Во многом успех борьбы с эпидемией зависит от раннего выявления заболевания и скорейшего начала лечения. И если пока специального лекарства от COVID-19 не создано, то тестов на коронавирус существуют десятки, а то и сотни.
Многие страны демонстрируют наперегонки статистику по сделанным тестам: мы делаем миллион тестов в день, а мы два миллиона. Вы же понимаете, что количество сделанных тестов не соответствует количеству протестированных людей. Кому-то сделали три теста, а кому-то ни одного. Но главное (как и всегда) не количество, а качество.
По работе приходится общаться с производителями тестов, лабораториями, врачами. Эпидемиологом или вирусологом я, конечно, назвать себя не могу, но могу поделиться и поделюсь своими наблюдениями.
Перед тем, как начал регулярно сдавать тесты на коронавирус, я как и все хотел знать: как работают тесты на коронавирус и как в них разобраться? Вот, что я для себя выяснил.
Для начала, ЧТО ДЕЛАЕТ МЕДИЦИНСКИЙ ТЕСТ «ТОЧНЫМ»?
Точность медицинского теста определяется двумя критериями: чувствительность и специфичность.
Чувствительный тест будет правильно идентифицировать зараженных людей.
Если тест чувствителен на 90%, он правильно идентифицирует 90% людей, которые инфицированы, что называется истинно положительным. Тем не менее, 10% инфицированных и протестированных людей получат ложноотрицательный результат - у них есть вирус, но тест показал, что нет.
Специфичность измеряет правильные негативы.
Если тест специфичен на 90%, он правильно идентифицирует 90% людей, которые не заражены, и регистрирует истинный отрицательный результат. Тем не менее, 10% людей, которые не заражены, будут иметь положительный результат на вирус и получат ложный положительный результат.
Как я сам себе это всё объясняю: чувствительность измеряет положительную точность; специфичность измеряет отрицательную точность.
ВИДЫ ТЕСТОВ
Проводится два вида тестов: «ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ» и ИММУНОАНАЛИЗЫ (ТЕСТЫ НА АНТИГЕНЫ И АНТИТЕЛА).
«Диагностический тест» показывает присутствие самого вируса в организме.
Тест на антитела обнаруживает антитела, вырабатываемые организмом в ответ на инфекцию.
«ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ» подразделяется на несколько видов, в зависимости от методов идентификации вируса:
ТЕСТЫ ОТ-ПЦР (RT-PCR)
Или тест с полимеразной цепной реакцией с обратной транскрипцией - это наиболее распространенный тест, который проводят во всем мире для выявления заболевших.
Метод ПЦР был изобретен в 1983 году американским биохимиком Кэри Маллисом.
Он работает путем обнаружения вирусной РНК в клетках человека - чаще всего мазок забирается из носа, иногда из горла.
Все вирусы, в том числе COVID-19, не содержат ДНК, а только РНК. Когда респираторный образец отбирается у испытуемого, он обрабатывается определенными химическими веществами, которые удаляют посторонние вещества, и извлекают только РНК из образца.
Исследователи используют ПЦР для копирования и усиления любых сегментов вирусного генетического кода, обнаруженного в образце, что облегчает его обнаружение. Кроме добавления реагентов и ферментов процесс включает также повышение и понижение температуры смеси (термоциклирование).
Затем программное обеспечение определяет, когда число копий целевой последовательности превышает пороговое значение, указывая, присутствует ли новый коронавирус и в какой концентрации.
Ученые отслеживали изменения в генетическом коде вируса в течение нескольких месяцев, что позволило им разработать необходимые компоненты для анализа ПЦР.
Срок, в течение которого результаты тестов становятся известны - от нескольких часов до 2 дней. В среднем 24 часа.
Образец материала для анализа берут с помощью тампона, путем его закручивания, потом медработники вставляют тампон в специальный флакон с жидкостью. Клетки с тампона попадают в жидкость, которая становится образцом для лабораторных испытаний.
Медработники отправляют эти образцы в лабораторию.
Очень внимательно надо относиться к самому моменту сбора! Правильный сбор образцов является важнейшим этапом лабораторной диагностики COVID-19. Неправильно собранный образец может привести к ложноотрицательным результатам теста.
