Czy testy serologiczne mogą znaleźć zastosowanie w diagnostyce zakażenia SARS-CoV-2?
Skróty: CDC (Centers for Disease Control and Prevention) – (amerykańskie) Centra Kontroli i Prewencji Chorób, COVID-19 (coronavirus disease) – choroba spowodowana przez SARS-CoV-2, PPE (personal protective equipment) – środki ochrony indywidualnej, PTEiLChZ – Polskie Towarzystwo Epidemiologów i Lekarzy Chorób Zakaźnych, SARS (severe acute respiratory syndrome) – zespół ciężkiej ostrej niewydolności oddechowej, SARS-CoV-2 – koronawirus zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2
Na rynku pojawiło się wiele tanich i prostych do wykonania testów diagnostycznych wykrywających przeciwciała w klasach IgM i IgG, przeznaczonych do diagnostyki zakażenia SARS-CoV-2. Większość z nich to testy wykorzystujące metodę immunochromatografii i dające wynik w ciągu kilkunastu minut. Ze względu na niską cenę i krótki czas oczekiwania na wynik wydają się one atrakcyjne w porównaniu z testami molekularnymi – jedynymi obecnie zalecanymi do diagnostyki zakażenia SARS-CoV-2 (porównanie testów serologicznych i molekularnych – p. tab. 1). Czy zatem można wykorzystać testy serologiczne do diagnostyki zakażenia SARS-CoV-2?
Tabela 1. Porównanie cech testów molekularnych i testów serologicznych wykorzystywanych w diagnostyce zakażenia SARS-CoV-2 | ||
---|---|---|
Cecha | Testy molekularne | Testy serologiczne |
co wykrywa test | materiał genetyczny wirusa | przeciwciała produkowane przez limfocyty B chorego |
materiał biologiczny do badań | płyny pobrane z dolnych dróg oddechowych (aspirat przeztchawiczy lub popłuczyny oskrzelikowo-pęcherzykowe), nieindukowana plwocina, wymaz i aspirat z części nosowej gardła, krew (tylko w 1. tyg. choroby) | krew |
przydatność w rozpoznawaniu aktywnego zakażenia | duża | mała |
przydatność w potwierdzeniu zakażenia | tylko w okresie replikacji wirusa | przeciwciała są wykrywane również po wyleczeniu, gdy wirus już się nie mnoży |
zastosowanie | wykrywanie aktywnego zakażenia | badania populacyjne, epidemiologiczne |
cena | wysoka | niska |
czas wykonania badania | ok. 4 h, czas zależy od dostarczenia próbki do laboratorium | kilkanaście minut |
Testy molekularne wykrywają materiał genetyczny
wirusa, wynik dodatni wskazuje zatem na
obecność wirusa i jest uznawany za dowód toczącego
się zakażenia. Ponieważ COVID-19 jest chorobą o ostrym przebiegu z potencjalnie groźnymi
powikłaniami i o bardzo krótkim okresie wylęgania,
rozpoznanie aktywnego zakażenia ma istotne
znaczenie w ustaleniu dalszego postępowania
klinicznego oraz ustaleniu osób z kontaktu, które
mogły ulec zakażeniu, w celu poddania ich kwarantannie,
zanim się u nich rozwinie zakażenie.
Testy te mają jednak pewne wady, takie jak stosunkowo
wysoka cena, ograniczony dostęp do laboratoriów
wykonujących badania molekularne i wyposażonych w drogi sprzęt oraz konieczność
ich wykonywania przez personel przeszkolony w zakresie badań molekularnych. Obecnie coraz
częściej są dostępne systemy automatyczne, z których
mogą korzystać laboratoria niespecjalizujące
się w diagnostyce molekularnej, nie wpływa to
jednak istotnie na cenę badania. Czas wykonania
badania wynosi zwykle około 4 godzin, jednak
ograniczona dostępność laboratoriów znacznie
wydłuża czas od pobrania materiału do badania
do otrzymania wyniku przez lekarza czy inspektora
sanitarnego.4,5
Testy molekularne charakteryzują się dużą
swoistością i czułością. Należy jednak pamiętać o dodatkowych czynnikach, które mogą wpłynąć
na ostateczny wynik testu:
1) materiał może zostać pobrany do badania:
a) zbyt wcześnie lub zbyt późno i nie zostanie
uchwycony moment, w którym wirus już lub
jeszcze znajduje się w pobranym materiale
biologicznym w ilości wystarczającej do wykrycia;
rodzaj pobranego materiału również
ma wpływ na czułość wykonanego testu (najmniejsza w przypadku wymazu gardła, największa w przypadku materiału z dolnych
dróg oddechowych [popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe,
aspirat z tchawicy])
b) niewłaściwie (np. wymazówką wykonaną z materiału, który doprowadzi do rozpadu
kwasu nukleinowego) lub może ulec zniszczeniu w czasie transportu do laboratorium
(jeśli nie będą zachowane odpowiednie warunki,
np. temperatura)
c) w zbyt małej ilości
2) mogą zostać popełnione błędy laboratoryjne
prowadzące do otrzymania wyniku fałszywie
dodatniego (np. zanieczyszczenie próbki) albo
ujemnego (niewłaściwe wykonanie badania).
