Codziennie docierają do nas komunikaty medialne o nowych zakażeniach koronawirusem. Zacznijmy w związku z tym od podstawowego pytania – w jaki sposób COVID-19 jest diagnozowany?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Istnieją trzy metody diagnostyki laboratoryjnej w kierunku wirusa SARS-CoV-2. Pierwsza metoda polega na wykrywaniu materiału genetycznego, czyli kwasów nukleinowych (tu RNA), wchodzących w skład wirusa - są tzw. testy PCR. Drugi sposób to testy antygenowe, które również wykrywają obecność wirusa, tylko działają na innej zasadzie. W testach antygenowych poszukujemy białek wirusa, podczas gdy w testach PCR identyfikujemy kwas nukleinowy, czyli materiał genetyczny wirusa. Testy PCR i testy antygenowe mogą być stosowane wymiennie w początkowej fazie zakażenia. Jedno i drugie badanie wykonuje się z materiału pobranego z dróg oddechowych.

Trzeci sposób to metody pośrednie, które polegają na ocenie odpowiedzi układu odpornościowego, na zakażenie która przejawia się produkcją swoistych przeciwciał występujących m.in. w surowicy krwi. Są to tzw. metody serologiczne, które wykrywają przeciwciała skierowane przeciw białkom, czyli antygenom wirusa SARS-CoV-2.

Jakie odpowiedzi daje wynik testu PCR, będący podstawą postawienia diagnozy zakażenia wirusem SARS-CoV-2?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Badanie PCR daje odpowiedź na pytanie, czy aktualnie u pacjenta toczy się zakażenie i czy wirus jest obecny w organizmie. Warunkiem uzyskania wiarygodnego wyniku PCR jest pobranie materiału w odpowiednim czasie, czyli w pierwszej fazie zakażenia i z odpowiedniego miejsca. Rutynowa diagnostyka metodą PCR obejmuje materiał z dróg oddechowych, który pobierany jest z gardła, jamy ustnej lub z nosa. Materiał zawierający złuszczające się komórki nabłonka, zbierany jest wymazówką, czyli pałeczką służącą do wymazów. W ciężkich przypadkach badane są również popłuczyny oskrzelowe pobierane z oskrzeli przy pomocy bronchoskopu, a także materiał z tchawicy. Mówi się o tym, że wirus może zakażać również nabłonek układu pokarmowego i może być dłużej wydalany z organizmu niż 2 tygodnie. Rutynowo nie przeprowadza się badań z nabłonka w układzie pokarmowym, choć takie możliwości również są. Kryterium wyleczenia, jest uzyskanie dwukrotne ujemnego wyniku testu PCR, pobranego w odstępie co najmniej 24 godzin.

Czytaj także: Raport specjalny o koronawirusie

Co można powiedzieć o skuteczności metody PCR?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Czułość diagnostyczna metod molekularnych nie jest idealna i nie wynosi 100%. Zależy ona zarówno od fazy zakażenia, ale też od sposobu pobrania materiału i rodzaju tego materiału. Największą wykrywalnością cechują się takie materiały jak popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe (BAL) i plwocina oraz aspiraty tchawicze (72-93%). Nieco mniej czułe są badania wykonywane na wymazach z jamy nosowej (nosogardzieli) – tu czułość wynosi około 63%. Najmniej zakażeń wykrywamy badając materiał pobrany z gardła – tu czułość testów PCR wynosi tylko 32%. Istnieje więc bardzo duża szansa, że zakażony pacjent przy jednokrotnym testowaniu uzyska ujemny wynik badania!

Wiemy już, jakie informacje daje wynik testu PCR. W takim razie, jakich informacji nie uzyskamy z testu PCR?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Test PCR na pewno nie pokazuje przebytego zakażenia. Wiemy, że przynajmniej teoretycznie wirus utrzymuje się ok 2-3 tyg. w organizmie. W tym czasie można oczekiwać dodatnich wyników testów PCR czy testów antygenowych. Natomiast po tym okresie, pacjent może mieć dalej objawy z dróg oddechowych – duszności czy nawet trwałe zmiany z tkance płucnej i pomimo utrzymywania się objawów, wirus może być już niewykrywalny metodą PCR. Wtedy dużego znaczenia nabierają testy serologiczne. Testy serologiczne pozwalają zidentyfikować przebyte zakażenie w momencie, w którym wirus został już wyeliminowany z organizmu w sposób naturalny lub za pomocą leków. Test serologiczny można wykonać u pacjenta, który znalazł się poza tzw. oknem serologicznym, czyli jego organizm zaczął wytwarzać przeciwciała przeciw wirusowi, występujące w klasach IgM, IgA i IgG. Zazwyczaj okno serologiczne w COVID-19 wynosi ok 8-10 dni. U każdego pacjenta ten okres będzie inny. Okno serologiczne może trwać u jednego pacjenta 7, u drugiego 10, a u trzeciego 14 dni od zakażenia.

