Что может повлиять на результат пцр
Специалист лаборатории объяснила, почему ПЦР-тесты на коронавирус могут выдавать ошибку
Известно, что результаты ПЦР-теста на коронавирус могут быть как ложноположительными, так и ложноотрицательными. Заведующая лабораторией молекулярной диагностики «Инвитро» в Москве Наталья Гасилова объяснила «Доктору Питеру», какие причины могут повлиять на результат в процессе тестирования.
Ранее в Роспотребнадзоре озвучивали правила, которые необходимо соблюдать пациентам перед тестированием. К примеру, за несколько часов до взятия мазка не рекомендуется есть и пить, пользоваться спреями для горла и носа, а также чистить зубы и красить губы. Всё это, по словам специалистов, может повлиять на правильность результата. Заведующая московской лабораторией молекулярной диагностики «Инвитро» Наталья Гасилова назвала «Доктору Питеру» еще несколько причин, которые могут приводить к выдаче ложных результатов ПЦР-теста.
— Прежде всего, надо определиться с понятиями, — говорит Наталья Гасилова. — Ложноположительный результат — это когда пациент не инфицирован коронавирусом, но лаборатория выдала положительный результат теста на SARS-CoV-2 методом ПЦР. Ложноотрицательный — когда человек на самом деле инфицирован, но лаборатория выдает «-».
Как получают ложноположительные результаты?
Основная причина — так называемая кросс-контаминация, перекрестное загрязнение одного образца содержимым другого. Это может произойти на любом этапе тестирования — взятии мазка, транспортировки или уже в лаборатории.
— Как правило, источником кросс-контаминации служат образцы с большим содержанием РНК вируса в пробе. Тогда для загрязнения достаточно попадания капель или даже аэрозоля с этого образца, — говорит Наталья Гасилова. — Это может произойти в месте взятия мазка, при маркировке образца или пробирки, если медперсонал не меняет грязные перчатки. Есть также требование — оставлять зонд, которым берется биоматериал, в пробирке. Его полагается отламывать или отрезать ножницами. При выполнении этой операции тоже есть риск испачкать перчатки, поэтому их надо каждый раз менять.
По словам специалиста, загрязнение «чистого» образца может случиться и при транспортировке анализов.
— Например, если крышка пробы не плотно закрыта, биоматериал может «подтекать». В итоге пробирка снаружи будет контаминирована и, если потом пробирки ставятся в один штатив и перчатки не меняются, частицы вируса могут «переноситься» в другой образец. Еще такое бывает, когда в пробирке оставляются достаточно крупные зонды. В этом случае крышка микропробирки закрывается с усилием, может периодически приоткрываться, а вытекающие капельки биоматериала опять же попадают на стенку пробирки снаружи, — поясняет медик.
В лаборатории, кроме регулярной смены перчаток, важно аккуратно открывать пробирки — так, чтобы микроаэрозоль из одной пробирки не попал в другую.
— У каждой лаборатории есть алгоритм борьбы с кросс-контаминацией, по каким признакам ее определить и что делать. Самое сложное — контаминация продуктами амплификации или ампликонами (размножение фрагментов нуклеиновых кислот в исследовании ПЦР — Прим. ред.). По сути, это аварийная ситуация, которая требует проведения срочных мер в лаборатории. В этом исследовании ее риск минимален, поскольку пробирка после амплификации не открывается, и ампликоны во внешнюю среду не попадают.
Возможные причины ложноотрицательных результатов
По словам Натальи Гасиловой, здесь основная причина кроется в чувствительности тест-системы, которая применяется в конкретной лаборатории.
— Сейчас большинство производителей выпускают наборы с чувствительностью 1000 копий РНК вируса на 1 миллилитр (1х10*3). Она позволяет выявлять вирус как у бессимптомных и контактных в начале развития инфекции, так и в конце заболевания — уже на этапе выздоровления. Но если в образце количество вируса будет меньше порога чувствительности, то лаборатория выдаст ложноотрицательный результат, — поясняет эксперт.