Testy serologiczne opracowane do diagnostyki
COVID-19 wykrywają przeciwciała (oferowane
na rynku polskim testy kasetkowe oznaczają przeciwciała w klasach IgM i IgG). Wprawdzie producenci
podają dane na temat czułości i swoistości
swoich testów, to jednak brak oceny przez niezależne
instytucje sprawia, że należy podchodzić z ostrożnością do interpretacji uzyskanych wyników.
Decydując się na wprowadzenie do diagnostyki
zakażenia SARS-CoV-2 metod serologicznych,
należy też pamiętać o ich niedoskonałościach.4-7
Do pojawienia się swoistych przeciwciał potrzeba
czasu – jest to tzw. okno serologiczne. Układ
odpornościowy po rozpoznaniu nowego patogenu uruchamia odpowiedź adaptacyjną humoralną i komórkową. Na okno serologiczne wpływają:
1) czas, jakiego układ odpornościowy potrzebuje
do rozwinięcia odpowiedzi adaptacyjnej na zakażenie i rozpoczęcie wytwarzania przeciwciał,
oraz
2) czułość testu, warunkowana m.in. jego
zdolnością do wykrywania przeciwciał w małym
stężeniu. Dynamika pojawiania się przeciwciał w COVID-19 wydaje się podobna jak w innych zakażeniach
wirusowych o ostrym przebiegu – jako
pierwsze pojawiają się przeciwciała w klasie IgM,
następnie przeciwciała w klasie IgG. Czas utrzymywania
się przeciwciał nie został jeszcze jednoznacznie
określony. Brak pełnych danych na temat
dynamiki odpowiedzi immunologicznej w zakażeniu
SARS-CoV-2 sprawia, że testy serologiczne
mają bardzo ograniczone zastosowanie. Nie ma
również wiarygodnych danych dotyczących czasu, w jakim zachodzi serokonwersja w COVID-19.6,7
W zakażeniach o ostrym i krótkotrwałym przebiegu
pojawienie się przeciwciał zwykle zbiega się w czasie ze spadkiem replikacji patogenu, dlatego
wyniki testów serologicznych, które nie wykrywają
antygenów drobnoustroju, a tylko przeciwciała
gospodarza, zwykle są ujemne w czasie trwania
replikacji, a stają się dodatnie po zakażeniu. To
znacznie ogranicza wykorzystanie tych testów w diagnostyce toczącego się zakażenia i dlatego
do rozpoznawania zakażenia SARS-CoV-2 używa
się metod molekularnych.
Kolejny problem związany z testami serologicznymi
to możliwość reakcji krzyżowych.
Pierwszym krokiem w opracowywaniu testów
serologicznych jest wytypowanie antygenów,
przeciwko którym tworzone są przeciwciała, oraz
sprawdzenie, czy powstające przeciwciała są swoiste
tylko dla danego patogenu. Na przykład Guo i wsp.1 stwierdzili, że wytypowane przez nich
antygeny nie reagują z przeciwciałami przeciwko
innym koronawirusom poza SARS-CoV-1, co wynikało z 90,5% homologii wytypowanych białek
obu wirusów. To ogranicza możliwość zastosowania
testu u osób, które przebyły SARS w czasie
epidemii w latach 2002–2003. Nie można wykluczyć,
że niektóre testy będą wykrywać przeciwciała
związane z przebyciem zakażenia innymi
koronawirusami, dlatego trzeba bardzo ostrożnie
podchodzić do interpretacji wyników, dopóki nie pojawią się certyfikowane testy serologiczne.
Obecnie trwają prace w CDC nad opracowaniem
testu serologicznego SARS-CoV-2 na potrzeby
dochodzeń epidemiologicznych i diagnostyki retrospektywnej
COVID-19.