Поэтому при таком способе тестирования важно соблюдать правила:
1. При тестировании зараженного человека вероятность обнаружения вируса зависит от того, сколько времени прошло с момента заражения человека. Результат теста ОТ-ПЦР надежен только в первую неделю болезни. Позже вирус переходит из носа и горла в легкие, где продолжает размножаться.
2. Мазки должны быть немедленно помещены в стерильную транспортную пробирку, содержащую 2-3 мл либо транспортной среды для сохранения вирусов, либо стерильного физиологического раствора.
3. Хранить образцы необходимо при температуре 2-8 ° C и время хранения до 72 часов после сбора. Если ожидается задержка лабораторного исследования или отправки, необходимо хранить образцы при температуре -70 ° C или ниже.
4. Рекомендуется использовать только тампоны из синтетического волокна с пластиковыми или проволочными стержнями. Не рекомендуется использовать кальциевые альгинатные тампоны или тампоны с деревянными стержнями, так как они могут содержать вещества, которые инактивируют некоторые вирусы и препятствуют объективному тестированию.
5. Если мазок из носоглотки: тампон с помощью гибкого стержня (проволочного или пластикового) помещают через ноздрю параллельно небу (не вверх) до тех пор, пока не встретиться сопротивление с носоглоткой или расстояние не станет равным расстоянию от уха до ноздри. Тампон осторожно прокручивают и оставляют на несколько секунд, чтобы поглощать выделения. Удалять тампон надо медленно, вращая его. Образцы могут быть собраны с обеих ноздрей с использованием одного и того же тампона. Если отклоненная перегородка или закупорка создают трудности при получении образца из одной ноздри, образец получают из другой ноздри с тем же тампоном. На самом деле только звучит страшно, а на деле не больно.
6. Если мазок из носа: голову закидывают назад примерно на 70 градусов. Аккуратно вращая тампон вставляют в ноздрю (пока сопротивление не будет достигнуто на носовых раковинах) примерно на 2 см. Поворачивают тампон несколько раз против носовой стенки и повторяют тоже самое в другой ноздре, используя тот же тампон.
7. Если мазок из горла: все практически тоже самое. Тампон вставляется в заднюю часть глотки и миндалин. Тампоном в течение нескольких секунд собирают выделения. Тампон не должен прикасаться к языку, зубам и деснам.
Вы уже проходили через подобное тестирование? Вам всё сделали правильно? Это реально важно.
Насколько тест ОТ-ПЦР точен:
Считается, что такая система диагностики достаточно надежна. Но, чтобы результат получился максимально точным, должны быть соблюдены многие условия. Кроме того, тампон не всегда может «захватить» на анализ жидкость с частицами вируса.
Исследования показывают, что клиническая чувствительность тестов ОТ-ПЦР колеблется от 66% до 80% . Это означает, что почти каждый третий зараженный человек, прошедший тестирование, получит ложноотрицательный результат.
Насколько тест ОТ-ПЦР быстрый:
Образцы, как правило, отправляются в централизованные лаборатории для анализа, где доступны термоциклические машины, поэтому получение результатов может занять в худшем случае несколько дней.
Существуют и экспресс-тесты ОТ-ПЦР, которые можно проводить на специальном оборудовании, результаты готовы за 13-15 минут, но исследования показывают, что такие тесты теряют в точности и могут пропустить вирус в более чем 10% случаев.
Вывод: проблемы со сбором образцов являются основной причиной неточного тестирования ОТ-ПЦР. Возможны ложные отрицательные результаты, поскольку медики могут не собрать образцы с достаточным количеством вируса для обнаружения тестом.
Это может произойти, потому что кто-то не вставляет тампон достаточно глубоко в нос или в горло. Ложные отрицательные результаты могут возникать, если во время заражения человека тестируют слишком рано или слишком поздно и в его клетках не так много вируса. И, наконец, могут произойти ошибки, если образец хранится слишком долго перед тестированием, или его неправильно перевозят, что позволяет разрушить вирусную РНК.
ТЕСТЫ RT-LAMP -
изотермическая амплификация с помощью обратной транскрипционной петли для выявления геномной РНК SARS-CoV-2.