Еще на результат влияет корректность взятия биоматериала со слизистой оболочки носо- и ротоглотки: к примеру, мазок взяли только из зева, а надо еще и из носа. Повлияет на него также малая вирусная нагрузка в биоматериале — когда тест выполняется в самом начале болезни или, наоборот, практически при выздоровлении, когда вирус уже уходит из организма.
Эксперты назвали «обманывающие» тестирование на коронавирус факторы
Помешать обычному человеку получить правильный результат тестирования на COVID-19 могут два фактора: несоблюдение правил подготовки к тестированию и неправильная процедура взятия биологического материала. Об этом РБК рассказал специалист по диагностике инфекционных заболеваний лаборатории «Гемотест» Дмитрий Гордеев.
Так, если неправильно проводить процедуру взятия биологического материала, есть вероятность, что на зонд попадет недостаточное количество клеток. По словам специалиста, для проведения анализа необходимо взять мазок
с задней стенки глотки. Данную процедуру может качественно осуществить квалифицированная медсестра, однако, если ее будет проводить сам пациент при «бесконтактных» тестах, есть вероятность снижения результативности.
«Это может произойти как из-за неправильно выбранной точки для взятия клеток, так и из-за кашля или рвотного рефлекса — естественной реакции на раздражение задней поверхности глотки, которая нарушит процедуру взятия», — пояснил он. Гордеев добавил, что для улучшения результативности теста человек должен доверить взятие биоматериала специалисту и соблюсти правила подготовки.
Кроме того, на результативность тестирования влияет и подготовка к тестированию. «Вирус поражает клетки слизистой оболочки дыхательных путей. Проникнув в клетки, он начинает размножаться, и новые копии вируса выходят из клеток, накапливаясь на их поверхности. Но клетки, выстилающие слизистую оболочку — эпителиальные клетки, часто обновляются. С водой, пищей, избытком слюны (в результате курения) они попадают в пищевод», — рассказал Дмитрий Гордеев. По этой причине он рекомендовали за три часа до анализа воздержаться от приема пищи, питья, курения и полоскания горла.
Заместитель генерального директора Лабораторной службы Хеликс Дарья Горякина также рекомендовала придерживаться данных правил подготовки к тестированию. По ее словам, в лаборатории советуют воздерживаться от употребления пищи, питья, чистки зубов, полоскания горла, курения и жевания жевательной резинки минимум за час до взятия мазков на вирус. «Вышеперечисленные действия могут влиять на количество копий вируса, остающегося на слизистых, а следовательно, и на результат самого анализа», — сообщила она РБК.
Еще один фактор, по ее словам, который влияет на результативность тестирования, — это соблюдение правил транспортировки биоматериала уже после того, как в лаборатории провели тестирование. «Также важно исключение контаминации, когда генетический материал в образец для исследования попадает из другого образца или с объектов в лаборатории», — рассказала Дарья Горякина.
Третий фактор, на который указала Горякина, — это нарушение режима самоизоляции человеком, который сдал тест. «Ведь результат анализа — это отражение статуса клиента на момент взятия образца. Любой отрицательный результат тестирования на COVID-19 не гарантирует, что завтра не произойдет заражение и обследованный человек не станет носителем и распространителем инфекции», — добавила специалист.
В то же время, по ее мнению, пациент может самостоятельно взять у себя тест на коронавирус при наличии необходимых инструкций. Это позволяет снизить риск заражения сотрудника лаборатории. Также человек, который берет у себя анализ сам, «лучше контролирует свои ощущения, чем медицинский работник, который не способен их оценить и, например, вовремя убрать зонд или ввести его как раз в тот момент, когда психологически и физиологически человек наиболее готов к процедуре». Лабораторная служба Хеликс провела исследование, которое показало, что и в случае самостоятельного взятия биоматериала, и в случае его взятия специалистом количество клеток в образцах сопоставимо и достаточно для получения достоверного результата.
