SZYBKA REJESTRACJA ONLINE - W 3 KLIKNIĘCIACH, 24/7

Oszukani przez wirusa – SARS-CoV-2

Krótko o koronawirusie

Koronawirus SARS-Cov-2, podobnie jak inne wirusy, jest tworem półmartwym, składającym się z chroniącej materiał genetyczny osłonki i kilku rodzajów białek. Do replikacji (namnażania) potrzebuje gospodarza (hosta) w postaci żywej komórki. Wirus po zainfekowaniu hosta, przejmuje kontrolę nad jego procesami metabolicznymi i nakazuje kopiowanie własnego materiału genetycznego, gromadzenie produktów potrzebnych do tworzenia kopii wirusa, a także uwalnianie namnożonych form do środowiska zewnątrzkomórkowego. Unikatową cechą tego wirusa jest posiadanie własnej maszynerii naprawiania mutacji w jego materiale genetycznym. Skutkuje to jego prawie bezbłędnym namnażaniem i długim bytowaniem w środowisku. 

Działanie to nie pozostaje jednak niezauważone. W ciągu kilku minut od wniknięcia patogenu do organizmu, układ odpornościowy rozpoczyna interwencję. Jest to reakcja odpowiedzi immunologicznej wrodzonej, której pierwszą linię obrony stanowią wyspecjalizowane komórki (fagocytarne komórki krwi i makrofagi tkankowe). Zwykle mechanizm wykrywania patogenów przez komórki odporności wrodzonej jest efektywny, a jego szybka reakcja wystarcza do skutecznej eliminacji zagrożenia. Czy jest tak zawsze? Niestety nie. Niektóre patogeny przebiegle zwodzą nasz organizm. Tak jest także w przypadku wirusa SARS-CoV-2.

Jak układ immunologiczny reaguje na wirusa? Czyli powtórka z immunologii.

Jakie są rodzaje odporności i za co odpowiadają?

Kluczowym do pokonania zakaźnego patogenu jest wzmocnienie odpowiedzi odpornościowej. Określenie profilu osób, które rozwinęły odporność na ponowną infekcję koronawirusem będzie podstawą do tworzenia skutecznych metod leczenia lub szczepionek. 

Odpornością nazywa się zdolność organizmu do aktywnej i biernej ochrony przed patogenami i nowotworami, a jest ona rezultatem współdziałania odporności wrodzonej i nabytej. 

Zadaniem odporności wrodzonej jest wykrycie zagrożenia szybko i w taki sam sposób przy każdorazowym kontakcie z danym patogenem. Podstawową reakcją komórek odporności wrodzonej na pojawienie się patogenu jest ostry odczyn zapalny. 

Natomiast odporność nabyta (swoista) odpowiada za rozpoznawanie specyficznych substancji (antygenów) pochodzących od patogenów. Odporność ta  wykazuje większą skuteczność w razie ponownego kontaktu z patogenem dzięki pamięci komórek układu odpornościowego.

Odpowiedź immunologiczna jest to współdziałanie dwóch rodzajów odporności - wrodzonej i nabytej. 

Zapoczątkowanie odpowiedzi immunologicznej jest wynikiem pokonania przez patogeny barier anatomicznych skóry lub błon śluzowych – głównych dróg wnikania patogenów do organizmu człowieka. Następnie antygeny np. wirusa, są wykrywane przez wyspecjalizowane komórki (limfocyty B i T). 

Na czym polega podstęp koronawirusa?

Działanie wrodzonego układu odpornościowego opiera się na wykrywaniu błędnych sygnałów pojawiających się w organizmie. Błędnym sygnałem może być obcy materiał genetyczny (RNA) wirusa, który świadczy o infekcji. Zatem, gdy nasze komórki patrolujące wykryją obcy RNA unoszący się we krwi, zaalarmują układ odpornościowy i zmobilizują go do pracy.

Istnieje wiele rodzin specyficznych receptorów znajdujących się na powierzchni komórek, których zadaniem jest właśnie szukanie i rozpoznawanie różnych wariantów antygenów (np. receptory TLR, RIG-I etc.). 

