Zakażenie nowym koronawirusem wykrywa się obecnie poprzez identyfikację fragmentów genomu wirusa w wymazach z nosa i gardła pacjenta. O co chodzi z polskimi spółkami, które w ostatnich dniach chwalą się, że wprowadzają "swoje" testy?
Ten artykuł czytasz w ramach bezpłatnego limitu

Sekwencja pełnego genomu nowego koronawirusa (później nazwanego SARS-CoV-2) została opublikowana 10 stycznia, zaledwie kilka tygodni po zidentyfikowaniu pierwszych chorych w Wuhanie w Chinach, gdzie wybuchła epidemia.

Tydzień później grupa naukowców z Niemiec, Holandii i Wielkiej Brytanii pod kierunkiem Christiana Drostena z Berlina opublikowała pierwszy diagnostyczny protokół, czyli opis metody, która prowadzi do prawidłowego wykrycia i rozpoznania wirusa u pacjenta.

Ten właśnie protokół został wybrany jako wzorcowy i jest dziś rekomendowany i rozpowszechniany przez Światową Organizację Zdrowia (WHO).

Europejscy badacze zaproponowali, aby w wymazach z nosa i gardła pacjenta szukać określonych sekwencji genetycznych (fragmentów genów), po których można zidentyfikować nowego koronawirusa.

Ma on bowiem swój genom złożony z unikalnej sekwencji nukleotydów. Tak jak żywe organizmy na Ziemi, w tym człowiek, którego maszynerię komórkową wykorzystuje do namnażania się. 

Do czego przydają się nobliści

Jak to się robi? Jak się szuka genetycznego śladu wirusa?

Wirus SARS-CoV-2 jest wirusem RNA, tj. jego materiał genetyczny zapisany jest w nici kwasu rybonukleinowego RNA. Najpierw więc przepisuje się wybrany fragment RNA wirusa na nić DNA, a następnie powiela się go za pomocą metody zwanej PCR (reakcja łańcuchowa polimerazy).

Ta ostatnia technika została opracowana w roku 1983 przez Kary’ego Mullisa z kalifornijskiej firmy Cetus, za co Mullis otrzymał w 1993 Nagrodę Nobla. Z grubsza całkiem podobnie niektóre wirusy (choć akurat nie koronawirusy) tworzą swoje kopie i namnażają się w zakażonych komórkach organizmu, tyle że Mullis odtworzył to w próbówce, w której zmieszał odpowiednie proporcje potrzebnych odczynników chemicznych.

Cały ten proces - przepisania RNA na DNA i potem jego powielania - nazywa się reakcją łańcuchową polimerazy z odwrotną transkrypcją (RT-PCR).

Po co to się robi? Namnożony w dużych ilościach fragment DNA można już potem łatwo wykryć w próbce, np. za pomocą specjalnych barwników.

Jest to metoda bardzo czuła – umożliwia namnożenie i potem wykrycie śladowej ilości materiału genetycznego wirusa, nawet pojedynczej cząsteczki w badanej próbce!

Trzeba tylko mieć startery (primery), czyli krótkie nukleotydowe sekwencje zaznaczające odcinek RNA wirusa, który zamierzamy namnożyć i potem wykryć. Jeśli tylko - oczywiście - poszukiwane fragmenty wirusa znajdują się w badanej próbce.

Celuj w gen, byle unikalny

Test zalecany przez WHO wykrywa w szczególności obecność dwóch genów:

  • unikalnego dla koronawirusa SARS-CoV-2 genu E (koduje on otoczkę kapsydu, czyli białkowego płaszcza, wewnątrz którego zawarty jest materiał genetyczny wirusa),
  • a także genu enzymu RdRP (mniejsza z tym, co ten enzym robi).

Wykonanie takiego testu powinno zajmować dobremu laboratorium nie więcej niż kilka, kilkanaście godzin.