На результаты тестирования влияют в первую очередь «внелабораторные факторы», уточнили РБК в пресс-службе группы компаний «Инвитро». Среди них: «корректное взятие биоматериала, корректная транспортировка биоматериала в лабораторию», а также — иммунный статус пациента и общее состояние его здоровья. В компании сослались на статью, опубликованную в журнале Американской медицинской ассоциации, согласно которой в назальных образцах выявляют две трети случаев заболевания, а из ротоглотки — только треть. «Обычному человеку правильно самостоятельно взять зондом назальный образец весьма непросто, а образцы из ротоглотки малоинформативны сами по себе», — сообщили в «Инвитро».
Среди основных типов тестов, которые используют в клиниках для определения коронавируса, оба эксперта отметили ПЦР-тест, основанный на полимеразной цепной реакции, и тесты на антитела к COVID-19. Гордеев добавил, что в лабораториях начинают применять иммуноферментный анализ (ИФА) и хроматографический экспресс-тест.
Директор Института здравоохранения ВШЭ Лариса Попович считает, что внешние факторы не могут повлиять на наличие или отсутствие генетического материала вируса, если он уже присутствует, если речь идет о ПЦР-диагностике.
«Главное — специфичность и чувствительность тестов. Важно, чтобы правильно брались тесты, чтобы не попало с нечистой поверхности на ваш тест что-то, потому что может быть тогда чужеродная РНК-частица, которая может дать ложнопозитивный тест. Должны быть хорошо обученные люди, которые должны понимать, как брать мазки», — пояснила она РБК. Попович добавила, что коронавирус находится в верхних дыхательных путях только первые дни, после чего он опускается. В связи с этим может быть ложноотрицательный тест, несмотря на присутствие инфекции в организме.
По состоянию на утро 11 мая в России было проведено более 5,6 млн лабораторных исследования на коронавирус. В России за последние сутки выявили 11656 случаев заражения COVID-19, всего в стране число случаев заражения достигло 221 тыс.
О рекомендациях как подготовиться к сдаче ПЦР-теста на COVID-19
В условиях сохранения рисков распространения новой коронавирусной инфекции Роспотребнадзор напоминает, что при сдаче ПЦР-теста необходимо соблюдать определенные рекомендации.
Что будет, если есть или пить перед сдачей мазков для теста ПЦР?
По инструкции к наборам для ПЦР-исследования на SARS-CoV-2 взятие мазков рекомендуется проводить не раньше 3-4 часов после последнего приёма пищи. Почему это важно?
Коронавирус SARS-Cov-2 живет внутри эпителиальных клеток. Для ПЦР-исследования важно получить мазок с достаточным количеством инфицированных клеток. В момент проглатывания еды эпителиальные клетки механически слущиваются пищевым комком с поверхности слизистой оболочки. Если взять мазок сразу после еды, в пробирку может попасть недостаточное количество инфицированных клеток. В этом случае, пациент может получить ложноотрицательный результат анализа. То же самое касается питья. Вода смывает с поверхности миндалин, задней стенки глотки инфицированные клетки.
Можно ли пользоваться лекарственными средствами в нос и горло (капли, спреи, антисептики) перед сдачей мазков?
Перед взятием мазков ни в коем случае нельзя использовать лекарственные средства для местного применения (капли, спреи и др). После их применения количество вируса на слизистой снижается и увеличивается вероятность получения ложноотрицательных результатов ПЦР-теста.
Можно ли употреблять алкоголь перед сдачей теста ПЦР и как это повлияет на результат?
Алкоголь содержит этиловый спирт (этанол), который также входит в состав многих антисептических средств. По рекомендациям Роспотребнадзора, для эффективного антисептического действия в составе дезинфицирующего средства должно быть не менее 60-80% этилового спирта. Хотя в состав спиртных напитков (обычно) входит меньше этанола, чем необходимо для дезинфекции, но после приема алкоголя вероятность выявления коронавируса в мазке также может снизиться.
Почему нельзя чистить зубы перед сдачей теста ПЦР?