Człowiek jako organizm, jest zatem wyposażony w niezbędne do walki z wszelkimi patogenami oręża. Wirusy jednak nie pozostają bezbronne. Są to organizmy bardzo stare, które w ciągu stuleci rozwinęły własne metody przetrwania. Wiele z nich potrafi oszukać nasz organizm i zahamować lub skutecznie zakłócić działanie układu odpornościowego. Dzięki temu wirusy pozostają przez jakiś czas niezauważone. Używają do tego wyszukanych narzędzi, powodujących np. tłumienie wydzielania białek sygnałowych (interferonów) naszych komórek. Mechanizm działania wirusa SARS-CoV-1, odpowiedzialnego za epidemię SARS w 2003 r., polegał właśnie na obniżaniu produkcji interferonu typu I i znacznie opóźniał napływanie komórek odpornościowych. Wydaje się, że mechanizm działania SARS-CoV-2 jest podobny, jednakże stale są prowadzone badania nad kinetyką przebiegu infekcji. 

Jakie są rodzaje przeciwciał i jaka jest ich rola?

Układ odpornościowy rozpoznaje szerokie spektrum patogenów. Głównym wyzwaniem dla organizmu jest utrzymanie jego aktywności na odpowiednim poziomie. Odbywa się to dzięki zaangażowaniu złożonych szlaków sygnalizacyjnych oraz mechanizmów, ich wzbudzania i hamowania.

Kluczem do kierowania tymi procesami, było zaprzęgnięcie przez organizm gigantycznej biblioteki wyspecjalizowanych białek (glikoprotein), których główną funkcją jest wiązanie specyficznych antygenów. Są to przeciwciała (immunoglobuliny). 

Przeciwciała są przenoszone na powierzchni komórek B, a każdy człowiek ma nieco odmienną ich kolekcję. Istnieje 5 głównych klas immunoglobulin: IgG, IgM, IgA, IgE i IgD. W przypadku infekcji najistotniejszą rolę odgrywają IgM i IgG. IgM powstają na początku infekcji, w fazie aktywnej. Wytworzenie IgG przez organizm zajmuje więcej czasu i ich poziom we krwi także dłużej się utrzymuje. Mechanizmy wytwarzania immunoglobulin są niesamowicie imponujące i skomplikowane. Naukowcy, którzy trudzą się nad ich rozwikłaniem zasługują na wielki szacunek. 

Jak wyżej wspomniano, substancja wiążąca się z przeciwciałem, nazywana jest antygenem. Na pojawienie się nowego antygenu w organizmie jako pierwsze reagują komórki B. Skutkuje to rozpoczęciem procesu wybiórczego namnażania (selekcji klonalnej). Gdy antygen zwiąże się z przeciwciałem, tworząc kompleks przeciwciało/antygen, zostaje on wchłonięty do wnętrza komórki B, gdzie sam antygen zostaje pocięty i z powrotem wysłany na powierzchnię komórki jako integralna część jej błony. Następnie, gdy pomocnicza komórka T zwiąże się z komórką B o nowym wzorcu błony, komórka B zostaje pobudzona do szybkich podziałów. Część nowopowstałych  potomnych komórek staje się komórkami plazmatycznymi, które produkują ogromną liczbę klonów przeciwciał. W ten sposób rozpoczyna się uwolnianie immunoglobulin do krwioobiegu i układu limfatycznego. Pozostała część komórek potomnych staje się komórkami B pamięci. Pozwala to na dodanie do naszej kolekcji nowych rozpoznanych antygenów. Dzięki temu nasz organizm przy następnym kontakcie z nimi będzie mógł zareagować zdecydowanie szybciej i efektywniej, ponieważ już zna substancję.