RT-LAMP — это одностадийный метод амплификации нуклеиновых кислот, который используется при диагностике инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями или вирусами.
Проще говоря, методика позволяет усилить РНК вируса при постоянной температуре 65 градусов.
Забор анализа также как при ОТ-ПЦР происходит из носоглотки или горла.
Технология RT-LAMP была разработана группой японских исследователей в Медицинской школе Университета Осаки в Японии два десятилетия назад.
Метод ПЦР способен генерировать миллионы копий целевой цепи. Этот процесс основан на термоциклировании, циклах нагревания и охлаждения для облегчения репликации ДНК.
RT-LAMP не требует этих циклов и выполняется при постоянной температуре 65 °C. Подобно ПЦР, RT-LAMP использует обратную транскриптазу для синтеза комплементарной ДНК (кДНК) из последовательностей РНК. Эту кДНК затем амплифицируют, используя ДНК-полимеразу, генерируя 10-9 копий в час.
Основным недостатком этого способа является создание специфичных для последовательности праймеров. Праймеры должны быть специально разработаны, чтобы быть совместимыми с целевой ДНК.
Исследователи из лаборатории Констанс Чепко в Гарвардской медицинской школе разработали анализ, основанный на методе RT-LAMP, который включает в себя быстрый и простой протокол подготовки образца и дает результаты в течение часа.
Команда разработала надежный набор праймеров RT-LAMP, который обеспечивает высокочувствительное обнаружение генома вируса COVID-19 при помощи колориметрической реакции. Из-за силы этого изменения цвета, диагностика на основе LAMP в месте оказания медицинской помощи не требует специализированных или дорогих инструментов обнаружения.
Подготовка образца выполняется в одной пробирке за считанные минуты и требует только трех буферов, недорогой мини-центрифуги с импульсным вращением и теплового блока с температурой 65 ° C, что облегчает работу медицинскому персоналу.
Данный метод исследуется также группой из Медицинской школы Вейл Корнелл в Нью-Йорке - эпицентре эпидемии в Соединенных Штатах. И группой в Технионе – Израильский технологический институт в Хайфе, Израиль.
Насколько тест RT-LAMP точен:
Точность теста RT-LAMP схожа по точности с тестом ОТ-ПЦР.
Насколько тест RT-LAMP быстрый:
Тест можно сделать быстро за один шаг. Увидеть реакцию можно всего за 20-40 минут.
Образец смешивают с праймерами (короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), комплементарный ДНК- или РНК-мишени), обратной транскриптазой и ДНК-полимеразой, и реакция проходит при постоянной температуре. Требуемая температура настолько низкая, что реакция может быть завершена с помощью простой водяной бани. Кроме того, нет необходимости в дорогом оборудовании для термоциклирования, которое необходимо для теста ПЦР, что делает RT-LAMP очень экономичным, но при этом обеспечивает такой же уровень точности.
ИММУНОАНАЛИЗЫ
В отличие от молекулярных методов, иммуноанализ обнаруживает присутствие специфических иммунных белков.
ТЕСТЫ НА АНТИГЕНЫ
Антиген – это любое вещество, которое организм рассматривает как чужеродное или потенциально опасное и против которого обычно начинает вырабатывать собственные антитела (иммунный ответ).
Обычно антигены являются белками и представляют собой части бактериальных клеток, вирусов и других микроорганизмов. Однако простые вещества также могут становиться антигенами в сочетании с собственными белками организма.
С помощью тестов на антигены ищут белки с поверхности вируса. В случае коронавируса ищут белки с тех самых верхушек, которые на поверхности и образуют «корону».
Сбор образцов происходит через нос и используется носовой тампон. Затем на него воздействуют бумажными полосками, которые содержат искусственные антитела, предназначенные для связывания с антигенами коронавируса. Любые присутствующие антигены будут связываться с полосками и давать визуальный отсчет.
Результаты получаются на месте, и данное тестирование не требует дорогостоящего оборудования или специального обучения.
