Прибор для определения вируса
Россия готовится к тотальному тестированию, новые тест-системы позволяют быстро провести масштабную проверку на вирус. К массовому выпуску приступил один из разработчиков нового продукта, два других начинают производство. Олег Гусев, ведущий научный сотрудник Научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины Казанского федерального университета и института физико-химических исследований RIKEN (Япония) помог РБК Тренды разобраться в том, как устроено тестирование на коронавирус в России и в мире.
Что предлагает ВОЗ
Глава Всемирной организации здравоохранения Тедрос Гебреисус еще в середине марта призвал страны проводить как можно больше тестов на вирус, который вызывает заболевание SARS-CoV-2, даже людям без симптомов. Согласно руководству ВОЗ, анализы на коронавирус COVID-19 должны проводиться методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с обратной транскрипцией. Как говорится в рекомендациях, на сегодня это самый точный и надежный метод диагностики вирусной инфекции. Он позволяет определить даже очень небольшое количество РНК вируса в биологическом материале человека. Это помогает выявить болезнь в инкубационном периоде.
Изобретенный в 1983 году метод и сейчас считается фундаментальным в молекулярной диагностике. Американский ученый, который придумал способ значительного увеличения малых концентраций фрагментов ДНК в биологической пробе, получил за него Нобелевскую премию. Выявление ДНК/РНК методом ПЦР позволяет диагностировать такие заболевания, как ВИЧ, вирусные гепатиты, инфекции, передающиеся половым путем, туберкулез, боррелиоз, энцефалит и многие другие. Метод используют в археологии, криминалистике, генетике.
Как работает ПЦР-тест
Для анализа из физиологических жидкостей извлекают одноцепочечную РНК, моделируют на ее основе двуцепочечную ДНК и многократно дублируют с помощью специального фермента (полимеразы). Увеличение числа копий ДНК называется амплификацией. В результате концентрация определенных фрагментов ДНК/РНК в биологическом образце, изначально минимальная, значительно увеличивается. При исследовании копируется только необходимый для теста участок ДНК. И, конечно, дублирование происходит только в том случае, если искомый участок вирусной ДНК или РНК присутствует в исследуемом биоматериале. В случае с коронавирусом мазок для анализа берут из ротоглотки или носоглотки, поскольку в крови или в кале вирус появляется на более продвинутой стадии болезни.
Тест-система EMG — продукт совместной разработки российских и японских разработчиков, проводившейся с 2016 года, рассказывает Олег Гусев. На данный момент эти тесты включены в систему обязательного медицинского страхования в Японии.
В ближайшее время планируется производить до 2,5 млн. тестов и 1 тыс. портативных лабораторий в неделю. Сами тесты, как и многие реагенты производятся в России. Планируется, что цена на тесты EMG будет в среднем в пять раз меньше, чем на стандартные ПЦР-тесты в Европе.
Российско-японские тесты основаны на методе изотермальной молекулярной диагностики SmartAmp, превосходящем метод ПЦР по скорости работы в восемь раз, а переносная лаборатория позволяет тестировать до 20 пациентов в час, говорит Гусев.
Ключевое отличие теста EMG в том, что многие тесты, которые производятся сейчас, это тесты ИФА (имунноферментный анализ), а не ПЦР. Данные системы определяют антитела, которые организм начинает вырабатывать не ранее, чем через неделю после заражения. Российско-японская разработка позволяет получать результат уже за 30 минут, с точностью, равной почти 100%. Кроме того, тест EMG позволяет определить наличие вируса уже на самых ранних стадиях, в то время как другие системы диагностики короновируса обладают меньшей чувствительностью и не могут выявлять вирус на ранней стадии инфицирования.
Принцип технологии российско-японского теста, по сути, не отличается от классической ПЦР — это наращивание количества целевых фрагментов ДНК и их детекция. Однако в изотермической амплификации, в отличие от классической ПЦР, где необходимы циклы нагрева и охлаждения, все происходит при одной температуре. Это позволяет многократно увеличивать скорость реакции. Метод SmartAmp был изобретен более 15 лет назад (как и LAMP — другая популярная технология изотермальной амплификации, предшествующая SmartAmp). Впервые для инфекционных заболеваний эту технологию применили в 2009 году для быстрого выявления пандемического гриппа (H1N1) в Японии.
