Міфи та факти про COVID-19: діагностика та її довіра
Відповідні методи діагностики необхідні для правильного діагнозу COVID-19, а також для відповідних епідеміологічних заходів. Це нове захворювання найчастіше вражає дихальну систему людини, тому на практиці ми стикаємося переважно з симптомами респіраторних інфекцій, такими як кашель або проблеми з диханням. Методи візуалізації, як звичайний рентген грудної клітки, так і КТ, можуть виявляти нетипові запальні зміни в легенях, але вони не є патогномічними для COVID-19. Словацькою мовою це означає, що діагноз не можна поставити на підставі знахідок лише на легенях, хоча зображення може викликати сильну підозру. Остаточний діагноз ми визначаємо лише на підставі доказів наявності вірусу ГРВІ-CoV-2, т.зв. "Новий" коронавірус, який викликає COVID-19. Які тести беруть участь і наскільки вони точні?
Діагностика в інфекціології
Почнемо загалом. В інфекціології для того, щоб поставити остаточний діагноз будь-якого інфекційного захворювання, важливо довести наявність збудника. Існуючі методи можна розділити на дві великі групи - або прямі докази, або непрямі докази.
У першому випадку докажемо присутність бактерії, вірусу, грибка або паразита в організмі людини. У випадку паразитів, видимих неозброєним оком, як у випадку стрічкових черв’яків, зазвичай достатньо належного збору матеріалу або ендоскопічного дослідження (наприклад, колоноскопія - дослідження товстої кишки, яке показує наявність глистів або стрічкових черв’яків).
Гірше у випадку мікроскопічних монстрів, що ми не можемо побачити неозброєним оком. Знову ж таки, важливо зібрати відповідний матеріал - будь то сеча, нижній секрет дихальних шляхів, мазок з рани, збір стільця або спинномозкова рідина. У випадку бактеріального захворювання, як правило, при дослідженні звичайним світловим мікроскопом ми виявляємо бактеріальні клітини після відповідної обробки матеріалу. Таким чином ми також можемо діагностувати грибкові інфекції, напр. часті кандидози (до речі, це головна причина, чому твердження шарлатана про грибок кандида як збудника раку є цілковитою нісенітницею - ми бачили б це в плоті пухлини за допомогою простого дослідження в мікроскопі).
Проблема виникає з вірусними інфекціями, оскільки віруси настільки малі, що ми не бачимо їх навіть при дослідженні за допомогою світлового мікроскопа. Прямим доказом вірусів є пошук їх генетичної інформації в ДНК або РНК - залежно від вірусу. Ми можемо зробити це методом, який називається полімеразною ланцюговою реакцією (ПЛР).
Суть методу полягає у множенні генетичної інформації у зібраній вибірці, що дає можливість визначити, який тип генетичної інформації є у зібраному матеріалі. Це нагадує ідентифікацію на основі сканованих відбитків пальців - виявлена ДНК або РНК призначається вірусу, подібно до того, як ми призначаємо відбиток пальця підозрюваному злочинцю. До речі, біохімік Карі Мулліс виграв Нобелівську премію в 1993 році за винахід ПЛР.
Непряма діагностика спрямована не на доведення присутності самого збудника, а на зміни, що виникають в результаті його присутності. В основному це свідчення специфічних антитіл, які наша імунна система починає виробляти, коли стикається з бактерією, вірусом або іншим мікробом. Відповідно до підтипу ми можемо часто - але не завжди - визначати, чи це гостра інфекція, чи просто стан після зараження в минулому. Це звучить просто, але іноді інтерпретація буває дуже складною. Наприклад, при інфекційному гепатиті В ми розрізняємо кілька типів антитіл, і дуже важливо знати, що вони означають, щоб ми могли не тільки розрізнити гострий гепатит та хронічний гепатит, але й оцінити курс лікування або навіть просто оцінити ефективність вироблення антитіл після вакцинації. При вірусному гепатиті С практично неможливо визначити, подолана інфекція чи гостра лише на основі антитіл.
Чутливість та специфічність
Останні дві концепції перед початком коронавірусу.
Про надійність певного методу діагностики говорять:
чутливість - або навіть "чутливість", здатність виявляти захворювання. Уявіть пацієнта з хворим утворенням легенів. Якщо чутливість 100%, це означає, що обстеження у кожного пацієнта підтвердить зміни в легенях. Якщо чутливість становить 50%, тест підтвердить зміни в легенях лише у половини пацієнтів. У другій половині обстеження неправильно визначає, що легені «чисті» і не виявляють змін.
специфічність - можливість визначення конкретного діагнозу. Знову уявімо пацієнта з хворим утворенням легенів. Якщо тест є 100% специфічним, кожен пацієнт виявить, хто страждає на рак, а хто ще має доброякісні зміни в легенях. Якщо специфічність становить 50%, обстеження визначає, що половина хворих на рак є доброякісними. Таким чином, у половини пацієнтів рак буде неправильно виключено.
З цього випливає, що чим вища чутливість і специфічність діагностичного методу, тим точніше.