Основная цель на этапе взятия мазков для ПЦР-исследования – получить биологический материал с достаточным количеством клеток, пораженных коронавирусом. Применение любых очищающих средств для полости рта снижает количество вируса в получаемом мазке. Зубная паста может содержать антисептические компоненты. Попадание ее остатков в пробирку с мазком может мешать проведению анализа. Кроме того, чистка зубов требует еще и дополнительного полоскания рта, что также не рекомендовано перед забором биоматериала.
Применение косметики (помады, блески и бальзамы для губ) может повлиять на результат теста?
Материал для исследования берут не из полости рта, а из зева и носоглотки. Если соблюдать все правила взятия мазка и не прикасаться зондом к губам, то наличие декоративной косметики не должно помешать получению адекватного материала для ПЦР-теста. Но при случайном попадании в пробу косметические средства могут замедлить ПЦР-реакцию. Поэтому лучше декоративную косметику нанести уже после того, как мазок был взят.
Откуда все-таки берут мазок – из зева или носоглотки?
И из зева, и из носоглотки. Входными воротами для вируса SARS-CoV-2 являются верхние дыхательные пути. После попадания на слизистые носо- и ротоглотки (зева) вирус начинает размножаться в эпителиальных клетках. Поэтому в конце инкубационного периода и в первые дни клинических проявлений наиболее информативными являются мазки именно из этих областей. Для исследования мазок берут с поверхности миндалин, небных дужек и задней стенки ротоглотки. При взятии мазка из носоглотки зонд вводят по наружной стенке носового хода на достаточную глубину. Мазок, взятый со слизистой преддверия носа, может не выявить РНК коронавируса SARS-CoV-2.
Минимум за 3 часа до взятия мазков из ротоглотки (зева) нельзя: принимать пищу, пить, чистить зубы, полоскать рот/горло, использовать спрей-освежитель для ротовой полости, жевать жевательную резинку, курить.
Минимум за 3 часа до взятия мазков из носоглотки нельзя: промывать нос, использовать спреи, капли, мази для носа.
За два дня до взятия мазка рекомендуется отказаться от употребления спиртных напитков.
14.4. Предупреждение ложноположительных и ложноотрицательных результатов ПЦР
Ложноположительные и ложноотрицательные результаты ПЦР – серьезная и часто недооцениваемая проблема, являющаяся оборотной стороной исключительно высокой чувствительности метода.
Причинами ложноположительных результатов являются следующие три вида контаминации:
Первые две формы контаминации легко устраняются при соблюдении известных мер предосторожности. В целях исключения ложноположительных результатов подготовку исследуемого материала, проведение ПЦР и анализ результатов амплификации необходимо проводить в отдельных помещениях. Реакционная смесь ПЦР должна храниться в стерильной посуде при –20 °С. Для работы используются только стерильные одноразовые пробирки и наконечники для пипеток. Необходимо проводить регулярную обработку рабочих мест ультрафиолетовыми лучами и 0,3% раствором HCl.
На каждом этапе работы (выделение ДНК, проведение амплификации, электрофоретический анализ полученных результатов) необходимо использовать собственные лабораторные контроли и периодически применять зашифрованные отрицательные и положительные контрольные образцы для оценки специфичности и чувствительности ПЦР-генодиагностических исследований. При каждой постановке ПЦР рекомендуется применять отрицательные контроли: на процедуру экстракции, буферный раствор, праймеры (пробирки, не содержащие ДНК-матрицы) («Методические рекомендации по проведению работ в диагностических лабораториях, использующих метод полимеразной цепной реакции», ГКСЭН РФ, утверждены 22 июня 1995 г.).
Наиболее серьезную проблему для преодоления представляет контаминация ампликоном. В настоящее время существует несколько методов инактивации продуктов ПЦР. Различают предамплификационную и послеамплификационную инактивацию. Метод инактивации продуктов ПЦР предамплифика-ционным облучением основан на известной способности коротких волн УФ-света вызывать образование димеров тимиди-на и другие ковалентные модификации в молекулах ДНК. Основными преимуществами метода являются простота выполнения и отсутствие затрат. Эффективность инактивации ультрафиолетовым облучением находится в зависимости от длины и нуклеотидного состава ДНК-мишени. Установлено, что короткие ампликоны (менее 300 пар оснований) инактивируются не полностью.