Jeśli test zostanie dobrze wykonany, jest zdumiewająco nieomylny. Yvonne Doyle, dyrektorka Public Health England (rządowej agencji, której zadaniem jest ochrona zdrowia w Wielkiej Brytanii), twierdzi, że wszystkie dotychczasowe pozytywne wskazania tego testu w Wielkiej Brytanii zostały potem potwierdzone poprzez sekwencjonowanie pełnego genomu wirusa wyizolowanego z tych samych próbek pacjentów (takie pełne sekwencjonowanie daje pewność, że mamy do czynienia z tym wirusem, ale jest czasochłonne i dużo kosztowniejsze od testu RT-PCR, który bada tylko obecność jednego lub kilku genów).

Trzeba jednak dodać, że na początku lutego pojawiły się doniesienia o tym, że u niektórych pacjentów test wykazał wirusa dopiero po kilkukrotnie powtórzonym badaniu, co by wskazywało na to, że może on dawać wyniki fałszywie negatywne (ale oczywiście pacjent mógł się zakazić już po pierwszych negatywnych testach albo wymazy pobrano z takich miejsc, gdzie wirusa po prostu jeszcze nie było).

W każdym razie większość krajów stosuje obecnie właśnie ten protokół diagnostyczny, przy tym laboratoria mogą same produkować wszystkie potrzebne odczynniki (np. startery) albo uzyskiwać je od laboratoriów certyfikowanych przez WHO.

Polacy na razie sprowadzają je z Londynu (choć w ostatnich dniach gdańska spółka Blirt pochwaliła się w komunikacie giełdowym, że właśnie dostała rządowe zlecenie na produkcję takich zestawów diagnostycznych do testów RT-PCR).

Amerykanie nie gęsi, swoje testy mają

Nie wszystkie kraje jednak przyjęły zalecany przez WHO protokół testów. Przy tym zasady testowania z reguły są jednak takie same (a więc stosuje się technikę reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją), ale różnią się obrane za cel fragmenty genomu wirusa.

Na przykład Chińczycy, którzy wykonują teraz najwięcej testów na świecie - ponad 1,5 mln tygodniowo (!) - za cel obrali sobie geny ORF1ab koronawirusa.

Z kolei amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorób (CDC) opracowało własny test, który szuka trzech sekwencji w genie N kodującym fosfoproteinę w kapsydzie wirusa.

Nie jest jasne, dlaczego CDC zdecydowało się opracować własny test, nie kierując się wyborem WHO i europejskich krajów. - Być może jest to oparte na lepszej wiedzy, jaką ma CDC, a może wyraża ambicję Amerykanów, aby mieć własny test i iść własną drogą - tłumaczył w magazynie "The Scientist" epidemiolog i immunolog Michael Mina z laboratorium diagnostyki molekularnej w Brigham and Women’s Hospital w Bostonie.

W każdym razie ta odmienność zemściła się na CDC, bo w pierwszych tygodniach epidemii Amerykanie nie radzili sobie z przeprowadzaniem testów. Jedynym laboratorium, które je robiło, był ośrodek CDC w Atlancie. Wprawdzie CDC rozesłało opracowane przez siebie zestawy diagnostyczne do laboratoriów stanowych, ale okazało się, że jeden z odczynników został wadliwie wyprodukowany i zestawy te były w większości bezużyteczne.

W rezultacie do chwili, gdy znaleziono pierwszego zakażonego w USA, Amerykanie przeprowadzili ledwie kilkaset testów! Dopiero w zeszłym tygodniu udało się zlikwidować wąskie gardło i testy na nowego koronawirusa ruszyły w USA na wielką skalę.

Do końca tego tygodnia w Stanach Zjednoczonych zostanie przetestowanych nawet milion pacjentów.

Szybciej i taniej wykryć koronawirusa

Żeby jeszcze przyspieszyć proces i skrócić czas oczekiwania na wynik testu, Amerykanie chcą umożliwić szpitalom przeprowadzanie własnej diagnostyki na miejscu, tak aby nie trzeba było wysyłać próbek do Atlanty lub stanowego laboratorium. Wynik testu byłby wtedy znany w kilka godzin, co ułatwiłoby walkę z epidemią. - Teraz zbyt długo musimy izolować wszystkich chorych, których tylko podejrzewamy o zakażenie - mówi Michael Mina.

Wiele firm i ośrodków naukowych stara się opracować tańsze i szybsze testy na SARS-CoV-2, oparte na technice CRISPR, która daje możliwość wprowadzania zmian do DNA. W ten sposób można byłoby tak oznaczać genom wirusa w badanej próbce, żeby był łatwo i natychmiast wykrywany.