Повторные тесты необходимы при любом методе. Отрицательный тест на COVID-19 не гарантирует, что человек не заразится этим вирусом на следующий день. Поэтому, например, в японских лабораториях персонал тестируют каждые несколько дней. Повторный тест нужен и для того, чтобы подтвердить, что человек излечился.
Эта тест-система будет использоваться для диагностики COVID-19 не только в России и Японии. 40 тыс. тестов закупила Австрия, поступили заказы из других стран Европы, Ближнего Востока, и Латинской Америки. Подана заявка в Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA) для поставок в эту страну.
На данный момент в России прошли регистрацию еще три теста на коронавирус.
По некоторым данным, в Москве проводится около 700 тестов на коронавирус в сутки. В планах у московских властей увеличить этот показатель до 10 тыс. тестов в сутки, а затем довести его до 25—28 тыс. тестов ежедневно.
Новые разработки за рубежом
Компания Bosch выводит на рынок свой тест на коронавирус, который сначала будет доступен в Германии, а вскоре появится в других странах. В его основе лежит диагностический аппарат Vivalytic, который, по словам изготовителей, станет первым автоматизированным тестом на COVID-19. Тест распознает не только коронавирус, но еще шесть респираторных заболеваний, например, вирусы гриппа А и B. Во время лабораторных испытаний аппарата его точность составила 95%.
Как пишет издание ZME Science, анализ может проводиться прямо в стационаре или медицинском центре — не нужно отправлять образцы в лабораторию и ждать, пока придет ответ. Врачи смогут быстрее идентифицировать и изолировать зараженных, а пациентам не придется пребывать в неизвестности несколько дней. Тест прост в обслуживании и не требует специальной подготовки. Медперсоналу нужно только взять мазок из носа или горла пациента, нанести его на картридж, содержащий реагент, и вставить картридж в анализатор. Каждый аппарат может выполнять до десяти анализов за 24 часа.
Еще более оперативный тест на COVID-19 разработали в Великобритании. Он позволяет выявить COVID-19 всего за 30 минут. Чтобы провести его, достаточно портативного оборудования стоимостью около $120 и набора полосок для мазков из носа и горла по $5 каждая. Одновременно проходить тест могут до шести человек.
FDA в экстренном порядке одобрило сверхбыстрый тест на коронавирус, разработанный калифорнийской компанией Cepheid. С его помощью диагноз можно будет поставить всего за 45 минут. Как отмечает Business Insider, для обработки результатов теста не требуется специальное обучение. Нужен лишь доступ к системе Cepheid GeneXpert — в США их 5 тыс., а по всему миру — 23 тыс.
Начало тотального тестирования людей на COVID-19 во всем мире — хорошая новость как для людей, так и для национальных органов здравоохранения. До сих пор в мире нет четкого представления о том, сколько людей заражены коронавирусом и выявление тех, у кого он уже есть: их госпитализация или отправка на домашний карантин позволит быстрее оценить масштаб угрозы и вовремя принять правильные меры.
Недавние вспышки инфекционных заболеваний продемонстрировали, что быстрых неинвазивных методов их диагностики недостаточно. В современных реалиях обнаружить у себя, например, вирус гриппа самостоятельно довольно сложно: в большинстве случаев человек понятия не имеет, инфицирован ли он, пока не проявятся определенные симптомы, и чаще всего этот момент наступает слишком поздно. Ученые из Техасского университета в Арлингтоне под руководством Пелагии-Ирен Гаума (Pelagia-Irene Gouma) создали устройство, способное обнаружить грипп на ранних стадиях, по своему строению напоминающее алкотестер. Главное отличие от алкометров или бытовых детекторов окиси углерода заключается в специфике сенсоров, обнаруживающих газ.
Одним из главных преимуществ устройства является низкая стоимость его изготовления. Прибор легко помещается в карман, работает от аккумулятора и в перспективе может передавать результаты анализа с помощью беспроводных технологий. Одного выдоха достаточно, чтобы полупроводниковые сенсоры смогли обнаружить наличие и концентрацию биомаркеров в выдыхаемом воздухе, свидетельствующих о болезни. В основу работы датчика заложена портативная микросхема с тремя сенсорами.