Одним из вариантов химической инактивации продуктов ПЦР является гидролиз праймеров. В этом случае используют праймеры, содержащие на конце 3′ одно рибозное звено или более. В результате образуются ампликоны, содержащие фос-фатилированную рибозу, чувствительную к щелочному гидролизу. При добавлении NaОН к продукту ПЦР происходит удаление рибозных остатков праймеров из ампликонов. Модифицированные таким образом ампликоны не могут служить эффективными мишенями при проведении последующих амплификации.
Другой вариант химической инактивации продуктов ПЦР основан на способности гидроксиламина вызывать ковалентные модификации ДНК. Гидроксиламин избирательно реагирует с атомами кислорода в остатках цитозина, образуя ковалентные связи, что предохраняет от формирования пар с остатками гуанидина. Тем самым происходит модификация сайтов праймеров на последовательности мишени. Показано, что данный метод особенно эффективен для инактивации коротких ампликонов с высоким содержанием GС-пар.
Метод энзиматической инактивации продуктов ПЦР основан на функции фермента урацил-N-глюкозидазы удалять остатки урацила, образуя спонтанную деаминацию цитозина в двунитевой ДНК. При проведении амплификации один из дезоксинуклеотидтрифосфатов дТТФ заменяется дУТФ, который также служит субстратом для Тaq-полимеразы. В результате происходит накопление ампликонов, содержащих остатки дезоксиурацила. Урацил-N-глюкозидаза, вносимая в реакционную смесь до амплификации, удаляет остатки урацила в ампликонах-контаминантах. Происходит образование сайтов, высокочувствительных к щелочному гидролизу при повышенных температурах. В связи с тем, что ПЦР обычно проводят в условиях слабощелочных рН и высоких температур, продукты амплификации, обработанные урацил-N-глюкозидазой, разрушаются. Подобно фотохимической инактивации эффективность энзиматической инактивации зависит от длины ампли-кона и содержания GС-пар. Установлено, что для коротких ампликонов с высоким содержанием GС-пар метод энзиматической инактивации эффективнее, чем ультрафиолетовое облучение или фотохимическая обработка.
Быстрая экстракция ДНК или РНК из различных материалов, анализирующихся методом ПЦР. Процедура подготовки пробы включает лизис микроба и экстракцию нуклеиновой кислоты. С целью разрушения микробной стенки используют простое кипячение, замораживание-оттаивание в присутствии лизоцима, а также специальные лизирующие буферы, содержащие детергенты и протеиназу К. Для экстракции ДНК используют различные модификации двух основных методов. Первый представляет собой классическую процедуру фенольно-хлоро-формной экстракции, при которой достигается хорошая очистка ДНК, в первую очередь от ингибиторов Тая-полимеразы, но при этом неизбежны большие потери нуклеиновой кислоты, особенно заметные при работе с образцами небольшого объема с низкой концентрацией идентифицируемого агента. Второй способ, применяемый для очистки нуклеиновой кислоты, основан на использовании нуклеосорбентов. Подготовка материала с применением нуклеосорбента занимает меньше времени и более проста в исполнении, хотя не всегда может гарантировать удаление возможных ингибиторов.
Работа должна производиться в лабораторной одежде, сменяемой при переходе из одного помещения в другое, и в одноразовых перчатках, так как анализируемые биопробы являются потенциально инфицированным материалом. Обработка одежды из разных помещений должна производиться раздельно. Желательно, чтобы на разных этапах проведения ПЦР-анализа работали различные сотрудники.
Следует использовать отдельные наборы полуавтоматических пипеток, предназначенные для различных стадий анализа и не переносимые из одного помещения в другое.
Все этапы работы необходимо проводить только с использованием одноразовых расходных материалов: наконечников для микропипеток, пробирок, перчаток и т.д. Обязательно менять наконечники при переходе от пробы к пробе, желательно использовать наконечники с фильтром – аэрозольным барьером для предотвращения попадания микрокапель раствора в пипетку. Использованные пробирки и наконечники должны сбрасываться в специальные контейнеры или емкости, содержащие дезинфицирующий раствор (1N соляная кислота, 10 % гипохлорит натрия или 10 % хлорная известь).