Innym podejściem diagnostycznym jest badanie krwi w celu wykrycia przeciwciał przeciwko wirusowi SARS-CoV-2.

Zdaniem Michaela Miny w ten sposób można monitorować  rozprzestrzenianie się wirusa. - Moglibyśmy po prostu pobierać próbki krwi od ludzi na całym świecie i sprawdzać, ilu z tych, którzy nie mieli objawów lub prawie ich nie mieli, było narażonych na kontakt z koronawirusem - mówi naukowiec.

Liczne zespoły badaczy próbują obecnie izolować takie przeciwciała i opracowują na ich podstawie proste testy diagnostyczne, które mogą dać wynik w ciągu kilku minut, a nie godzin. A poza tym są tańsze (bo testy RT-PCR wymagają specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego i wykwalifikowanej kadry). Właśnie o takich testach przesiewowych (sprowadzanych zwykle z Chin) ostatnio informowały niektóre polskie firmy (np. BioMaxima z Lublina). Problem w tym, że są one na razie mniej dokładne i ich pozytywne wskazanie wymaga potwierdzenia testem molekularnym.

PS 1 Kilka dni temu minister zdrowia Łukasz Szumowski mówił, że przepustowość 11 polskich laboratoriów, które obecnie potrafią (lub wkrótce będą) wykonywać testy RT-PCR na nowego koronawirusa, to ok. 1,2 tys. testów na dobę.

PS 2 Wynalazca metody PCR, amerykański biochemik Kary Mullis, był barwną postacią, zaprzeczeniem stereotypu uczonego. Lubił nadużywać alkohol i LSD, podważał zarówno istnienie globalnego ocieplenia, jak i dziury ozonowej. Wątpił też w istnienie wirusa HIV, wierzył w astrologię. Za pieniądze uzyskane z Nobla przeniósł się do San Diego, gdzie niemal do końca życia mógł uprawiać ulubiony surfing

Czytaj ten tekst i setki innych dzięki prenumeracie
Wybierz prenumeratę, by czytać to, co Cię ciekawi 
Wyborcza.pl to zawsze sprawdzone informacje, szczere wywiady, zaskakujące reportaże i porady ekspertów w sprawach, którymi żyjemy na co dzień. Do tego magazyny o książkach, historii i teksty z mediów europejskich.
Aleksandra Sobczak poleca

