Тестирование на COVID-19

Один из ранних тестов ПЦР был разработан в Шарите в Берлине в январе 2020 года с использованием полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в реальном времени (ОТ-ПЦР, RT-PCR) и лег в основу 250 000 наборов для распространения Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ)^[2].

Южнокорейская компания Kogenebiotech разработала клинический комплект для обнаружения SARS-CoV-2 на основе ПЦР (PowerChek Coronavirus) 28 января 2020 года^[3][4]. Он ищет ген «E», общий для всех бета-коронавирусов, и ген RdRp, специфичный для SARS-CoV-2^[5]. Другие компании в стране, такие как Solgent и Seegene, тоже разработали версии наборов для определения клинического уровня, названные DiaPlexQ и Allplex 2019-nCoV Assay, соответственно, в феврале 2020 года.

Китайская BGI Group была одной из первых компаний, получивших разрешение на экстренное использование от Национального управления медицинской продукции Китая на комплект обнаружения SARS-CoV-2 на основе ПЦР^[6].

В США Центры по контролю и профилактике заболеваний распространяют диагностическую панель ОТ-ПЦР в реальном времени CDC 2019-Новый коронавирус (2019-nCoV) среди лабораторий общественного здравоохранения через Международный ресурс по реагентам^[7]. Один из трёх генетических тестов в более старых версиях тестовых наборов вызвал неубедительные результаты и узкое место тестирования в CDC в Атланте; испытания с использованием двух компонентов были признаны надёжными 28 февраля 2020 года, что позволило государственным и местным лабораториям быстро завершить испытания^[8]. Тест был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов на основании разрешения на экстренное использование.

Коммерческие лаборатории США начали испытания в начале марта 2020 года. С 5 марта 2020 года LabCorp объявил о доступности тестирования COVID-19 на основе ОТ-ПЦР по всей стране^[9]. Quest Diagnostics также сделал общенациональное тестирование COVID-19 доступным с 9 марта 2020 года^[10]. Сбор и обработка образцов должны выполняться в соответствии с требованиями CDC.

Сообщалось, что 12 марта 2020 года в клинике Майо был разработан тест для выявления инфекции COVID-19^[11].

13 марта 2020 года Roche Diagnostics получила одобрение FDA на проведение теста, который может быть проведён в течение 3,5 часов, что позволило одной машине выполнить приблизительно 4128 тестов в течение 24 часов^[13].

Серологический анализ коронавируса основан на обнаружении в крови типоспецифических антител к SARS-CoV-2, которые вырабатывается в организме в процессе болезни. Данные методы эффективны при анализе на антитела к коронавирусу у переболевших COVID-19, то есть обнаруживает антитела как при наличии, так и при отсутствии возбудителя на слизистой носо/ротоглотки. Соответственно иммуноферментные и иммунохроматографические тесты позволяют отслеживать: людей, имеющих иммунитет, переболевших людей, в том числе бессимптомно, и выздоровевших пациентов с высокой концентрацией антител в крови, которые могут быть потенциальными донорами плазмы, использующейся для лечения тяжелобольных пациентов.

Тест на коронавирус серологическим методом состоит в выявлении антител IgM и IgG к COVID-19 методом иммуноферментного анализа (ИФА, ELISA), в том числе иммунохемилюминесцентного (ИХЛА), базирующегося на принципе иммунного взаимодействия между антителом (защитный белок, продуцируемый в организме человека для защиты от антигена) и антигеном (патогеном) с последующим образованием специфического комплекса антиген–антитело к SARS-CoV-2. Иммуноглобулины М говорят об активном иммунном ответе, то есть о том, что человек сейчас болеет коронавирусом, а иммуноглобулины G говорят о том, что человек уже переболел, и у него выработался иммунитет к вирусу. При этом антитела к коронавирусу IgM и IgG вырабатываются в организме у человека лишь в срок с 7 по 14 сутки от момента попадания коронавируса в организм, то есть антитела у переболевших COVID-19 могут быть выявлены лишь после этого срока^[14][15].

Исследуется метод, основанный на активности расщепления коллатеральной одноцепочечной ДНК (ssDNA) CRISPR^[16]. Другими словами, образец РНК ретранскрибируется в кДНК и амплифицируется с использованием амплификации рекомбиназной полимеразы в сочетании с ферментом обратной транскриптазы. Это усиление является изотермическим и, следовательно, требует гораздо более простого оборудования, чем ПЦР. Если в образце присутствует целевая РНК из SARS-CoV-2, соответствующая кДНК связывается с Cas12a и запускает коллатеральное расщепление меченного флуоресцеином одноцепочечного зонда ДНК. Это расщепление испускает флуоресцентный сигнал, который может быть интерпретирован на считывающем устройстве для планшетов или обнаружен на бумажной полосе (посредством бокового потока) портативным способом. Этот метод был протестирован на смоделированных клинических образцах (протестировано добавление синтетических фрагментов РНК SARS-CoV-2 к образцам слюны от здорового донора), но не был протестирован на образцах пациентов^[17].