Клинические образцы следует хранить отдельно от реагентов.
Рабочие поверхности, оборудование и материалы следует облучать ультрафиолетом с длиной волны (л) 260 нм. Облучение необходимо проводить в течение 1 ч после окончания работы.
«Цена ошибки высока». От чего зависит результат ПЦР-тестов на коронавирус
МОСКВА, 6 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Недавняя публикация ученых из Сеченовского университета о том, что почти половина анализов на возбудителя COVID-19 не дают реальной картины, вызвала множество вопросов. Насколько точны ПЦР-тесты и нужны ли они для диагноза? РИА Новости разбирается в ПЦР-диагностике и почему в нее закрадываются ошибки.
Как выявляют вирус в организме
«Тяжело заболел наш сотрудник. Поднялась высокая температура, положили в больницу. Все признаки COVID-19, — рассказывает Алексей Чемерис, доктор биологических наук, профессор, сотрудник Института биохимии и генетики Уфимского ФИЦ РАН. — А ПЦР-анализ, который ему сделали в специальном медицинском центре наши коллеги-профессионалы, как только он почувствовал недомогание, — отрицательный. Видимо, в тот момент у больного было мало вирусных частиц в организме — за пределами чувствительности теста».
Ученые называют такие результаты ложнонегативными — инфекция проявляется внешне, а тест на возбудителя — «чистый». Тут дело и в самом методе, и в его массовом применении.
Когда медсестра берет мазок из ротоглотки и носоглотки, на кончике зонда остается немного влаги, а в ней — клетки эпителия. Зонд опускают в пластиковую пробирку с раствором (эппендорф) и кончик отламывают, чтобы закрыть емкость. В лаборатории ее помещают в центрифугу, проводят ряд манипуляций для выделения из клеток фрагментов вирусного генома. В случае с COVID-19 — это РНК коронавируса SARS-CoV-2.
В образовавшийся раствор добавляют праймеры — искусственные участки генома коронавируса, именно они опознают SARS-CoV-2, и один из них служит затравкой для синтеза цепочки ДНК под действием определенного фермента на основе механизма обратной транскрипции. Фактически получается ДНК-копия участка коронавируса, которую уже можно размножать. Для этого запускают ПЦР — полимеразную цепную реакцию. За несколько десятков циклов она увеличивает число копий ДНК, а специальный флуоресцентный краситель подсвечивает их в пробирке, сигнализируя о вирусе. Если в биоматериале нет вирусных частиц, ампликонов (продуктов ПЦР) не будет вовсе, результат — отрицательный. Если вируса очень мало, итоговое количество ампликонов по завершении ПЦР окажется за пределами чувствительности прибора и результат — ложноотрицательным.
Тонкости метода
В ПЦР-диагностике много нюансов, объясняет Алексей Чемерис. В лаборатории для научных целей выявляют даже единичные копии вирусного генома в образце, при массовом применении чувствительность обычно на порядки ниже.
«Из-за случайных мутаций генома праймеры могут не сработать, если однонуклеотидные замены или даже более значительные изменения генома вируса пришлись как раз на эти участки. Вероятность невысока, но она есть», — отмечает ученый.
Возможны сбои при ручных операциях, которых не так много. Одна из них — извлечение вирусной РНК из образца. Автоматический экстрактор нуклеиновых кислот стоит довольно дорого, поэтому обычно эту процедуру доверяют лаборанту. Редко, но ложноположительные результаты случаются, в том числе из-за особенностей ПЦР или загрязнения образца.
Чаще всего, однако, проблемы возникают до того, как пробирка попала в лабораторию. Вот что пишут авторы статьи в журнале «Вестник Росздравнадзора»: «В настоящее время имеются неопровержимые доказательства того, что преаналитическая фаза является основным источником ошибок в лабораторных исследованиях, когда они используются для диагностических или исследовательских целей». Они публикуют целый список нарушений, ведущих к ложноотрицательным результатам.