Co kryje się pod klasami IgM, IgA i IgG przeciwciał w testach serologicznych?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Żeby odpowiedzieć na to pytanie, musimy przyjrzeć się dynamice odpowiedzi immunologicznej w przebiegu zakażenia wirusem. Odrębność klas wynika z ich budowy. Każda klasa przeciwciał wykazuje osobne funkcje ochronne i neutralizujące wirusa. Jako pierwsze powstają przeciwciała klasy IgM. W drugiej kolejności pojawiają się przeciwciała klasy IgA i IgG. Te ostatnie, czyli IgG, z reguły zostają w organizmie na dłużej, nieraz do końca życia, dając w zależności od choroby odporność czasową lub dożywotnią. Przeciwciała klasy IgM przeciw SARS-CoV-2 utrzymują się stosunkowo krótko – są obecne w organizmie kilka tygodni. Różnica czasowa między pojawieniem się przeciwciał IgM i pozostałych przeciwciał (IgA i IgG) jest stosunkowo niewielka i wg. doniesień wynosi maksymalnie 2-3 dni. Zasadniczo przyjmujemy, że przeciwciała pojawiają się co najmniej 8-10 dnia od zakażenia, czyli teoretycznie kilka dni po pojawieniu się objawów. Natomiast przeciwciała klasy IgA są przeciwciałami związanymi z zakażeniami obejmującymi drogi śluzowe. Pojawiają się w przebiegu zakażeń dróg oddechowych, przewodu pokarmowego, albo układu moczowo-płciowego. W tych 3 rodzajach zakażeń możemy oczekiwać pojawienia się przeciwciał klasy IgA w krwi i na błonach śluzowych. W zakażeniu CoV-2 przeciwciała IgA utrzymują się nieco dłużej niż klasa IgM i mogą również wskazywać na toczące się lub niedawno przebyte zachorowanie.

Co zatem w przypadku wirusa SARS-CoV-2 oznacza wykrycie przeciwciał IgM, IgA i IgG?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: W diagnostyce serologicznej COVID-19 oznaczamy przeciwciała w 3 klasach: IgG, IgA i IgM. W przypadku wirusa SARS-CoV-2 przeciwciała wszystkich klas pojawiają się prawie jednocześnie. Najkrótszym okresem występowania charakteryzują się przeciwciała klasy IgM. Można uznać, że to przeciwciała IgM powinny nas informować o świeżym czy ostrym zakażeniu, choć nie zawsze tak jest. Nieco dłużej niż przeciwciała IgM utrzymują się przeciwciała klasy IgA, które pojawiają się jednocześnie z przeciwciałami klasy IgG, po około 2 dniach po pojawieniu się IgM. Zdarzają się sytuacje, gdy pacjent nie wytwarza przeciwciał w klasie IgM lub stężenie przeciwciał IgM jest niskie i nie są one wykrywane w testach. Wtedy rolę diagnostyczną przejmuje klasa IgA, która jest również nośnikiem informacji o niedawnym zakażeniu. Przy świeżym zakażeniu pojawiają się albo równocześnie przeciwciała klasy IgM i IgA, albo IgM lub IgA. Można uznać, że w przebiegu świeżego zakażenia na pewno któraś z tych dwóch klas będzie dodatnia. Dlatego u pacjentów, u których nie wykryto przeciwciał w klasie IgM, należy wykonać badanie w kierunku IgA. A optymalnym rozwiązaniem jest wykonanie testów serologicznych w trzech klasach. Taki wynik zapewnia najszerszy wachlarz możliwości interpretacyjnych.