Метод LAMP (loop-mediated isothermal amplification) — данное экспресс-тестирование включает в себя две стадии: экстракцию РНК нового коронавируса из анализируемых образцов и проведение полимеразной цепной реакции, которая подтверждает наличие или отсутствие РНК COVID-19. Реакция проводится при постоянной температуре 60-65 °С. Среди её отличительных особенностей — низкая чувствительность к примесям, возможность использовать в качестве исходной матрицы кровь или другие биологические жидкости, быстрое накопление продуктов реакции (15-60 минут), не требует дорогостоящего оборудования, детекция результатов реакции может проводится невооружённым глазом.

В апреле 2020 года российская компания Генериум (Группа "Медико-биологический Союз") выпустила набор реагентов для тест-системы Изотерм SARS-CoV-2 РНК-скрин для выявления РНК SARS-CoV-2, в котором используется метод петлевой изотермальной амплификации. Метод LAMP нашёл применение и в экспресс тест-системах Смартлайфкеа, а также компаний Литех, Генериум и Эвотэк-Мирай геномикс.

Метод экспресс-диагностики, использующий иммунохроматографический анализ на коронавирус у человека (ИХА) с временем оценки результата в пределах 5-15 минут. Для этого вида анализа используются индикаторные бумажные полоски, панели, палочки, или тест-кассеты, обеспечивающих высокую скорость проведения тестирования. В основе технологии — растворимые моноклональные антитела к исследуемому антигену или конъюгированные с красителем (коллоидным золотом), который легко можно идентифицировать даже в минимальных концентрациях. Антитела наносятся вблизи участка нанесения на тест-полоски биологического материала (кровь). Или как вариант — поликлональные антитела к исследуемому антигену, которые жёстко иммобилизованы в тест-зоне полоски.

Однако диагностика нового коронавируса при помощи иммунохроматографических тест-полосок имеет целый ряд недостатков, касающиеся надёжности и чувствительности, что зависит от качества моноклональных антител, используемых в тесте, а также от концентрации в биоматериале антигена, что в свою очередь зависит от количества биоматериала и стадии заболевания.

КТ грудной клетки иногда может помочь идентифицировать и охарактеризовать патологию лёгких и дать неспецифические результаты при инфекции COVID-19. Систематический обзор результатов компьютерной томографии грудной клетки у 919 пациентов описал типичное раннее проявление COVID-19 как «двустороннее мультилобарное помутнение матового стекла (GGO) с периферическим или задним распределением»^[18]. Одно исследование показало, что чувствительность КТ к инфекции COVID-19 составила 98 % по сравнению с чувствительностью ОТ-ПЦР на 71 %; однако это было сделано в китайской провинции Ухань и не подлежит обобщению^[19]. Наиболее распространёнными результатами компьютерной томографии были двустороннее затухание матового стекла (пятнистое или рассеянное) с субплевральным доминированием, сумасшедшей укладкой и консолидацией на более поздних стадиях.^[20] Эти данные являются неспецифичными и обнаруживаются также при других типах пневмонии. Небольшое исследование показало, что китайские рентгенологи продемонстрировали чувствительность 72-94 % и 24-94 % в дифференцировании COVID-19 от других типов вирусной пневмонии с использованием компьютерной томографии^[21]. Ни одно исследование ещё не подтвердило точность и дискриминационную ценность компьютерных томографий, чтобы отличить COVID-19 от других вирусных пневмоний. Поэтому CDC не рекомендует КТ для первоначального скрининга, как подчёркивалось в звонке COCA в четверг, 5 марта. Люди с подозрением на COVID-19 должны проходить ОТ-ПЦР, которая является наиболее специфическим тестом^[22].

Используя обратную транскрипционную полимеразную цепную реакцию в реальном времени (ОТ-ПЦР)^[23], тест может быть проведён на образцах дыхательных путей, полученных различными методами, включая мазок из носоглотки или образец мокроты^[24]. Результаты получают от нескольких часов до 2 дней^[25].

Гонконг разработал схему, в которой подозреваемые пациенты могут оставаться дома: «отделение неотложной помощи передаст пациенту пробирку с образцом», они плюют в неё, отправляют обратно, а потом через некоторое время получают результат теста^[26].

Британская NHS объявила, что начнёт проверять подозрительные случаи дома, что устраняет риск заражения пациента больными, которых они могут встретить в больнице^[27].

В ходе сквозного тестирования на COVID-19 для подозрительных случаев медицинский работник берет образец с соблюдением соответствующих мер предосторожности^[28][29]. Передвижные центры помогли Южной Корее провести одно из самых быстрых и масштабных тестирований на коронавирус в мире^[30].

