Не только ПЦР. Какие бывают тесты на коронавирус и чем они отличаются

С развитием эпидемии коронавируса все больше людей задумываются о прохождении теста, определяющего наличие в организме инфекции. Лаборатории предлагают разные тест-системы, отличающиеся принципами работы. Fishki подготовил простой и понятный путеводитель, который поможет разобраться в тест-системах и не стать жертвой уловок маркетологов.

• Рассказываем коротко и ясно: Всё, что нужно знать о коронавирусе сегодня.
  

Метод ПЦР

ПЦР - это метод полимеразной цепной реакции. О нем наслышаны многие, хотя до эпидемии значение аббревиатуры ПЦР было знакомо лишь криминалистам, генетикам, а также лабораторным работникам, определяющим ВИЧ, сифилис, гепатиты, туберкулез и еще ряд заболеваний.

Как работает ПЦР и какие бывают вирусы

Вирусы делятся на РНК-содержащие и ДНК-содержащие. РНК - это одна цепочка нуклеотидов (сложных соединений), кодирующих генетическую информацию вируса. К РНК-содержащим относятся все вирусы гриппа, клещевого энцефалита, бешенства, кори.

ДНК - это двойная спираль, кодирующая генетическую информацию, в том числе, вирусов. Обе части ДНК соединены по принципу комплементарности. То есть, один элемент может соединяться только с соответствующим ему. Например, гуанин (G) только с цитозином(C). ДНК-содержащие вирусы - это вирус герпеса, оспы, гепатита В. Коронавирус относится к РНК-содержащим вирусам.

Для исследования методом ПЦР берется мазок из ротоглотки. Если в материал для анализа попала вирусная частица, то в лаборатории одна нить ее РНК достраивается до двойной спирали ДНК.

В чем суть метода ПЦР?

Вместо того, чтобы искать иголку в стоге сена (одну нить вирусной частицы), можно сделать целый «клубок» нитей, найти которые не составит труда. Нуклеотидная последовательность («буквы») РНК вируса уже расшифрована. И к этим «буквам» по принципу комплиментарности присоединяются в результате химической реакции другие. В итоге получается молекула ДНК. Она служит матрицей. Затем ее многократно размножают примерно по той же технологии. ДНК помещают в раствор со специальным набором химических веществ в устройство-амплификатор, в котором периодически меняется температура от 50 до 92 градусов. В нем, как в ксероксе, ДНК копируется.

Финальный этап исследования – электрофорез, на нем можно увидеть размноженные копии ДНК. ДНК заряжена отрицательно, и в электрическом поле ее притягивает положительный заряд. Притягиваясь к нему, размноженная ДНК проходит через краситель. Чем больше фрагмент ДНК, тем медленнее он двигается и тем ярче окрашивается.

Если в биоматериале пациента не было вирусной частицы, то и первая цепочка ДНК не выстроится – химическим веществам, подобранным для строительства, не за что будет «зацепиться». Соответственно, форез ничего не покажет.

Достоинства и недостатки метода ПЦР

Современные методы позволяют точно подобрать набор веществ, нужных для реакции, а значит, «достроить» именно ДНК SARS-Cov-2, а не другого похожего.

Теперь о недостатках. Первое - относительно высокая цена. Она обусловлена высокой себестоимостью как праймеров, так и оборудования – амплификаторов. Второе - время. Ждать, пока размножится ДНК, нужно несколько часов, а с учетом транспортировки до лаборатории результаты теста пациент может узнать через сутки и более.

Также эффективность теста не превышает 80%. Праймеры для реакции подбираются на основе информации об РНК вируса. Но фрагмент с теми же «буквами» может оказаться и в других микроорганизмах пробы – отсюда ложноположительный результат. Ложноотрицательный результат получится, если вирусные частицы ушли из ротоглотки, спустились дальше по дыхательному пути. Тогда в пробе просто не окажется РНК вируса.

Сдавать тест ПЦР есть смысл в том случае, если человек контактировал с пациентом с подтвержденным коронавирусом.