При создании датчиков команда ученых опиралась на многочисленную медицинскую литературу, посвященную известным биомаркерам, которые присутствуют в выдохе больного той или иной болезнью. Затем они применили эти знания, чтобы найти нужную комбинацию датчиков для тех биомаркеров, которые будут точно определять грипп. Так, у людей с астмой увеличивается концентрация оксида азота в их дыхании. Обнаружить его можно с помощью ацетона – известного биомаркера для скрининга диабета и метаболических процессов. В ходе анализа данных исследователи выяснили, что наиболее точно диагностировать вирус гриппа возможно при анализе оксида азота, летучих органических соединений и датчика аммиака.
Сегодня, чтобы обнаружить биомаркеры в дыхании человека без использования нанотехнологий, требуется дорогостоящее высокотехнологичное лабораторное оборудование, которое, к тому же, управляется квалифицированным персоналом. С карманными устройствами нового поколения диагностировать болезнь быстро и точно сможет любой человек. В дальнейшем технология способна эволюционировать в персонализированную диагностику не только вируса гриппа — люди смогут обнаружить, например, Эболу на ранней стадии, просто заменив соответствующие датчики.
На счету Гаумы уже несколько подобных датчиков для обнаружения астмы, мониторинга сахарного диабета, определения конечной точки для гемодиализа. В будущем команда ученых планирует развивать технологию и выпустить индивидуальные скрининговые инструменты, которые будут доступны без рецепта. Пациенты смогут следить за своим здоровьем и обмениваться полученными данными со своим врачом в режиме реального времени. Это также поможет снизить стоимость медицинской помощи и своевременно обнаруживать различные заболевания.
В 2017 году похожие датчики для диагностики рака легких разработали ученые из Гамбургского университета. Сенсор на основе фотоакустической спектроскопии способен распознавать шесть наиболее значимых летучих органических соединений, связанных с этим заболеванием. Несколькими годами ранее появился сенсор для скрининга колоректального рака на основе трафаретной печати металлооксидных полупроводниковых пленок, которые распознают газы, сигнализирующие о наличии онкологических заболеваний.
Над созданием недорогого и эффективного способа диагностики и мониторинга инфекционных заболеваний работают ученые со всего мира. Так исследователи из Сингапура изучили связь между социальными медиа-платформами и борьбой с распространением инфекций во время вспышки птичьего гриппа в Китае, которая произошла в 2013 году. Они установили, что социальные сети особенно полезны в предоставлении актуальной информации из первых рук – иногда на несколько часов быстрее, чем официальные источники и СМИ. Кроме того, информация из аккаунта в соцсети может дать представление о стиле жизни больного, которая поможет в лечении. В США социальные медиа уже активно используются для отслеживания случаев пищевого отравления и ЗППП.
Научная работа опубликована в журнале Sensors 20 января 2017 года
DOI: 10,3390 / s17010199
Против нового штамма коронавируса COVID-19, вызвавшего эпидемию во всем мире, пока не разработано ни вакцин, ни лекарственных средств. Эксперты считают, что пройдет не менее полутора лет, прежде чем все клинические испытания будут завершены и разработки будут одобрены и выпущены на рынок.
Единственная возможная мера на данный момент – быстрая диагностика для выявления инфицированных и размещения их на карантин. В этом помогут экспресс-тесты.
Чаще всего тест на коронавирус назначается при необычно протекающих пневмониях, причина которых не установлена, а также при комплексе симптомов: кашель, высокая температура, проблемы с дыханием. При контакте с зараженными проверяют также всех, кто находился рядом с ними.
Где производят экспресс тесты на коронавирус
В Китае и Южной Корее экспресс-тесты проводятся практически всем, при малейшем подозрении. Они объясняют это тем, что у многих болезнь протекает бессимптомно.
Постепенно многие страны разрабатывают собственные тесты на коронавирус: США, Франция, Россия. Особенно эффективные разработки затем передаются в другие страны. Проблема первых экспресс-тестов в их длительности и низкой точности – они могли реагировать на другие штаммы коронавирусов, путая их с COVID-19.
В США первое время столкнулись с проблемами при проведении анализов – многие тест-системы были бракованы, а их количества не хватало на всех нуждающихся. Медицинские компании не сразу получили разрешение на производство своих экспресс-тестов, но теперь на рынок уже вышли новые системы, основанные на данных китайских пациентов.