Ещё 21 февраля 2020 года и лабораторные тесты на антитела к COVID-19, и тесты экспресс диагностики (ТЭД), позволяющие произвести иммуноанализ на месте, без отправки в лабораторию, были недоступны для широкого применения^[31]. Многие серологические тесты находились на стадии исследования, некоторые из них были одобрены к применению. Так, тест экспресс диагностики (ТЭД) DNK-1419-1, разработанный китайской компанией Dynamiker был одобрен для применения и включён в 7-й выпуск Протокола диагностики и лечения Covid-19 Государственной службы по регулированию медицинской продукции Китая (NMPA) и начал применяться с 22 февраля 2020 года. Тест позволяет с 92 % точностью определить наличие у пациента антител IgG и IgM и применяется в КНР. Также NMPA одобрила для применения в КНР ТЭД китайской компании Guangdong Hecin-Scientific, который позволяет определять наличие IgM. ТЭД другой китайской компании Aytu Biosciences/Orient Gene Biotech с чувствительностью 87,9 % к IgG и 97,2 % к IgM и специфичностью соответственно 100 % для обеих групп антител, получил одобрение для использования в Китае и был применён в клинических условиях.

США^[32] и Австралия^[33] имели проблемы с надёжностью тест-наборов в начале вспышки, а также не смогли предоставить достаточного количества наборов для удовлетворения спроса и рекомендаций для тестирования экспертами здравоохранения. В отличие от этого, широкая доступность тестирования в Южной Корее помогла снизить распространение нового коронавируса, по заявлению экспертов. В течение нескольких лет правительство Южной Кореи создавало возможности для проведения испытаний, в основном в лабораториях частного сектора^[34]. 16 марта Всемирная организация здравоохранения призвала активизировать программы тестирования как лучший способ замедлить развитие пандемии Covid-19^[35][36].

28 февраля 2020 года южнокорейская компания PCL подала запрос в Министерство продовольственной и лекарственной безопасности Южной Кореи на их набор для обнаружения на основе антител COVID-19 Ag GICA Rapid . В отличие от набора для определения на основе ОТ-ПЦР, PCL утверждает, что их набор на основе антител может поставить диагноз в течение 10 минут.

8 марта 2020 года тайваньская Academia Sinica объявила, что моноклональное антитело, специфически связывающее белок нуклеокапсида (N-белок) нового коронавируса, было успешно создано и протестировано за 19 дней. Если может быть разработан набор для быстрого иммунологического тестирования, он может обнаружить заболевание в течение 15-20 минут, аналогично быстрому тесту на грипп^[37].

Компания BioMedomics из Северной Каролины, США, утверждает, что разработала экспресс-тест на антитела, который даст результаты через 15 минут^[38]. Он обнаруживает антитела как IgM, так и IgG, используя кровь, взятую из вен или пальца, однако официально доказано это не было^[39].

Первой организацией, выпустившей во второй декаде февраля 2020 года набор реагентов для выявления РНК коронавируса методом ПЦР Вектор-ПЦРрв-2019-nCoV-RG, стал ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора.

На 5 марта 2020 проведено 51366 тестов^[40], а на 20 марта проведено 143 тыс. тестов на коронавирус^[41][42], благодаря чему Россия стала одним из мировых лидеров по тестированию населения — на 20-е марта она занимала 5-е место в мире по числу проведённых тестов на коронавирус^[43]. По информации Роспотребнадзора, 26 марта было проведено 26 тысяч тестов на коронавирусную инфекцию.

12 марта стало известно что около 80 тысяч тестов было передано другим государствам, в частности российские тесты получили Иран, Азербайджан, Узбекистан, Таджикистан, Туркмения, Монголия и КНДР^[44].

16 марта вице-премьер России Татьяна Голикова заявила, что Россия начала производить до 100 тысяч тест-систем по выявлению коронавирусной инфекции COVID-19 в сутки, что стало рекордом в мире^[45].

По состоянию на 24 марта в России было зарегистрировано четыре теста на коронавирус, из них три созданы государственными структурами: два — научным центром «Вектор Роспотребнадзора (зарегистрирована Росздравнадзором 11 февраля 2020 года, регистрационный номер РЗН 2020/9677)^[46] и один — «Центром стратегического планирования и управления рисками» («ЦСП») Минздрава России (РЗН 2020/9765)^[47]. 25 марта Росздравнадзор зарегистрировал ещё один набор реагентов для выявления коронавируса от ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора.

