COVID-19

Видове тестове за откриване на COVID-19

До момента са налични много диагностични тестове за заболяване COVID-19. В тази публикация в блога ще се съсредоточим върху показването на характеристиките и основните предимства, които да се използват при откриването, скрининга и мониторинга на заболяването.

тестове

  • 1. Въведение
  • 2) Обратна транскрипция и полимеразна верижна реакция (RT-PCR)
  • 3) Страничен поток/колоидна имунохроматография
  • 4) Имуноанализи от тип ELISA
  • 5. Заключения

1. Въведение

Разработва се набор от молекулярни техники, вариращи от лабораторни тестове до диагностика и лечение на пациенти с COVID-19. Тези техники, макар и добре известни на изследователите и клиницистите, както и анализи на антитела и антигени, може да са относително непознати за общата общност. Тази публикация в блога е написана, за да опише и обясни основните принципи на основните диагностични тестове за COVID-19, които се използват в момента.

две) Обратна транскрипция и полимеразна верижна реакция (RT-PCR)

PCR е много разпространена техника, която се използва (и се използва) в изследванията и диагностиката през последните 30 години за откриване на генетична информация. RT-PCR е версия на тази техника за откриване на присъствието на РНК. В момента тази техника се използва като тест за откриване на наличието на вируса SARS-CoV-2. Този тип тест често се използва като тест от първа линия за COVID-19, тъй като директно тества за наличието на РНК на вируса.

RT-PCR тестовете са доста бърз, отзивчив и надежден, способни да дадат резултати за 3-4 часа, въпреки че това обикновено отнема повече време, ако първо трябва да се изпратят проби до специализирани външни лаборатории (средно 6-8 часа). Много диагностични и изследователски компании произвеждат RT-PCR продукти, тестове и машини, за да направят технологията широко достъпна. Някои RT-PCR тестове са разработени като комплект „всичко в едно“, намалявайки лабораторната работа и възможността за замърсяване.

Как работи?

След като пробата бъде събрана, протеини и други молекули трябва да бъдат отстранени, като се изолират само РНК. Това ще бъде смес от генетичен материал на човек, както и всяка вирусна РНК, която може да присъства.

Ензимите на комплекта транскрибират РНК в ДНК, която се усилва, за да позволи откриването на вируса чрез използване на термичен циклер, който генерира температурна програма, за да произведе приблизително 35 милиарда копия на вирусна ДНК за всяка верига вирусна РНК, която първоначално е била налична.

Са използвани флуоресцентни маркери те са способни да се свържат с амплифицирана ДНК и да произвеждат светлина, която машината може да прочете, за да даде резултата от теста. Ако интензивността на произведената светлина достигне определен праг, тя се класифицира с резултат положителен. Броят на температурните цикли на PCR, които са били необходими преди достигане на прага на флуоресценция, се записва и осигурява оценка на количеството вирус, присъстващо в пробата на пациента.

Първо, вирусната ДНК се загрява до 94 ° С, разделяйки двете вериги на ДНК. След това реакцията се охлажда до 55 ° C. Този факт позволява на малки порции комплементарна ДНК (праймери или праймери) да се свържат с вирусната ДНК. И накрая, температурата се повишава до 72 ° C, така че Taq полимеразата да може да удължи всяка от тези ДНК вериги. И по този начин започва нов цикъл на PCR.

Какво открива RT-PCR тестът?

RT-PCR открива дали вирусна РНК присъства в пробите на пациента или не. Това се прави чрез усилване на региони от генетичния материал на вируса, обикновено протеина Спайк, на протеин N вълна плик от вируса. Резултатът от RT-PCR показва броя на циклите, необходими за откриване на праг за откриване на ДНК, по такъв начин, че колкото повече вирус присъства в пробата, толкова по-малък е броят на циклите, необходими за получаване на сигнала. Тези проби обикновено се вземат от носа или гърлото с помощта на дълги или къси тампони.

Какво означава полученият резултат?

RT-PCR тестът е силно чувствителен и резултатът му предоставя информация дали вирусът присъства в пациента.

Положителен резултат от теста: - Положителен резултат от PCR означава, че лицето, от което е взета пробата, е в момента заразен от вируса.
Отрицателен резултат от теста: - Отрицателният резултат от PCR може да означава, че: лицето в момента не е заразен от този вирус или че вирусът не присъства в място, където е взета пробата, също фалшиво отрицателен резултат може да бъде резултат от a проба с ниско качество или какво е това твърде рано или твърде късно при инфекция за откриване на репликация на вируса. Това е причината, поради която отрицателните резултати от теста изискват да се вземат нови проби от пациенти няколко дни по-късно, за да се намали вероятността от неправилно пропускане на заразено лице.