Россия совместно с японской компанией также разработала экспресс-тесты на коронавирус. В ближайшие недели на российский рынок выйдет усовершенствованная версия теста, созданная ФМБА России. Разработки переданы в 13 стран мира.
Как работает экспресс тест на коронавирус
Для анализа у пациента берут мазки из горла и носа. Также могут взять пробы из верхних и нижних дыхательных путей, мокроту, слюну. Образцы транспортируют в лабораторию, а затем проводят процедуру анализа.
Она основана на методе ПЦР – полимеразной цепной реакции. Это метод молекулярной биологии. Для проведения анализа клетки, присутствующие в пробе, разрушаются, и из них высвобождаются фрагменты генетического материала – ДНК. Отобранную часть копируют и размножают для того, чтобы отследить конкретные фрагменты ДНК коронавируса. Если он найден, значит, в пробе присутствовал вирус. Также можно определить количество возбудителя болезни.
Такой экспресс-тест длится около пяти часов. Также требуется время на доставку проб в лабораторию, так как вне ее провести такое исследование невозможно.
Также существует еще один метод, который пока находится в разработке. Он основан на поиске антител, которые выделяются организмом как реакция на заражение вирусом. Такой анализ существенно ускорит диагностику – можно будет установить, болен человек коронавирусом или нет, за 10 - 20 минут. Южнокорейская компания смогла выявить антитела COVID-19. Похожая разработка есть и у тайваньской компании.
Где купить и сколько стоит экспресс тест на коронавирус
Многих россиян интересует, в какой аптеке можно купить тест на коронавирус. К сожалению, купить экспресс-тесты нельзя. ПЦР анализ может проводиться только в лабораторных условиях с помощью сложного оборудования. Также проведение такого анализа опасно, поэтому не каждая лаборатория имеет разрешение на такую работу. Она должна быть обеспечена средствами для работы с определенным уровнем патогенности микроорганизмов.
Ведутся работы по производству переносных диагностических мини-лабораторий, которые дадут возможность тестировать пациентов в небольших клиниках, и даже в домашних условиях. Возможно, вскоре разработают максимально упрощенные экспресс-тесты по аналогии с тестами на определение уровня сахара в крови.
На данный момент экспресс-тестами на коронавирус оснащены все центры гигиены и эпидемиологии, расположенные в крупных городах. Самостоятельно обратиться в центры Роспотребнадзора для сдачи анализов на коронавирус нельзя – нужно направление от врача. В случае госпитализации или подозрении медиков на COVID-19 врач сам назначит анализ, и его проведут бесплатно.
Частные центры сейчас вообще не занимаются анализами на коронавирус, как платно, так и бесплатно. Максимум, который они могут предложить – анализы на обширные группы вирусов. Они не могут отдельно выявить конкретный штамм COVID-19. Поэтому даже положительный результат такого анализа вовсе не будет означать, что вы заражены COVID-19.
В ближайшие недели ряд частных лабораторий запустит подобные анализы, которые можно сдать по собственному желанию. Они будут выявлять именно коронавирус 2019. Стоимость пока неизвестна, но ориентировочные цифры – до 10 тысяч за один анализ.
Стоит иметь в виду, что без симптомов сдавать анализ практически бессмысленно – вирус ищут в клетках эпителия из носоглотки, и отсутствие симптомов означает, что вирус еще не поразил слизистую носа и горла. То есть во время инкубационного периода, который по последним данным уже может превышать 20 дней, с помощью экспресс-теста выявить вирус может и не получиться. При низкой концентрации вируса недостаточно чувствительные тесты попросту его не зафиксируют. Поэтому при отрицательном анализе тест обычно отправляют на проверку, и повторяют.
Согласно руководству ВОЗ, анализы на вирус SARS-CoV-2 должны проводиться:
- Методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с обратной транскрипцией. Это самый точный и надежный метод диагностики вирусной инфекции, который позволяет обнаружить даже очень небольшое количество генетического материала (РНК) вируса в биологическом материале человека. Предпочтительно брать мазок из ротоглотки или носоглотки, потому что в кале и крови вирусов меньше.
- В лаборатории с уровнем биологической безопасности 2 (BSL-2). Всего существует четыре уровня безопасности. На первом уровне требования минимальные, на четвертом — самые строгие. В лабораториях с уровнем безопасности BSL-2 исследуют микробов, представляющих умеренную опасность для сотрудников лаборатории и для окружающей среды.