Ключевой этап — подготовка к исследованию. «За три часа до анализа нельзя есть, пить, курить и полоскать рот. Дело в том, что коронавирус поражает клетки слизистой оболочки дыхательных путей. Проникая в них, он начинает размножаться, накапливается на их поверхности. Но есть еще и эпителиальные клетки, которые часто обновляются. Вместе с водой, едой и избытком слюны при курении и жевании жвачки эпителиальные клетки попадают в пищевод. В результате вероятность обнаружить вирус в мазке падает практически до нуля», — комментирует Тамара Силкина, врач клинической лабораторной диагностики, директор по лабораторным технологиям «Гемотеста».
Не менее важна процедура взятия биоматериала. Если неверно выбрать точку для мазка, например, из-за кашля или рвотного рефлекса, на зонд может не попасть достаточное количество клеток. На результат также влияют нарушения технологии хранения, транспортировки образцов.
«Цена ошибки очень высока — процент выявляемости коронавирусной инфекции снизится, а скорость ее распространения вырастет. Люди, получившие ложноотрицательные результаты, будут чувствовать себя спокойно, выходить в общественные места и контактировать с окружающими», — уточняет представитель «Гемотеста».
Ключевой этап — подготовка к исследованию. «За три часа до анализа нельзя есть, пить, курить и полоскать рот. Дело в том, что коронавирус поражает клетки слизистой оболочки дыхательных путей. Проникая в них, он начинает размножаться, накапливается на их поверхности. Но есть еще и эпителиальные клетки, которые часто обновляются. Вместе с водой, едой и избытком слюны при курении и жевании жвачки эпителиальные клетки попадают в пищевод. В результате вероятность обнаружить вирус в мазке падает практически до нуля», — комментирует Тамара Силкина, врач клинической лабораторной диагностики, директор по лабораторным технологиям «Гемотеста».
Не менее важна процедура взятия биоматериала. Если неверно выбрать точку для мазка, например, из-за кашля или рвотного рефлекса, на зонд может не попасть достаточное количество клеток. На результат также влияют нарушения технологии хранения, транспортировки образцов.
«Цена ошибки очень высока — процент выявляемости коронавирусной инфекции снизится, а скорость ее распространения вырастет. Люди, получившие ложноотрицательные результаты, будут чувствовать себя спокойно, выходить в общественные места и контактировать с окружающими», — уточняет представитель «Гемотеста».
О точности диагностики
В России одобрены к использованию десятки тест-систем для выявления коронавируса. Ключевые характеристики — диагностические специфичность (точность) и чувствительность. Первый параметр показывает способность набора определить конкретный вирус. Второй — возможность обнаружить его части, даже если в биоматериале их очень мало. «Чем эти параметры ближе к ста процентам, тем лучше», — подчеркивает Тамара Силкина.
«Порог чувствительности — общий как для российских, так и для зарубежных тестов: 10³ на миллилитр. То есть должно быть не менее тысячи вирусных геном-эквивалентов на миллилитр образца. «ДНК-технология» заявила о чувствительности 10¹ — десять вирусных единиц на миллилитр. Другой важный показатель — воспроизводимость, то есть возможность получить одинаковый результат в разных условиях. Нужно учитывать и сходимость — отсутствие существенных различий между измерениями, выполненными в одинаковых условиях», — добавляет медик.
Метод ПЦР с обратной транскрипцией хорошо отработан и практически полностью автоматизирован. С момента попадания в лабораторию анализ занимает четыре-шесть часов. В мире эти тесты буквально поставили на поток. Только в Москве, по официальным данным, сделали 12 миллионов анализов.
Поскольку этот метод прямо выявляет возбудителя в организме, его относят к доказательной медицине и рекомендуют учитывать в клинической практике. Однако анализ больших данных говорит, что при массовом использовании ПЦР-тесты часто промахиваются.