Тестът RT-PCR nили може да открие дали човек е имал вируса и надмина болестта COVID-19, тъй като открива само кога има активен вирус.

Предимства и ограничения

  • - RT-PCR е здрава техника.
  • - Тъй като RT-PCR е толкова разпространен в лабораториите, технологията вече е налице за откриване на наличието на вируса.
  • - RT-PCR може да открие продължаващи инфекции, позволявайки на медицинския персонал да определи кой е заразен и кой не.

  • - RT-PCR се основава на откриването на вируса, така че за целите на преброяването е възможно да се игнорират онези пациенти, които са отделили вируса и са се възстановили от болестта.
  • - Разпределението на вируса през дихателните пътища варира между пациентите, така че дори ако човек е заразен, понякога вирусът се открива само в храчки или тампон на носоглътката, но не е задължително едновременно и на двете места.
  • - RT-PCR за COVID-19 може само да определи дали човек в момента е заразен с този конкретен коронавирус. Не може да предостави информация за други заболявания или симптоми.

3) Страничен поток/колоидна имунохроматография

Имунохроматографските тестове за страничен поток обикновено се наричат ​​"бързи тестове" в медиите, тъй като в момента те се използват за откриване на антитела срещу заболяване в кръвта на пациента. Тестовете за страничен поток могат да открият антитела срещу вируса в кръвта на пациента, което показва, че пациентът имат COVID-19 или са се възстановили от COVID-19.

Тестовете за антитела със страничен поток за SARS-CoV-2 трябва да се предписват и използват от медицински специалист. Те изискват капка кръв от пациента, обикновено от убождане с пръст, подобно на тестовете за проверка на кръвната захар при някои видове диабет. Тези тестове работят съвсем различно от RT-PCR и се фокусират върху откриването на имунния отговор на пациента към вируса, а не върху самия вирус.

Как работи?

Имуноанализите със страничен поток са прости устройства, които могат да открият антитела в кръвта. Здравният персонал взема малка проба кръв от пациента и я пуска върху гъба вътре в устройството. След това се добавят няколко капки буфер, за да се подпомогне преминаването на кръвната проба през устройството. Докато пробата се движи през устройството, антителата срещу SARS-CoV-2, които присъстват в пробата, ще улавят антителата в тестовите и контролните линии. Този процес на улавяне и свързване води до промяна на цвета по тестовите и контролни линии, които могат да се видят с невъоръжено око, като се получават една, две или три линии в зависимост от вида на наличните антитела (IgM или IgG).

Какво открива тестът за страничен поток?

Имуноанализи със страничен поток за ТОРС-CoV-2 откриват два вида защитни антитела, които се произвеждат от организма при имунната система. Тези антитела помагат в борбата с болестите и остават в кръвта месеци след изчистването на вируса и болестта. Наличието на антитела в организма често се нарича имунитет или че човек е имунизиран срещу вирус, тъй като тези антитела предпазват от реинфекция и връщане на същото заболяване.

Когато сме заразени от вирус, нашата имунна система произвежда ранни IgM антитела с междинна сила на свързване с вируса, които могат да започнат да работят за премахване на вируса приблизително 5 дни след нова инфекция. Обикновено 8-10 дни след инфекцията, IgG антителата с висока сила на свързване могат да помогнат за по-бързото изчистване на вируса. Имуноанализи на страничен поток на антитела могат да бъдат проектирани да откриват IgM или IgG самостоятелно или и двете заедно.

Какво означава полученият резултат?

Имуноанализите с антитела със страничен поток откриват антитела срещу вируса в кръвта. Те не откриват самия вирус. Тестовете за антитела осигуряват изключително важна способност за откриване на минали инфекции с вируси, за да се идентифицират хора, които са били безсимптомни, хора, които са изчистили вируса и следователно вече не са изложени на риск да се заразят или да предадат вируса на други хора. В допълнение, тестовете за антитела са от решаващо значение за оценка на разпространението на вируса сред населението и нивото на имунитет на "стадото" сред населението. Това е важно, за да се разберат потенциалните последици от премахването или прилагането на мерки за контрол на вируса, като карантина, социално дистанциране, закриване на училища и работни места.