В марте 2020 года в ФНКЦ ФХМ ФМБА России разработана тест-система Поливир SARS-CoV-2, базирующаяся на выявлении РНК SARS-CoV-2 методом ПЦР с обратной транскрипцией в пробах из мазков из носа, ротоглотки, секрета бронхов, аспирата трахеи, крови, мочи, сыворотки больных нуклеиновых кислот. Также можно обследовать лиц, не являющихся контактными и не имеющих симптомов заболевания. Вариант этой тест системы express позволяет выделять РНК (экспресс тест) всего за 15 минут, а полный анализ за 90 минут. При этом высокая чувствительность тест-системы позволяет определить нуклеиновые кислоты в очень низких концентрациях. Также аналогичную высокочувствительную диагностическую тест-систему систему Поливир SARS-CoV-2 разработала компания НПФ Литех, которую выпускают в базовом варианте и экспресс. Тест адаптирован для работы на популярных моделях амплификаторов и предусматривает возможность контроля мутаций вируса, что позволяет снизить риск ложноотрицательных ответов.

С 6 апреля 2020 года Центр молекулярной диагностики Роспотребнадзора начал проводить тесты на CОVID-19 на дому в Москве и Московской области. В дальнейшем тестирование охватит и другие регионы^[48]. В этот же день премьер-министр Михаил Мишустин заявил, что сам анализ на COVID-19 и последующие лабораторные исследования будут оплачиваться из фонда ОМС^[49].

6 апреля 2020 года в России был запатентован 40-минутный экспресс-тест на COVID-19 с точностью до 94 %^[50].

10 апреля государственный научный центр «Вектор» зарегистрировал тест-систему для обнаружения антител к коронавирусу. При помощи теста на антитела врачи смогут выявлять переболевших коронавирусом.

На 17 апреля 2020 года официально объявлено о более чем 1,71 млн тестов за весь срок проведения и 104,6 тыс. тестов за сутки^[42].

По состоянию на 30 апреля 2020 года тестирование проводили 106 лабораторий Роспотребнадзора, 66 частных лаборатории и 364 лаборатории, располагающихся при государственных медицинских организациях.

Для проведения массового тестирования в Москве с 15 мая 2020 года подготовлены автоматические анализаторы крови для выявления антител к коронавирусу по методу ИФА (иммуноферментный анализ)^[51].

Российские организации, зарегистрировавшие тест-системы по состоянию на середину 2020 года: ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора (ПЦР, ИФА, IgG к SARS-COV-2); ФГБУ «ЦСП» Минздрава России (ПЦР); ООО «СМАРТЛАЙФКЕА» (изотермическая амплификация); ФБУН ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора (ПЦР); АО «Вектор-Бест» (ПЦР); ООО НПФ «Литех» (ПЦР, ИФА, IgG); ООО «ДНК-Технология ТС» (ПЦР); АО «Генериум» (изотермическая амплификация); ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России (ПЦР); ООО «МедипалТех» (ПЦР); ООО «Система-БиоТех» (ПЦР); ООО «ЭВОТЭК-МИРАЙ ГЕНОМИКС» (изотермическая амплификация); ООО «АВИВИР» (ПЦР); ООО «БИОТЭК» (экспресс-тест, IgG/IgM к SARS-CoV-2); ООО «Генотек» (ПЦР); ООО «Хема» (экспресс-тест, ИХА, антитела к SARS-CoV-2); ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России (ИФА, IgG к SARS-CoV-2); ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» (ПЦР); ФБУН НИИ «Эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» (ПЦР); ООО «Миндрей Медикал Рус» (ИХЛА, IgM к SARS-CoV-2); ФБУН ГНЦ ПМБ (ИФА, IgG к SARS-CoV-2)^[52].

До 16 марта самостоятельная сдача анализов на COVID-19 не предусматривалась^[53][42], в частные медицинские организации тесты не поступали^[54]. Обследование на COVID-19 назначалось медицинскими работниками в случае:

• прибытия из эпидемиологически неблагополучных по COVID-19 стран и регионов за 14 дней до появления симптомов;
• наличия тесных контактов за последние 14 дней с лицами, находящимися под наблюдением по COVID-19, которые в последующем заболели;
• наличия тесных контактов за последние 14 дней с лицами, у которых лабораторно подтверждён диагноз COVID-19;
• по медицинским показаниям, в частности с 24 февраля обязательной стала диагностика на COVID-19 в случае пневмонии^[55].

16 марта вице-премьер РФ Татьяна Голикова сообщила, что россияне смогут свободно провериться на наличие у себя этого вируса в специализированных лабораториях^[56]. В тот же день администрация Санкт-Петербурга опубликовала список клиник в которых можно свободно пройти тестирование^[57]. С 20 марта в Ленобласти работают мобильные лаборатории^[58].

27 мая на официальном сайте Мэра Москвы было объявлено о возможности сдачи теста на антитела к коронавирусу всеми желающими. Вскоре, в Сети появилась сводная информация о клиниках, с бесплатным платным вариантом сдачи теста^[59].