ПЦР-анализ с обратной транскрипцией на SARS-CoV-2 можно провести только в лабораторных условиях, потому что для него требуется набор реактивов и лабораторное оборудование. Для этого нужны:
- микроцентрифуга,
- мешалка,
- детекторный модуль ПЦР в реальном времени с реакционным модулем амплификатора.
Но даже если в конце концов экспресс-тесты на основе ИФА и появятся, они будут уступать лабораторной ПЦР и в точности, и в скорости определения заражения вирусом. ИФА-тест обнаруживает не генетический материал вируса, а антитела — иммунные белки, которые организм вырабатывает к вирусу. Чтобы организм успел выработать антитела, с момента заражения должно пройти около недели. Если сделать ИФА-тест раньше, он не покажет заражения, даже если в организме у человека уже есть вирус SARS-CoV-2.
Где делают тест. В Европе, Великобритании и Австралии тесты делают в любой лаборатории с уровнем безопасности BSL-2, в которой есть оборудование для ПЦР-реакции с обратной транскрипцией и реактивы, которые необходимы для поиска РНК вируса SARS-CoV-2. В США тесты делают в лабораториях Центра по контролю и профилактике инфекционных заболеваний (CDC) и в государственных лабораториях общественного здравоохранения. Тест проводится в соответствии с протоколом, принятым в конкретной стране.
Принцип действия теста. В США и других странах для анализа берут мазок с задней стенки глотки, образец слюны или жидкости из нижних дыхательных путей (то есть мокроты). Затем образец доставляют в лабораторию и выделяют из него рибонуклеиновую кислоту (РНК), содержащую геном вируса. Затем к смеси реагентов добавляют фермент, который превращает РНК в ДНК — это и есть обратная транскрипция. После этого вирусную ДНК копируют миллионы раз и ищут в ней участок, соответствующий геному SARS-CoV-2. Если такой участок есть, анализ признают положительным.
Точность. Тест способен обнаружить 0,3–3 копии вирусной РНК в микролитре (0,001 мл).
Сроки. 24–48 часов.
Сколько сделано анализов. По данным CDC, на 16 марта 2020 года в США на SARS CoV-2 было проверено: в лабораториях CDC — 4 тыс. 255 анализов; в 48 государственных лабораториях — 20 тыс. 907 анализов. Анализы начали делать 18 января 2020 года.
Цена. Тестирование оплачивает государство. Сдать анализ на SARS-CoV-2 в частной лаборатории за деньги нельзя.
Это соответствует уровню безопасности BSL-3. Пример микроба, с которым обычно работают в лаборатории BSL-3 — Mycobacterium tuberculosis, то есть бактерии, вызывающие туберкулез. Получается, что в нашей стране для работы с коронавирусом лаборатории нужен почти что самый высокий уровень биологической безопасности из возможных — BSL-3. Это притом что большинство российских лабораторий, как и везде в мире, имеет уровень безопасности BSL-2. (Дополнение от 17.03.2020, 18:27 мск: в этот фрагмент внесены изменения, уточнена информация об уровнях безопасности лабораторий.)
Принцип действия теста. Как и за рубежом, анализ проводят методом ПЦР-реакции с обратной транскрипцией.
- реагент-1, прозрачная бесцветная жидкость, 0,70 мл, 1 пробирка;
- реагент-2, прозрачная бесцветная жидкость, 1,20 мл, 1 пробирка;
- положительный контроль (ПКО), прозрачная бесцветная жидкость, 0,20 мл, 1 пробирка;
- отрицательный контроль (ОКО), прозрачная бесцветная жидкость, 0,20 мл, 1 пробирка;
- эксплуатационная документация: инструкция по применению и паспорт.
Точность. ТАСС сообщает, что тест позволяет обнаружить 50–500 вирусных частиц в образце.
Цена. Тестирование оплачивает государство. Сдать анализ на SARS-CoV-2 в частной лаборатории за деньги нельзя.