Тестовете за имуноанализ със страничен поток за оценка на наличието на IgG и IgM антитела са много лесни за интерпретиране: трябва да се появи контролна линия, която да показва, че анализът е функционирал правилно. Други резултати, които могат да се появят, са всеки от видовете антитела, открити в пробата. Появата на линии за IgG или IgM, или и двете, показва положителна проба и следователно, че пациентът е заразен с коронавирус COVID-19.

Предимства и ограничения

  • - Тестовете за страничен поток са изключително бързо, постигнете резултати само за 15 минути.
  • - Те позволяват неинвазивно вземане на проби за откриване на наличието на вируса.

  • - Точността при диагностицирането на коронавирус е ограничена.
  • - Досега наличните комплекти за страничен поток могат само да определят дали пациентът някога е бил заразен с COVID-19. Ще са необходими повече тестове, за да се провери дали пациентът е заразен.

4) ELISA имуноанализи

ELISA е често срещана техника, която може да се използва за откриване на антигени или антитела. Тестовете ELISA използват ензими, свързани с антитела, които причиняват промяна на цвета, която може да бъде количествено определена. Силата на промяната на цвета е пропорционална на броя на антителата в пробата. ELISA позволяват да се извършват едновременно до 96 завършени теста, осигурявайки евтин и ефективен метод за тестване на много много проби едновременно. Тази технология може да помогне ускорете броя на пациентите, които могат да бъдат тествани за ТОРС-CoV-2.

Как работи?

ELISA открива антитела, произведени в кръвта на пациента поради инфекция с SARS-CoV-2. Целият експеримент може да се извърши в една ямка и включва смесване на проби от пациенти, антитела, антигени и ензими заедно със субстрат, който се превръща в продукт, променящ цвета, когато се метаболизира. Нека да разгледаме следната диаграма:

  1. Проба от плазма от пациента се добавя към ямката, съдържаща специфичния за SARS-CoV-2 антиген.
  2. Антителата, присъстващи (или не) срещу SARS-CoV-2 в плазмата на пациента, се свързват с антигените, разположени в основата на ямката, а останалите елементи в плазмената проба се елиминират чрез промиване.
  3. Добавят се ензимно свързани вторични антитела, за да се свържат антителата на пациента. Излишъкът от антитела, които не са свързани с антителата на пациента, се отстранява чрез измиване.
  4. Добавя се субстрат, който се разпознава от ензимите, които са свързани с вторичното антитяло.
  5. В откритите кладенци антителата срещу SARS-CoV-2 започват да променят цвета си.
  6. Образуваният продукт може да бъде обективно определен с четец на плочи.
  7. Ако пациентът не е бил заразен с COVID-19, целият процес не може да се извърши, така че в кладенчето да не се образува промяна на цвета.

Какво открива тестът ELISA?

ELISA комплекти за откриване на антитела откриват отговора на антителата към инфекция с COVID-19. Откриването на антитела към SARS-CoV-2 може да каже на клиничен специалист дали пациентът е заразен с COVID-19, или в момента, или в миналото. Въпреки това, заразените пациенти няма да бъдат открити веднага след инфекцията, а само когато имунната система на вируса може да бъде открита в кръвта, приблизително 5 дни след инфекцията. Текущи знания предполага че след като човек е заразен с вируса, неговата имунна система ще предотврати бъдеща инфекция със същия вирус.
Комплектът ELISA за наличие на антитела предоставя много важна информация за Диагностика, управление и възстановяване на COVID-19 а също така помага на изследователите да оценят колко души от населението са заразени, което е важно при планирането на контрола върху инфекциите.

Какво означава полученият резултат?

Комплект ELISA показва положителен резултат (добре промяна на цвета) ако пациентът има антитела срещу ТОРС-CoV-2. Това може да не означава, че в момента те имат вируса, просто че са го имали в даден момент. Това е така, защото антителата остават в кръвта дори след изчезване на инфекцията. Отрицателният резултат би означавал, че пациентът не е заразен с COVID-19 и може да няма имунитет срещу него.

Предимства и ограничения

  • - ELISA е проста и евтина лабораторна техника.
  • - ELISA са добре установени и документирани тестове в научната и медицинската общност.
  • - Резултатите обикновено могат да бъдат генерирани в рамките на 1 до 3 часа от вземането на проба от пациента.
  • - Комплектите ELISA позволяват много пациенти да бъдат тествани едновременно.

  • - Те не могат да се извършват in situ, пробите трябва да се събират, обработват и анализират в лаборатория.