Przydatne linki

Więcej
    Komentarze
    Zaloguj się
    Chcesz dołączyć do dyskusji? Zostań naszym prenumeratorem
    Ile próbek przebadano dotychczas ogółem ? Jeśli działają tylko Dwa Laboratoria to dziennie możemy robić tyko około 200 testów na 40 milionowy kraj....
    Czy to, że dopiero teraz wykryto wirusa to nie wina tak słabej organizacji Laboratoriów Państwowych????????????
    @abcdefghij
    dokladnie tak jest jak piszesz, ale tak bywa, w panstwach z tektury i dykty
    a ciekawe jaka jest wykrywalnosc wirusa, znaczy ile jest przypadkow, w afryce? zero, bo nikt (prawie nikt) tam nie wykonuje takich badan
    już oceniałe(a)ś
    1
    0
    Ma się rozumieć, że testy wykrywające bezpośredni antygen wirusowy (tak to się zwyczajowo określa, chodzi naturalnie o opisane w artykule fragmenty genomu) są najdokładniejsze, a metoda PCR uprościła znacznie badania (kiedyś, bywało, używano w takim celu nawet laboratoryjnych chomików, namnażając wirusy "in vivo"). Uprościła - ale to nie znaczy że procedura jest prosta, wystarczy zobaczyć jak powoli jest implementowana do kolejnych laboratoriów w kraju. Dlatego nie deprecjonowałbym tak testów immunologicznych. Określenie miana przeciwciał sprawdza się doskonale w diagnostyce chorób (także infekcyjnych) i jest powszechnie stosowane, a przy tym tanie i bardzo szybkie. Łatwo skorelować wzorcowe wyniki z badaniami referencyjnymi (zrobiono to, oczywiście), a określona czułość i swoistość testów jest na bardzo przyzwoitym poziomie. Dodatkowo określenie klasy przeciwciał (IgG vs. IgM) daje przybliżoną informację, czy badany przebył zakażenie dawniej (i ma już swoje przeciwciała) czy też infekcja jest nowa i aktywna. Do celów przesiewowych, w warunkach epidemii to naprawdę wystarczy - jeśli mamy epidemię, pacjent kaszle, gorączkuje i ma duszność, a do tego ma wysokie miano w IgM, to po prostu ma tego wirusa i koniec. Trzeba go izolować. Przypadki wątpliwe, oczywiście zostają do wyjaśnienia testem referencyjnym.
    już oceniałe(a)ś
    11
    0
    Trochę mało o testach przesiewowych. To co mówi Szumowski należy traktować z dużą rezerwą. Ponoć nie są rekomendowane przez WHO ale one nie służą do zastąpienia badań genetycznych metodą RT PCR w laboratorium, a do szybkiego wytypowania potencjalnie zarażonych koronawirusem. Wynik można mieć już po kilku minutach. Dopiero jeżeli jest pozytywny robi się typowe badanie metodą RT PCR. Innymi słowy, testy przesiewowe nie zastępują ale jedynie uzupełniają procedurę wykrywania wirusa. Odnoszę wrażenie, że Szumowski broni się przed nimi rękami i nogami. Czyżby dlatego, żeby utrzymać monopol na informację o potencjalnej ilości zakażeń???
    @liberator
    Bo mało o nich wiadomo - są robione bardzo szybko i większość z nich musi jeszcze przejść badania potwierdzające ich skuteczność.
    już oceniałe(a)ś
    1
    0
    @liberator

    Chińczycy sugerują używanie tomografii komputerowej (płuc) do przesiewowego badania... tylko kto u nas w lokalnym szpitalu zakaźnym widział nowoczesny tomograf?

    pubs.rsna.org/doi/10.1148/radiol.2020200642
    już oceniałe(a)ś
    2
    0
    @liberator
    Shimadzu obiecuje test który wykrywa w 30 minut, za miesiąc.
    już oceniałe(a)ś
    0
    0
    1,2 tys na dobę.
    To oznacza, ze jeśli w ciągu 4-5 tygodni, pojawi się w Polsce 6-8 tys. przypadków, COVID-19, w Polsce dojdzie do załamania systemu wykrywania wirusa. Liczba nowych przypadków na dobę może wtedy przekroczyć owe 1,2 tys. Co dalej nie podejmuje się przewidywać.
    Jedno jest pewne, wszystkie kraje które mają teraz najwięcej przypadków (Chiny, Korea, Włochy, Iran) na starcie epidemii w tych krajach popełniły błąd i stąd duża liczba przypadków.
    @kmaza
    Teoretycznie, jeśli będą pracować przez 24 godziny na dobę przy 100% wydajności, którą trudno utrzymać przez kilka dni z rzędu. W praktyce pracują od 7:00 do 15:00, zatem wykonają góra 400 testów (bez przerw na kawę, toalete i papierosa). Od tego można odjąć dni wolne, urlopy i chorobowe, również na koronawirusa.
    już oceniałe(a)ś
    4
    0
    @Dunedain