Насколько тест на антигены точен:
Точность примерно 80%. Положительные результаты тестов на антигены очень точны, но вероятность ложноположительных результатов выше, поэтому отрицательные результаты не исключают инфекции. Следовательно, отрицательные результаты теста на антиген могут потребовать подтверждения с помощью других видов тестирования.
Большая проблема заключается в том, что часто не хватает антигенного материала, присутствующего в назальном мазке, чтобы его можно было обнаружить. Особенно для людей, которые не имеют симптомов и у которых очень мало выделений из носа.
Насколько тест на антигены быстрый:
Процесс занимает в среднем 30 минут.
ТЕСТЫ НА АНТИТЕЛА
Антитело - иммуноглобулин, вырабатываемый организмом в ответ на антиген, который специфически связывается с антигеном.
Генетический код COVID-19 состоит из нескольких структурных белков, например, белки N, E, S и т.д. Эти белки включают несколько эпитопов, которые являются специфическими и могут использоваться в качестве иммуногенов. После заражения организма человека вирусом, он стимулирует плазматические клетки к выработке специфических антител.
В организме существует пять основных типов антител: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE.
При заболевании COVID-19 продуцируемыми антителами являются в основном IgM и IgG, которые используются для клинической диагностики.
Антитела IgM и IgG находятся в основном в крови. Поэтому для тестирования требуется кровь.
Сравним, чем отличаются тесты на антитела IgM и на антитела IgG.
IgM
* Первое антитело, вырабатываемое организмом после заражения COVID-19.
* Появляется через 3-5 дней после заражения.
* IgM присутствуют в организме на срок до месяца.
* Антитело с наибольшей молекулярной массой, не может пройти через плаценту.
IgG
* IgG вырабатывается позже, чем IgM после заражения COVID-19.
* IgG является основным защитным антителом, которое нейтрализует антигены.
* В сочетании с характеристиками распространенных респираторных вирусных инфекций IgG может присутствовать в организме в течение месяцев или лет после восстановления.
* Малый молекулярный вес, IgG может проходить через плаценту.
В начале заболевания и в поздний инкубационный период: IgG не может быть обнаружен, IgM может быть обнаружен.
В течение заболевания: и IgG, и IgM могут быть обнаружены.
После выздоровления: IgM не может быть обнаружен, в то время как тест IgG все еще дает положительные результаты.
Таким образом, антитело IgM появляется раньше, чем IgG, что необходимо в ранней диагностике. В период восстановления IgM быстро становится отрицательным, а IgG все еще остается положительным, что приведет к панике у пациента и ненужной растрате медицинских ресурсов.
Все тесты на антитела имеют внешние сходства и работают по одному принципу. Обычно тестовый набор состоит из тест-карты и раствора для образцов. Всё настолько просто, что можно даже самостоятельно проводить себе тест дома.
Нужен образец крови из вены или из пальца. Кровь капают в специальный отсек на тест-карте. Добавляют специальный раствор в специальном количестве. И ждут несколько минут. Результат определяется путем появления цветных полос на тест-карте.
Насколько тест на антитела точен:
На мой взгляд самый точный из всех методов диагностики. Точность в среднем 95%. Чувствительность тестов в основном выше 90%. Большинство наборов специфичны на 95% -99%
Насколько тест на антигены быстрый:
Результат готов за 15-30 минут.
Кроме того, на мой взгляд, это самый простой и безопасный вид тестирования на коронавирус!
ПОЧЕМУ Я ДУМАЮ, ЧТО ТЕСТЫ НА АНТИТЕЛА IgM ЭФФЕКТИВНЕЕ?
Я проходил три раза тесты ОТ-ПЦР. Симптомов не было, просто для профилактики. Первый был положительный, два следующих отрицательными. Я ещё легко отделался. Некоторые мои знакомые проходили по 5 и 7 тестов, чтобы установить истину. И для достижения той же истины хватило только одного теста на антитела.
В любом случае, если вы сами решили или врач назначил пройти тест ОТ-ПЦР, рекомендую дополнительно пройти тест на антитела. Не помешает.
Не буду скрывать, у меня заведомо негативное отношение к тестам ОТ-ПЦР. Но к моему негативному отношению добавляются ещё научные факты, подтверждающие мою точку зрения.