Новые российские системы диагностики COVID-19 позволят не только определить вирус в лаборатории, но и сделать это в полевых условиях, а также отследить, как меняется состояние пациента, чтобы предсказать дальнейшее течение заболевания. Три новых теста — в том числе с использованием специальных чипов — разработало Федеральное медико-биологическое агентство (ФМБА России). Его глава Вероника Скворцова представила системы 23 марта. Кроме того, в агентстве ведется активная работа над вакциной, появление которой можно ожидать уже через 11 месяцев, сейчас она готовится к испытаниям на хорьках. Эксперты считают, что в массовом тестировании на новый COVID-19 нет нужды — разумнее расширить исследования для людей из групп риска.
В три раза быстрее
Руководитель ФМБА России Вероника Скворцова, представляя одну из систем, рассказала, что ее разработка завершилась еще в конце февраля. А на этой неделе планируется передать на государственную регистрацию все необходимые документы.
Глава ФМБА Вероника Скворцова и гендиректор ФНКЦ ФХМ Вадим Говорун
Вторая созданная здесь тест-система — с использованием мобильного оборудования — позволит определять вирус на четвертый–пятый день после заражения, до появления клинических симптомов. Такая система особенно необходима для контроля за здоровьем населения в закрытых городах, где введен жесткий режим скрининга.
— Прибор работает на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР). Биоматериалом служит, в частности, мазок из носа. Образец наносится на специальный чип и помещается в оборудование. Через 30 минут готов результат анализа. Это пример скрининговой системы, которая может стать первым этапом по выявлению зараженных — на нем определят тех, кому нужно пройти более углубленное тестирование на вирус, — сказала глава ФМБА.
Гендиректор ФНКЦ ФХМ Вадим Говорун продемонстрировал еще одну диагностическую систему. Она работает на основе микрофлюидики и позволяет следить за состоянием пациента во время болезни. На ЧИП наносится небольшое количество капиллярной крови, после чего он помещается в специальное оборудование. Дальнейший анализ проводится без вмешательства человека.
— В приборе, куда помещается чип, есть насосы, которые закачивают кровь и добавляют в нее реагенты. Через 15–30 минут получаем результат на уровень антител к вирусу. Такая система необходима для наблюдения за течением болезни. Она позволяет за несколько часов предсказать возможное ухудшение состояния пациента и скорректировать его лечение, — пояснил журналистам Вадим Говорун.
По его словам, в массовом тестировании населения нет необходимости, достаточно проводить его в очагах распространения вируса.
Параллельно специалисты ФМБА ведут разработку рекомбинантной вакцины от коронавируса. В настоящее время она прошла уже первую фазу испытаний эффективности, в том числе с использованием компьютерных расчетов. Дальнейший этап будет проводиться совместно с Минобороны на хорьках. Завершить работу планируют к июню.
— Если всё будет идти по намеченному плану, то через 11 месяцев получим вакцину, — заверила Вероника Скворцова.
Ставка на группу риска
Россия, согласно заявлению главы Роспотребнадзора Анны Поповой, находится в тройке лидеров по количеству проведенных тестов на новый тип коронавируса.
16 марта премьер-министр, вице-премьер Татьяна Голикова сообщала, что в стране будет развернута система массового тестирования, когда провериться на COVID-19 смогут не только люди с признаками респираторных заболеваний. В тот же день пункты тестирования открыли в Санкт-Петербурге.
По мнению эксперта, в сложившейся ситуации важно не число зараженных, а число людей в группе риска. Возможно, тотальный скрининг стоит ввести только для этой категории населения.
По данным счетчика гонконгской газеты South China Morning Post, на вечер 23 марта количество случаев заболевания COVID-19 в мире приближается к 350 тыс. Вирус уже унес более 16 тыс. жизней, причем большинство из них (5,077) — в Италии. По количеству зарегистрированных инфицированных лидирует материковый Китай (81,093), на втором месте — Италия (63,927), на третьем — США (33,453). В России 467 заболевших COVID-19.
Более десятка российских компаний уже зарегистрировали или находятся в процессе регистрации в Росздравнадзоре тест-систем на коронавирусную инфекцию.
Некоторые из тестов, как заявляют производители, дают предварительные результаты за 10–15 минут, другим же требуется несколько дней.
Одни стоят несколько тысяч, другие обойдутся в 100 рублей. По оценкам экспертов, когда эпидемия коронавируса в России достигнет пика, ежедневно будет необходимо проводить более миллиона тестов. Насколько российские производители готовы к таким объемам и как работают тесты — подробнее в нашем материале.