    Ograniczeniem jest ilość urządzeń i zasób dostępnych odczynników (te chyba są proste) i samych testów (te trzeba zamawiać, zabezpieczone są dostawy?). Z personelem nie powinno być problemu.
    już oceniałe(a)ś
    0
    0
    @kmaza
    co sie stanie? stanie kraj, kraj z dykty i tektury
    już oceniałe(a)ś
    0
    0
    "Jeden FACET - Kary?ego Mullisa - otrzymał w 1993 Nagrodę Nobla". Może to i uwaga nie na miejscu, bo nie fachowa - nie na temat: użycie zwrotu "Jeden facet" na określenie kogoś, kto dzięki zdobytej wiedzy i pracowitości wprowadził do nauki metodę na badania wirusów, jest obraźliwe, ale znamienne - tak w dzisiejszym świecie ludzie "mniej uczeni" określają tych, co "wiedzą więcej". Proponuję Panu Piotrowi Cieślińskiemu, by w kolejnym artykule - np. o Pani Oldze Tokarczuk użył zwrot: "FACETKA Olga Tokarczuk". Brawo Panie Piotrze - tacy jak Pan tworzą polską "inteligencję".
    @Wojciech Piotrowski
    Nie przesadzaj...
    już oceniałe(a)ś
    6
    2
    @Wojciech Piotrowski
    Prawdę powiedziawszy chciałem w ten sposób nieco przekłuć balon powagi tego tekstu, który - moim zdaniem - porusza trudne techniczne kwestie.
    Ale proszę nie być takim poważnym - Kary Mullis uśmiałby sie z pana komentarza. On był barwną postacią, zaprzeczeniem stereotypu uczonego, lubił nadużywać alkohol i LSD. Podważał zarówno istnienie globalnego ocieplenia, jak i dziury ozonowej. Wątpił w istnienie wirusa HIV. Był również orędownikiem astrologii.Za pieniądze uzyskane z Nobla przeniósł się do San Diego, gdzie niemal do końca życia mógł uprawiać ulubiony Surfing :)
    już oceniałe(a)ś
    13
    1
    wielu z nas wciąż podąża okrężną drogą: celem jest nie zachorować, a nie - wykonać milion testów na sekundę. Mamy już wiedzę, która pozwala nam uniknąć zachorowania więc ją stosujmy i tyle.
    @ostatnia_deska
    Ciekawe dlaczego ludzie w Europie chorują? Głupsi od nas?
    już oceniałe(a)ś
    5
    0
    @ostatnia_deska

    Najważniejsze w zapobieganiu to jest izolacja osób chorych. Co możesz powiedzieć o izolacji osób chory skoro nie wiesz kto jest chory?
    już oceniałe(a)ś
    2
    0
    na jakims pasku przeczytalem ze minister poinformowal ze w polsce zmarlo w zeszlym roku 250 osob na grype , to takie "uspokojenie" i hipokryzja w stosunku do koronawirusa ?..prosze o informacje ile ludzi ZMARLO NA RAKA ?
    @romanf
    śmiertelność chorych na grypę to ok. 1 promil (1 osoba na tysiąc chorych)
    w przypadku koronawirusa, jak podała ostatnio WHO, to 3,4 procenta...
    już oceniałe(a)ś
    4
    0
    @romanf
    Rocznie na raka umiera w Polsce 110 000 osób.
    już oceniałe(a)ś
    1
    0
    @cyk.lista
    VOILA ,dzieki za info , no a o tym cisza ?.problem jest grypa ?..ku?.mac
    już oceniałe(a)ś
    0
    0
    @liberator
    Śmiertelność 3,4% jest obliczona na podstawie ilorazu liczby wszystkich zakażonych i liczby zmarłych. To może być mylne - bezpieczniej byłoby podawać iloraz liczby wyleczonych i liczby zmarłych... tylko wtedy wychodzi 6%. Nie za fajnie co?

    Chociaż w drugą stronę te kalkulacje nie uwzględniają osób, które przeszły lekką formę i nigdy nigdzie nie zostały zarejestrowane jako zakażone. Ale ponieważ choroba jest nadal nieznana, a wirus może spowodować nieodwracalne zmiany w płucach i upośledzenie układu immunologicznego to może się okazać że ci wyleczeni po kilku tygodniach zarażają się wtórnie i umierają z innych przyczyn.

    Brak jest danych żeby to jednoznacznie stwierdzać.

    Na pewno nie jest to grypa - to jest poważna niebezpieczna choroba.
    już oceniałe(a)ś
    5
    0
    @liberator
    50%-80% zakażonych (zależnie od źródła danych) nie ma żadnych objawów, zdecydowana większość z nich nie jest ujęta w statystykach zachorowań. 3,4% trzeba więc podzielić przynajmniej przez 2.
    już oceniałe(a)ś
    0
    0
    Karry Mullis to była ciekawa postać. Poza tym, że wynalazł PCR, twierdził że wirus HIV nie powoduje AIDS i że kontaktowali się z nim kosmici za pośrednictwem gadającego szopa pracza...
    już oceniałe(a)ś
    2
    0