Метод петлевой изотермической амплификации, LAMP

Метод петлевой изотермической амплификации, LAMP (от англ.Loop-mediated isothermal amplification) считается упрощенной ПЦР. Производители тест-систем обещают точность метода до 94%.

Во многом метод LAMP схож с ПЦР, за исключением ряда нюансов: праймеров требуется больше, амплификаторов (приборов, периодически изменяющих температуру) не требуется вовсе, как не требуется и электрофореза. РНК вируса также достраивается до ДНК, а дальше копирование идет при постоянной температуре и занимает всего 20-30 минут.

Чтобы увидеть результат, не требуется электрофорез, достаточно просто взглянуть на пробирку. Мутный осадок говорит о том, что в образце обнаружен вирус. Осадок частично состоит из ионов, освобождающихся из «букв»-нуклеотидов во время синтеза ДНК. Если он появляется, значит, ДНК вируса удалось размножить. Многие производители добавляют в свои тест-системы флуоресцентные красители ДНК, чтобы наличие или отсутствие вирусной частицы не вызывало сомнений.

Reuters

Достоинства и недостатки метода

Метод более специфичен, чем ПЦР, он лучше выявляет нужный вирус. Его не собьет присутствие ДНК с похожим фрагментом другого микроорганизма. Анализ занимает не больше 40 минут.

Однако найти лабораторию, работающую с такой системой, сейчас трудно. Пока на рынке всего две компании, предлагающие свои тесты на коронавирус на основе петлевой изотермической амплификации. Тест, также как и ПЦР, может лишь подтвердить или опровергнуть присутствие вируса в организме. Давать прогноз, как будет протекать болезнь, понадобится ли конкретному пациенту экстренная помощь, на его основе нельзя.

Сдавать такой тест есть смысл, если человек контактировал с пациентом с подтвержденным коронавирусом. Если пациент входит в группу риска: пожилой, с ослабленным иммунитетом, с хроническими заболеваниями.

Метод определения иммуноглобулинов

Другое название - тест на антитела. В качестве материала для исследования берется кровь. В ней стандартным способом определяют иммуноглобулины: IgG и IgM. Подобный анализ назначают для диагностики аутоиммунных заболеваний, заболеваний системы кроветворения, пищеварительной системы и во многих других ситуациях.

Иммуноглобулины М (IgM) первыми вырабатываются в ответ на вирусную атаку, это так называемые «иммуноглобулины тревоги». Их наличие в крови говорит об острой фазе заболевания.

Иммуноглобулины G (IgG) появляются в крови в среднем спустя 5 дней после иммуноглобулинов М. Если они обнаруживаются в крови, то это может говорить о том, что заболевание прошло острую фазу либо уже перенесено, организм справился с инфекцией и даже выработал иммунитет.

Как обстоят дела с доступностью теста

Партию тестов на антитела передал России Китай. Главным отечественным разработчиком массовых тестов, похоже, станет Казанский федеральный университет, именно там первыми провели испытания новой тест-системы. В Роспотребнадзоре уже зарегистрирована тест-система государственного научного центра «Вектор», но пока она недоступна для широкого применения. Клиника в Сколково также стала предлагать свои тесты.

Reuters

Достоинства и недостатки метода

Тест на антитела позволяет узнать стадию заболевания, а также предположить тяжесть его течения. В ряде случаев он помогает выявить людей, перенесших коронавирус бессимптомно и выработавших иммунитет. Тест дает результаты за 10-15 минут.

Тесты могут давать ложноотрицательный результат, так как известны еще не все антитела к коронавирусу. Кроме того, антитела появляются в крови не сразу, и тест, проведенный на следующий день после инфицирования, может не дать результатов. Не исключен и ложноположительный результат - тест может среагировать на антигены вирусов, вызывающих обычную простуду.

Сдавать тест на антитела имеет смысл, если появились первые симптомы заболевания. Если человек контактировал с пациентом с подтвержденным коронавирусом. Также если есть подозрение, что заболевание перенесено бессимптомно, и пациент хочет быть уверенным, что у него выработан иммунитет.

Смотрите далее: Лечения нет. Что не так в борьбе медиков с COVID-19