Методы лабораторного анализа для диагностики нового коронавируса SARS-CoV-2, вызывающего опасное инфекционное заболевание COVID-19

Несмотря на огромные усилия и значительные достижения в области общественного здравоохранения, борьба с инфекционными заболеваниями остается сложной задачей. Инфекционные заболевания создают значительный риск для здоровья человека и обусловливают четверть смертельных случаев во всем мире [1, 2].

Коронавирусы являются представителями обширного порядка Nidovirales из семейства Coronaviridаe подсемейства Orthocoronavirinae рода Betacoronavirus и могут вызывать респираторные заболевания [3]. Первый коронавирус был открыт в 1932 году (вирус инфекционного бронхита, IBV – infectious bronchitis virus, или коронавирус птиц), а в 1965 году открыты коронавирусы человека (HCоV – human coronaviruses). До ­настоящего времени идентифицированы шесть коронавирусов человека, а именно HCoV‑229E, ­HCo-HKU1, ­HCoV-OC43, HCoVNL63, а также вирусы, относящиеся к особо опасным, – SARS-CoV (коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома) и MERS-CoV (коронавирус ближневосточного респираторного синдрома) [4, 5].

Первый случай появления нового коронавируса SARS-CoV‑2 выявлен 12 декабря 2019 года в городе Ухань (провинция Хубей, Китайская Народная Рес­публика). Он представляет собой одноцепочечный РНК-содержащий вирус и относится к семейству Coronaviridae линии Beta-CoV B. Как и другие представители этого семейства, SARS-CoV и MERS-CoV, относится ко 2-й группе патогенности. Генетическая последовательность ­SARS-CoV‑2 сходна с последовательностью SARS-CoV по меньшей мере на 70%. По состоянию на конец марта 2020 года SARS-CoV‑2, вызывающий опасное инфекционное заболевание COVID‑19, проник уже в 168 стран и территорий мира, им заразились около 300 тыс. человек, более 13 тыс. скончались.

Морфология вирионов коронавирусов

Оболочечные вирусные частицы имеют округлую плеоморфную форму. Булавовидные поверхностные пепло­меры формируют «зубцы короны» длиной из тримеров гликопротеина S. Белок М является трансмембранным. Пентамеры белка Е формируют ионные каналы и представляют собой важный фактор вирулентности коронавирусов. Нуклеокапсид спиральной симметрии формируется фосфорилированным белком N в комплексе с геномной вирионной РНК [6] (рис. 1).

Жизненный цикл коронавирусов представлен на рисунке 2.

С помощью сканирующего трансмиссионного элект­ронного микроскопа представлено изображение вируса SARS-CoV‑2, выделенного у пациента из США (рис. 3).

Патогенез новой коронавирусной инфекции COVID‑19

Размножение вируса происходит в эпителии верхних и нижних дыхательных путей с диффузным повреждением альвеолоцитов и развитием пневмонии. При этом вирус вызывает повышение проницаемости клеточных мембран и усиленный транспорт жидкости, богатой альбумином, в интерстициальную ткань легкого и просвет альвеол с развитием интерстициального и альвеолярного отека. Разрушается сурфактант, что вызывает коллапс альвеол. В результате резкого нарушения газообмена развивается острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС).

Предполагается, что SARS-CoV‑2 (рис. 4) (вверху слева) передается через промежуточного хозяина для заражения дыхательных путей человека (вверху справа). При инфекции (нижняя панель) происходит взаимодействие шипов S-белка с рецепторами ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ‑2). Впоследствии поверхностные протеазы расщепляют S2, опосредующую слияние субъединицы S, которая запускает серию конформационных изменений, что приводит к слиянию между вирусной оболочкой и мембраной клетки-мишени [7].

Клинические особенности коронавирусной инфекции COVID‑19 представлены в таблице 1.

В группу риска тяжелого течения заболевания входят люди в возрасте >60 лет, пациенты с сахарным диабетом, болезнями органов дыхания, сердечно-сосудистой ­системы и онкологическими заболеваниями. Летальность составляет от 1 до 4%.

В настоящее время основным источником инфекции является больной человек, в т. ч. находящийся в инкубационном периоде заболевания. Коронавирус имеет относительно низкую вирулентность, т. е. для инфицирования необходимо достаточно продолжительное время контакта с больным человеком (>15 мин). Больной может заразить от 0 до 11 других людей. Средний инкубационный период – 5-6 дней, однако он может затянуться до 14 дней, а по некоторым данным и до 24. Скрининг на корона­вирусную инфекцию при помощи бесконтактного измерения температуры не очень эффективен, потому что во время инкубационного периода (т. е. уже после заражения, но еще до начала появления клинических симптомов) температура у зараженного остается нормальной. По опубликованным литературным данным, у 81% заболевших клиника легкая (они могут лечиться дома, главное – носить маску для ограничения инфицирования других, не выходить на улицу, не ходить в магазины и другие людные места). У 14% больных клиника тяжелая (они требуют госпитализации и, возможно, ингаляции кислорода для насыщения им крови), у 5% – критическая (их госпитализируют в реанимационные отделения). У заболевших коронавирусом людей средняя длительность от момента диагностики до прекращения выделения вируса составляет 20 дней (интерквартильный размах – от 17 до 24 дней, максимальная длительность – 37 дней), поэтому перед выпиской (вне зависимости от наличия или отсутствия симптомов) необходимо лабораторное тестирование для определения того, перестал ли выделяться коронавирус.

Алгоритм обследования пациента с подозрением на новую коронавирусную инфекцию, вызванную SARS-CoV‑2

Диагноз устанавливается на основании наличия клинических признаков COVID‑19, данных эпидемиологического анамнеза, клинического обследования и результатов лабораторных исследований.

Лабораторная диагностика коронавирусной инфекции COVID‑19

Лабораторная диагностика COVID‑19 подразделяется на общую и специфическую (табл. 2).

Отбор и транспортировка образцов для лабораторной диагностики COVID‑19

Рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по сбору и хранению образцов для лабораторного тестирования на COVID‑19 представлены в таблице 3 [8].

Рекомендуется использование образцов материала из верхних дыхательных путей, например, носоглоточных и ротоглоточных мазков, для выявления вируса. Однако необходимо следить за тем, чтобы носоглоточные мазки брались не из ноздрей, а непосредственно из носоглотки. Для взятия мазков из носоглотки и ротоглотки должны использоваться предназначенные для этой цели зонды, снабженные пробиркой с вирусологической транспортной средой. По возможности следует брать пробы как из верхних, так и из нижних дыхательных путей. Для подтверж­дения отсутствия вируса у клинически выздоровевших пациентов следует продолжать отбор образцов материала из дыхательных путей вплоть до получения двух подряд отрицательных результатов исследования. Частота взятия образцов зависит от конкретных обстоятельств. Тем не менее их следует отбирать не реже 1 раза в 2-4 дня. Если для перевода пациента из изолятора требуется несколько отрицательных результатов ПЦР-диагностики подряд, отбор образцов может выполняться ежедневно. Для выявления антител и подтверждения инфекции требуется анализ парных образцов сыворотки, однако одинарные образцы могут также быть использованы для выявления случаев с подозрением на заражение. По возможности парные образцы сыворотки следует отбирать с промежутком от 14 до 21 дня, при этом первый образец должен быть взят в течение первой недели заболевания. При использовании только одной пробы сыворотки ее необходимо брать по меньшей мере через 14 дней после обнаружения симптомов заболевания.

Продолжение следует.

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 6 (475), березень 2020 р.