Ложнонегативные результаты получаются в 20-66 процентах случаев. Такие данные из литературы приводят исследователи из Сеченовского университета. Вместе с зарубежными коллегами они изучили записи пациентов, госпитализированных в университетскую клинику в апреле — мае. Из 3480 человек, чьи ПЦР-тесты были доступны, примерно половина оказались чистыми. В то же время клиническая картина и КТ легких указывали на коронавирусную инфекцию. Авторы допускают, что в реальной клинической практике ПЦР-анализ не столь и критичен.
«Этиологическая диагностика, которая выявляет причину заболевания, нужна априори, — не соглашается Айрат Мавзютов, заведующий кафедрой фундаментальной и прикладной микробиологии, профессор кафедры лабораторной диагностики Башкирского государственного медицинского университета, руководитель Исследовательского центра «Лаборатория». — При вирусных инфекциях других, сравнимых по чувствительности и специфичности (точности), методов, кроме ПЦР-тестирования, нет».
Важно понимать, объясняет профессор Мавзютов, что клинический диагноз опирается на субъективные данные — анамнез (опрос) и осмотр пациента. На их основании невозможно установить вирусную природу заболевания и тем более какой именно возбудитель его вызвал. Для этого проводятся лабораторные исследования. Получаемые при этом данные, продолжает ученый, намного объективнее, поскольку большинство современных методов лабораторных исследований автоматизировано. Соответственно, на результаты не повлияют случайные факторы: уровень подготовки специалистов, их настроение, «погода в доме» и так далее.
«Диагноз COVID-19 можно поставить, только когда в материале от больного обнаружили РНК вируса SARS CoV-2 методом ПЦР или же антигены этого вируса иммунохимическими методами. Не выявив следов вируса в организме, нельзя говорить о «ковидной» природе заболевания или летального исхода», — утверждает Айрат Мавзютов.
Он обращает внимание на еще один аспект. ПЦР-тест не отличает РНК вируса, способного к репродукции, то есть размножению, от обломков «нежизнеспособных» вирусных частиц. Он лишь позволяет понять, присутствует или нет РНК коронавируса в клетках.
«Пока инфицированные клетки не заменятся на новые, а на это уходит от двух до четырех недель, не исключены положительные результаты. При этом вирус может быть уже «мертвым», человек здоров и никому не опасен», — отмечает профессор. Для уточнения учитываются данные целого ряда дополнительных исследований, позволяющих на лабораторном уровне оценивать остроту воспалительного процесса или образование антител на стадии его завершения.
Альтернатива ПЦР-диагностике
В любом случае нужно повышать чувствительность тест-систем на основе ПЦР, заключает Алексей Чемерис, а для этого нужны другие подходы. «Надо сделать так, чтобы ложнонегативных результатов было меньше, практически исключить их», — считает он.
В обзоре, подготовленном вместе с коллегами, профессор Чемерис рассматривает преимущества и недостатки ПЦР-диагностики и других методов амплификации — копировании РНК бетакоронавирусов, к которым относится SARS-CoV-2. Теоретически весьма перспективен метод петлевой амплификации — LAMP, где используют сразу шесть или восемь праймеров.
«С одной стороны, повышается специфичность: только когда все праймеры отожгутся (сработают, распознав РНК коронавируса. — Прим. ред.), начнется амплификация, с другой — вирус мутирует и шансы, что реакция не пойдет, увеличиваются, поскольку какие бы участки генома ни выбрать, все равно вероятность мутаций больше в восьми участках, чем в двух или трех (при использовании гибридизационного зонда), достаточных для ПЦР», — объясняет исследователь.
Во время предшествующей эпидемии SARS возбудителя выявляли с помощью реакции NASBA (амплификации на основе секвенирования нуклеиновых кислот) и RCA (репликации по типу катящегося кольца). Геномный редактор CRISPR-Cas также пробуют применять для идентификации РНК нового коронавируса. Есть работы по полногеномному секвенированию любого генетического материала, находящегося в биоматериале. Метод очень чувствительный, но дорогой и долгий — занимает 20 часов. Так что в ближайшее время ПЦР с обратной транскрипцией останется самым массовым способом обнаружения коронавируса в организме.