Как устроены тесты на Covid-19. Научное обоснование
Тест-системы бывают двух видов. Первый и основной метод исследования на коронавирус, используемый в России сейчас, — это ПЦР (полимеразная цепная реакция), определяет генетический материал вируса. Тест можно проводить на образцах, взятых из дыхательных путей человека, полученных различными методами, включая мазок из носоглотки или образец мокроты. Тестирование занимает от нескольких часов до двух дней.
Тесты ПЦР выпускаются уже многими компаниями, и это то, что сейчас делается в лабораториях, когда доставляется образец и анализируется так называемая ОТ-ПЦР (обратная транскрипция полимеразной цепной реакции). ОТ-ПЦР-тест, проведенный с мазками из горла, надежен только в первую неделю болезни. Позже вирус может исчезнуть в горле, в то время как он продолжает размножаться в легких.
Для инфицированных людей, прошедших тестирование на второй неделе, в качестве альтернативы можно использовать материал из глубоких дыхательных путей, взятый с помощью всасывающего катетера, или же отхаркивающий материал (мокрота).
ПЦР с обратной транскрипцией
Одноцепочечную молекулу РНК в ходе реакции обратной транскрипции превращают в комплементарную ДНК и амплифицируют уже одноцепочечную молекулу ДНК, используя традиционную ПЦР. Метод ПЦР основан на многократном избирательном копировании определённого участка нуклеиновой кислоты ДНК при помощи ферментов в искусственных условиях (in vitro). При этом происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце. Точность тестов определяется качеством выбранных реагентов. Разные производители выбирают из последовательности РНК вируса некоторый участок, который является специфичным для COVID-19 и по нему проводят реакцию.
FDA одобрило новый тест Abbott Labs, в котором вместо ОТ-ПЦР используется технология петлевой изотермальной амплификации нуклеиновых кислот (LAMP). Поскольку для этого не требуется длительных циклов чередования температур, этот метод может дать положительные результаты всего за 5 минут и отрицательные результаты за 13 минут.
В настоящее время в США насчитывается около 18 тысяч приборов для проведения LAMP, и Abbott планирует увеличить производство до 50 тысяч тестов в день.
Второй тип тестов направлен на выявление антител – то есть на ответ организма на вторжение вируса.
У нас ответ проявляется в виде выработки иммуноглобулина в острой стадии. В течение семи-десяти дней в организме выявляется иммуноглобулин M, а дальше иммуноглобулин G. Сейчас в эти наборы включены иммуноферменты — берется капля крови, добавляется буфер и на такой полоске определяют, есть в крови иммуноглобулины или нет.
Если их нет, значит, человек не перенес инфекцию или диагностика оказалась слишком ранней. Если иммуноглобулин М — значит, пациент в острой фазе, то есть инфекция есть прямо сейчас или только-только закончилась. Если иммуноглобулин M и G или только G, значит, инфекция перенесена и выработан определенный иммунитет, есть антитела.
Данный тип тестов представлен в двух форматах: экспресс-тесты на антитела (ИХА), которые разрабатывает, например, компания DRD Biotech, и обычный иммуноферментный анализ (ИФА), который с одной стороны определяет, встречался ли человек с вирусом (есть ли антитела), с другой стороны, показывает, что у него может быть иммунитет.
Российские тесты для выявления коронавируса
Сегодня во всем мире насчитывается более 1,2 млн заболевших. В России, по оценкам экспертов, пик эпидемии придется на вторую половину апреля. Именно в этот период потребность в тестах будет максимально высока.
25 компаний, работающих в том числе в рамках HealthNet, уже предложили свои решения в борьбе с коронавирусной инфекцией. Среди них:
Предпринимаются все возможные усилия для того, чтобы быстро и оперативно менять регуляторную среду и ответить на вызовы коронавируса.
Это касается и предложений Минздрава по введению электронного документооборота в нашей сфере, и организации и проведения клинических исследований, и ускорения всех разрешительных процессов, и конечно, ускорения согласования всех законопроектов по вопросу применения различных не зарегистрированных на сегодняшний момент медицинских изделий для диагностики.
Это все максимально приближает нас к точке, когда у нас не просто появится надежда, а когда у нас будут возможности сказать, что мы знаем, как бороться с коронавирусом.
Читайте также:
