoV-2 in Zhejiang province, China, January-March 2020: retrospective cohort study. BMJ. 2020;369:m1443. Published online April 21, 2020. doi:10.1136/bmj.m1443PubMedGoogle ScholarCrossref
3. Wölfel R , Corman VM , Guggemos W , et al. Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019. Nature. 2020. Published online April 1, 2020. doi:10.1038/s41586-020-2196-xPubMedGoogle Scholar
4. CDC. Return-to-work criteria for healthcare workers. Updated April 30, 2020. Accessed May 3, 2020. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/return-to-work.html
5. Wang W , Xu Y , Gao R , et al. Detection of SARS-CoV-2 in different types of clinical specimens. JAMA. 2020. Published online March 11, 2020. doi:10.1001/jama.2020.3786
ArticlePubMedGoogle Scholar
6. Lou B , Li T , Zheng S , et al Serology characteristics of SARS-CoV-2 infection since the exposure and post symptoms onset. medRxiv. Preprint posted March 27, 2020. doi:10.1101/2020.03.23.20041707
7. To KK-W , Tsang OT-Y , Leung W-S , et al. Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study. Lancet Infect Dis. 2020;20(5):565-574. doi:10.1016/S1473-3099(20)30196-1PubMedGoogle ScholarCrossref
8. Xiang F , Wang X , He X , et al. Antibody detection and dynamic characteristics in patients with COVID-19. Clin Infect Dis. 2020;ciaa461. Published online April 19, 2020. doi:10.1093/cid/ciaa461PubMedGoogle Scholar
9. Xiao AT , Gao C , Zhang S . Profile of specific antibodies to SARS-CoV-2: the first report. J Infect. 2020;S0163-4453(20)30138-9. Published online March 21, 2020. doi:10.1016/j.jinf.2020.03.012PubMedGoogle Scholar
10. Guo L , Ren L , Yang S , et al. Profiling early humoral response to diagnose novel coronavirus disease (COVID-19). Clin Infect Dis. 2020;ciaa310. Published online March 21, 2020. doi:10.1093/cid/ciaa310PubMedGoogle Scholar
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 47; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!