W tym momencie przerwijmy powtórkę z immunologii. Krótko opisane zasady działania układu odpornościowego pozwolą na zrozumienie kontrowersyjnej metody wykrywania SARS-CoV-2 – metody immunochromatograficznej. Testy immunochromatograficzne płytkowe czy serologiczne ELISA (z ang. enzyme-linked immunosorbent assay) opierają się właśnie na detekcji specyficznych dla SARS-CoV-2 przeciwciał wytworzonych podczas zetknięcia organizmu z wirusem.

testy

Budowa i zasada działania testów płytkowych

Testy płytkowe są stosunkowo niedrogą, prostą w użyciu, szybką, mobilną metodą wykrywania różnych substancji i są popularnie stosowane w medycynie (popularne testy na obecność hCG w moczu - testy ciążowe, testy na wirus HIV, wirusy grypy A i B itd.) oraz weterynarii (wykrywające występujące u zwierząt adenowirusy, koronawirusy, parwowirusy, rotawirusy i inne). Testy immunochromatograficzne płytkowe mają ogromny potencjał diagnostyczny ze względu na to, iż ich wynik jest niemal natychmiastowy - już po 10 minutach i nie wymaga on skomplikowanej analizy. 

Test płytkowy 2019-nCoV służy do wykrycia przeciwciał klasy IgG i IgM skierowanych przeciwko SARS-CoV-2, znajdujących się we krwi lub osoczu osoby badanej. Test składa się z dwóch pól testowych i jednego pola kontrolnego. 

W polach testowych znajdują się zaadsorbowane przeciwciała przeciwko IgG i IgM człowieka, zwykle  związane w kompleksie z koloidalnym złotem. Wewnątrz płytki testowej znajduje się pasek, składający się z 4 części: części próbnikowej, części zawierającej koniugat, nitrocelulozowej membrany i części absorbującej. Kropla krwi lub osocza wraz z buforem przemieszcza się wzdłuż membrany nitrocelulozowej dzięki zjawiskom mikrokapilarnym. Po wchłonięciu próbki przez membranę, w przypadku próby dodatniej, antygen wiąże się z kompleksem koloidalnego złota i przeciwciał, formując barwny pasek w oknie testowym. Interpretacja wyniku jest prosta, bowiem polega na wizualnym potwierdzeniu lub wykluczeniu obecności antygenów w badanej próbce na podstawie wizualnej oceny wybarwionych pasków. 

Testy immunochromatograficzne (płytkowe) są uproszczeniem metody ELISA, gdzie reakcja wiązania przeciwciał przebiega zamiast na papierze chromatograficznym (membranie nitrocelulozowej), to na plastikowej płytce z 96 dołkami, opłaszczonymi innym przeciwciałem lub antygenem związanym z sondą fluorescencyjną (w zależności od rodzaju testu). Metoda ELISA wymaga jednak więcej czasu w samym przygotowaniu próbki, jak i w oczekiwaniu na wynik. Jest także bardziej kosztowna, nie tylko ze względu na odczynniki i aparat potrzebny do odczytania wyniku testu, ale także z powodu konieczności angażu doświadczonego diagnosty lub laboranta.

Zrzut ekranu 2020 04 14 o 15.24.29

Doniesienia naukowe opisują wykorzystanie testów płytkowych w krajach azjatyckich tj. Chiny, Korea Południowa, Singapur, Tajwan, jako metody przesiewowej (screeningowej) osób zakażonych SARS-CoV-2. W krajach tych przebadano 78% populacji i wykazano, że testy te dają wiarygodne wyniki. W publikacjach ukazanych w renomowanych czasopismach tj. Nature, Science, Lancet opisano porównanie wyników przeprowadzonych za pomocą testu płytkowego.

Dzięki wdrożeniu tej metody możliwe było szybkie wychwycenie osób w trakcie aktywnej infekcji i ich izolowanie. Następnie przebadanie wszystkich osób, z którymi osoby zakażone miały kontakt. Na tej podstawie stworzono schematy postępowania epidemiologicznego. Pierwszym testem był test płytkowy, jeśli wyszedł dodatni - kierowano te osoby na potwierdzenie testem PCR (z ang. polimerase chain reaction, test łańcuchowej reakcji polimerazy, zwany testem genetycznym lub molekularnym). Gdy test PCR także okazał się dodatni osoby poddawano leczeniu lub izolowano w zależności od objawów klinicznych. 