Testy serologiczne oparte są na innej zasadzie działania niż testy PCR. Jakie odpowiedzi daje wynik testu serologicznego pacjentowi, który przyjdzie na takie badanie do laboratorium?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Odpowiedź zależy od tego, czy pacjent ma lub miał objawy wskazujące na zakażenie. Jeśli pacjent ma objawy, które utrzymują się stosunkowo krótko, czyli od 3 do 4 dni, istnieje duże prawdopodobieństwo, że jest to początkowy okres produkcji przeciwciał i wykonywanie badań serologicznych w tym okresie może być obarczone większym ryzykiem fałszywie ujemnego wyniku. Testy serologiczne nie powinny być stosowane w takiej sytuacji, jako jedyne narzędzie do rozpoznania ostrego zakażenia. Natomiast, jeśli pacjent przeszedł w przeszłości objawy sugerujące zakażenie COVID-19 lub podejrzewa przechorowanie bezobjawowe, wtedy wykonanie badań serologicznych, da nam odpowiedź na pytanie, czy rzeczywiście było to zakażenie wirusem SARS-CoV-2, czy inna infekcja.

Przeciwciała IgG utrzymują się przynajmniej kilka, kilkanaście miesięcy od zakażenia. Nie ma jeszcze co prawda takich danych na temat zakażeń SARS-CoV-2, jednak szacuje się taki okres patrząc na analogie nowego wirusa z SARS-CoV(-1) i MERS-CoV, czyli zakażeniami spowodowanymi przez koronawirusy w dwóch ostatnich dekadach. U tych pacjentów przeciwciała utrzymywały się nawet do 3 lat po zakażeniu. Mówi się, że obecność przeciwciał, zwłaszcza przeciwciał klasy IgG, pojawiających się najpóźniej w przebiegu zakażenia SARS-CoV-2, pełni rolę ochronną. Oznacza to, że nawet, jeśli dojdzie do kolejnego kontaktu z wirusem SARS-CoV-2 i do kolejnego zakażenia, przebieg zakażenia będzie potencjalnie łagodniejszy, albo może być w ogóle bezobjawowy.

Czytaj także: Dlaczego osoby zdrowe mogą mieć pozytywny wynik testu na koronawirusa?

Na wynik testów serologicznych ma wpływ dynamika wytwarzania przeciwciał. Na rynku dostępne są różnego rodzaju testy serologiczne. Czy testy serologiczne różnią się między sobą, i te różnice również wpływają na wynik?

Prof. Tomasz Wielkoszyński: Wśród testów serologicznych dysponujemy szerokim wachlarzem możliwości. Na rynku dostępne są testy kasetkowe i paskowe, przypominające wyglądem test ciążowy. Takie testy pacjent jest w stanie wykonać sam w domu, pobierając krew przez nakłucie palca. Są też testy wymagające specjalistycznej aparatury i wyszkolonego personelu, które na pewno są bardziej zaawansowane technologicznie i podlegają lepszej kontroli jakości, zarówno u producenta, jak i kontroli bieżącej w laboratorium przeprowadzającym badania. Praktyka pokazuje, że można spotkać testy kasetkowe różnej jakości. Wszystkie są z reguły produkcji chińskiej. Ponieważ choroba jest stosunkowo młoda, testy nie są jeszcze prawidłowo zwalidowane i stąd praktyka nakazuje nam większą ostrożność w interpretacji wyników takich testów kasetkowych. Wyniki fałszywie ujemne mogą wynikać po pierwsze z okresu okna serologicznego, po drugie z niewłaściwej standaryzacji, będącej wynikiem konstrukcji testu i niewłaściwej czułości analitycznej testu, związanej z wykrywaniem określonych stężeń przeciwciał w próbce. Mogą być również efektem nieprawidłowego pobrania krwi i wykonania badania przez pacjenta, który przecież nie jest wyszkolonym pracownikiem laboratorium.

Prof. Tomasz Wielkoszyński - lekarz, doktor habilitowany nauk medycznych i profesor nadzw. dąbrowskiej WSPS. Twórca Centrum Medycznego Wielkoszyński, od 2008 roku specjalizuje się w badaniach wykrywających boreliozę oraz inne choroby przenoszone przez kleszcze. Przeprowadził wiele krajowych i międzynarodowych projektów badawczych dotyczących diagnostyki serologicznej chorób zakaźnych, m.in. boreliozy. Na co dzień prowadzi ze studentami zajęcia z immunologii, bakteriologii i wirusologii oraz chorób zakaźnych.

Więcej informacji na stronie wielkoszynski.pl.