Во-первых,
IgM является первым антителом, вырабатываемым иммунной системой, когда человек заражен COVID-19. Антитела IgM обычно выявляются через 3-5 дней после заражения, их количество достигает пика через 14 дней и антитела проходят через 1-2 недели после выздоровления.
Таким образом, повышение уровня антител IgM легко выявляется на ранней стадии заболевания COVID-19.
Во-вторых,
Антитела обнаруживаются в крови человека, а брать кровь у предполагаемого больного НАМНОГО БЕЗОПАСНЕЕ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ РАБОТНИКОВ, чем лезть к больным в нос и рот– рассадник инфекции – при тестировании методом ОТ-ПЦР и др. Должны быть очень надежные средства защиты (маски, перчатки, костюмы).
В-третьих,
Для проведения тестов ОТ-ПЦР требуются более жесткие требования к условиям забора анализа, их перевозке, хранению, более подготовленный медперсонал. Для проведения тестов на антитела требуется меньшее количество медработников, и от них не требуются особые навыки, так как тест-карты автоматически определяют наличие антител.
В-четвертых,
При ОТ-ПЦР для обработки образцов требуются специализированные лаборатории с дорогим оборудованием, управляемые высококвалифицированными специалистами, которые обычно находятся только в средних и крупных больницах. Тесты на антитела можно проводить в любом месте, хоть самостоятельно дома.
В-пятых,
Результаты тестов на антитела готовы в течение нескольких минут, максимум пары часов. В то время как от момента сбора анализа ОТ-ПЦР до готовности результата может пройти несколько дней и нет никакой гарантии, что в это время ожидания результата человек не заразится.
В-шестых,
Антигены и антитела значительно более стабильны, чем РНК (что исследуют при тестировании ОТ-ПЦР), что делает их менее восприимчивыми к перепадам во время транспортировки и хранения, что снижает вероятность ложноотрицательных результатов. Точность тестирования также улучшается благодаря тому, что антигены и антитела более равномерно распределены в образцах мокроты и крови. А при проведении теста ОТ-ПЦР легко «захватить» участок без вируса.
В-седьмых,
В отличие от РНК, антитела быстро появляются и могут сохраняться долгое время после выздоровления.
У этого метода тоже есть некоторые недостатки: имеющиеся тесты на антитела могут срабатывать на другие коронавирусы, которыми может болеть человек, что приводит к ложным срабатываниям. Другая потенциальная проблема заключается в том, что бессимптомные люди и люди с легкими симптомами могут производить меньше антител к вирусу, чем более больные люди, что затруднит определение с помощью теста.
Для примера покажу тесты, которые моя компания отправляет в Европу и США. Они разработаны Национальной лабораторией по исследованию респираторных заболеваний. Они первыми в Китае обнаружили новый коронарный вирус - COVID-19, помогали с диагностикой и выработкой рекомендаций для профилактики и лечения. Лабораторией руководит главный эпидемиолог Китая – легендарная личность – Чжун Наньшань. Я работаю с этой лабораторией давно и убежден в высоком качестве их тестов, ни от кого не получали претензий, наоборот только больше заказов.
Запреты не позволяют поставлять эти тесты в Россию, есть только один уполномоченный поставщик на всю страну. Но друзья рассказывали, что Россия закупила партию тестов из Нидерландов, которые оказались китайскими и не высокого качества. Не понимаю, почему напрямую не закупать качественные тесты в Китае?! Весь мир пользуется и не жалуется:)
Расскажите, как проходит тестирование в вашей стране? Вы довольны качеством тестов?
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
КАК КИТАЙ ПОБЕДИЛ КОРОНАВИРУС. МНЕНИЕ КИТАЙЦА ПОСЛЕ КАРАНТИНА В ПЕКИНЕ
ЧТО ПРИОБРЕЛ И ЧЕМУ НАУЧИЛСЯ КИТАЙ ПОСЛЕ ЭПИДЕМИИ
КТО В ГРУППЕ РИСКА, СИМПТОМЫ, ДИАГНОСТИКА, ЛЕЧЕНИЕ: ПОДРОБНЫЙ ДОКЛАД ВОЗ ПО КОРОНАВИРУСУ