Wprowadzenie testów płytkowych jest też rozwiązaniem ekonomicznie korzystnym. Jest to metoda niedroga, znacznie tańsza niż testy PCR. Zatem przebadanie dużej ilości osób jest po pierwsze mało kosztowne, a po drugie nie obciąża personelu medycznego, bowiem ich wykonanie nie wymaga żadnego doświadczenia laboratoryjnego. 

Poza korzyścią ekonomiczną są i korzyści epidemiologiczne. Zbadanie tak dużej ilości osób pozwala na wnioskowanie o nabywaniu przez populację odporności na wirusa oraz na badanie samej dynamiki Covid19. Ponadto, stosowanie testów płytkowych wraz z testami PCR daje pełniejszy obraz odpowiedzi klinicznej. Naszym zdaniem, testy płytkowe powinny być traktowane jako wstępna metoda komplementarna do badań PCR.

W świetle ostatnich wiadomości o terapii osoczem ozdrowieńców, testy płytkowe opierające się na detekcji przeciwciał IgG i IgM, pozwalają także na szybkie odłowienie osób, które przeszły już (możliwe, że bezobjawowo) Covid19. Dzięki tej prostej metodzie możemy wskazać osoby, które stale mają wykrywalne IgG i poprosić o dobrowolne oddanie krwi. Osocze odseparowane od krwi (po uprzednim potwierdzeniu testem PCR, że nie ma w niej już wirusa) posłużyłoby jako terapia dla chorych w stanie ciężkim. 

Nasza misja

Nasz Szpital Dworska jako pierwszy w Polsce udostępnił testy płytkowe, kierując się nie tylko dobrem naszych pacjentów i personelu medycznego, ale także misją przebadania jak największej ilości osób w naszym kraju. Pierwsi uruchomiliśmy sprzedaż wysyłkową testów, aby były one osiągalne także dla osób, które z różnych powodów nie mogą do nas dotrzeć. 

Wierzymy, że dzięki temu przyczynimy się do zapewnienia im większego bezpieczeństwa, wspomagając służby sanitarne. Stworzona przez nas baza danych epidemiologicznych wszystkich przebadanych pacjentów stanie się wielką pomocą dla lekarzy i naukowców, pracujących nad nowymi terapiami, szczepionkami czy metodami diagnostycznymi SARS-CoV-2.

Autor: dr n.med. Kamila Rawojć

Referencje:

  • Guo L, Ren L, Yang S et al. Profiling Early Humoral Response to Diagnose Novel Coronavirus Disease (COVID-19). Clin. Infect Dis 2020.
  • U.S. Food & Drug Administration Recommendations for Investigational COVID-19 Convalescent Plasma, April 2020.
  • COVID-19 Research in Brief: 4 April to 10 April, 2020, Nature Reviews, 10 April 2020.
  • Wölfel R, Corman VM, Guggemos W et al. Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019. Nature, 1 April 2020.
  • Kupferschmidt K, Cohen J. Race to find COVID-19 treatments accelerates. 27 March 2020.
  •  Chinazzi M, Davis J, Ajelli M et al. The effect of travel restrictions on the spread of the 2019 novel coronavirus (COVID-19) outbreak. Science, 6 March 2020.
  • Kong WH, Li Y, Peng MW, Kong DG et al. SARS-CoV-2 detection in patients with influenza-like illness. Nature Microbiology, 7 April 2020.
  • Cheng VCC, Lau SKP, Woo PCY et al. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus as an Agent of Emerging and Reemerging Infection. Clin Microbiol Rev. 2007 Oct; 20(4): 660–694.

 

 

Spis treści

Kontakt

ul. Dworska 1B, 30-314 Kraków
[email protected]


Szpital Dworska - Kraków

Godziny otwarcia

Poniedziałek:
7:30 - 20:30
Wtorek:
7:30 - 20:30
Sroda:
7:30 - 20:30
Czwartek:
7:30 - 20:30
Piątek:
7:30 - 20:30
Sobota:
7:30 - 14:00
Niedziela:
nieczynne
lokalizacja parkingu

Parking koło Szpitala Dworska - wjazd od ulicy Bułhaka