Коронавірус та пряма діагностика
Золотим стандартом для виявлення вірусу SARS-CoV-2 є метод ПЛР (зокрема, qRT-ПЛР). У медицині та діагностиці немає нічого на 100% взагалі. Існує ризик помилково позитивних, а також помилково негативних результатів. Словацькою мовою це означає, що здорову людину позначатимуть як хворий або, навпаки, людину, яка насправді має інфекцію, позначатимуть як здорову.
Це явище є не лише прерогативою COVID-19. Лікарі стикаються з неясними або хибними результатами при декількох захворюваннях - окрема глава, ймовірно, хвороба Лайма, коли різні запальні стани в організмі можуть спотворити результат діагностики.
Згадане вище порівняння методу ПЛР для ідентифікації відбитків пальців також вказує на точність обстеження. Якщо генетична інформація вірусу присутня у зібраному матеріалі, ПЛР знайде її. У разі непридатного матеріалу може статися помилково негативний висновок. Найчастіше мазок роблять з горла або носа. Помилка може статися при неправильній техніці мазка або, коротше кажучи, у ситуації, коли у пацієнта є ГРВІ-CoV-2 в організмі, але не в горлі чи носі.
Іншим фактором є правильне зберігання зібраного матеріалу та транспорт. Не всі лікарні оснащені лабораторією, здатною виявити новий коронавірус. На самому початку пандемії Словаччина також мала відправити зразки за кордон.
Недавній систематичний огляд оцінював результати повторних тестів у 957 негативних пацієнтів і дійшов висновку, що тест давав хибнонегативні результати у 2-29% випадків. Це відповідає чутливості між 71-98%. (1) З вищесказаного випливає, що позитивний результат тесту ПЛР має вищу інформативну цінність, ніж негативний результат. Отже, навіть якщо тест ПЛР негативний, але все ще є підозра на COVID-19, тест слід повторити і не покладатися на один результат.
Сучасні дослідження вказують на специфічність ПЛР-тестування 95%. (2) Ситуація залежить від країни, а тести ПЛР не скрізь є настільки надійними. Американське дослідження порівняло дев'ять тестів ПЛР - у США, Китаї, Німеччині та Гонконгу. Хоча всі вони здатні виявити присутність SARS-CoV-2, надійність цих тестів варіювалась залежно від методу обробки матеріалу.
Коронавірус та непряма діагностика
Ще однією можливістю діагностики інфекції є, як уже згадувалося вище, непрямі докази, які зосереджуються на виявленні в організмі конкретних речовин, що виникають в результаті зараження. Вірус атакує організм, імунітет починає боротися. Чи буде це успішним, невідомо, однак, частина білих кров’яних клітин почне виробляти антитіла. Як ці циркулюючі білки можуть вбити вірус?
Насправді вони його не вбивають. Антитіло зв'язується з тими частинами вірусу, які важливі для проникнення в клітину людини. Це насправді нейтралізує його, і вірус залишається в позаклітинному просторі, де він не може розмножуватися. У той же час, прикріплюючись до нього, він позначає його, і наша імунна система надсилає білі кров’яні клітини, які його руйнують. Позначений вірус призначений для білих кров'яних тілець як проблискове світло в темряві.
Оскільки різні віруси та бактерії мають різну поверхню, імунна система повинна виробляти різні антитіла до різних інфекцій. Якщо ми можемо виявити наявність антитіла, спрямованого на певний збудник, ми знаємо, що наша імунна система вже стикалася з цим. У той же час тестування антитіл вимагає знання точного складу частинок вірусу, щоб знати, які антитіла шукати.
ГРВІ-CoV-2 належить до групи коронавірусів, які є загальними причинами застуди. Тож більшість людей вже захворіли на якийсь коронавірус. Пов’язані віруси схожі між собою (зрештою, вони належать до однієї групи), і тому існує ризик «перехресної реакції» при тестуванні на антитіла. Іншими словами, тест може показати COVID-19, навіть якщо пацієнт інфікований лише іншим поширеним коронавірусом. Тому шукають молекулу вірусу, специфічну для ГРВІ-CoV-2.
Цікаво, що поки що здається, що підходящим кандидатом є структурний спайковий білок. Це дуже специфічно, але не виключається і перехресна реактивність.
Отже, ось кілька факторів, які впливають на результат тесту. У лабораторних тестах ми маємо високу ступінь достовірності правильного результату. Існує ризик помилкової позитивності, особливо для "тестів швидкості", які також можна придбати в Інтернеті.
Досі незрозуміло, чи означає наявність антитіл стійкість до хвороби для людини, яка перемогла COVID-19. У нас недостатньо даних, щоб стверджувати, чи є і як довго такі пацієнти імунітетом. На підставі попередніх висновків, а також минулого досвіду з ГРВІ та МЕРС, підраховано, що принаймні частковий імунітет формується і триває близько трьох років. (4)
Сучасні тести на антитіла проти COVID-19 показують високу чутливість (майже до 100%) та специфічність (до 99,8%). (5, 6) Однак на результати впливає час тестування - напр. у перші 7 днів зараження виявлено, що чутливість тесту на антитіла методом ІФА була нижче 30%. Це означає, що понад 70% пацієнтів з COVID-19 будуть залишені без уваги. Чутливість зростає із тривалістю захворювання, досягаючи понад 94% після третього тижня. (7)
Тож ці тести надійні чи ні?
Помилковий негатив, помилковий позитив. Це схоже на те, що ми не надто впевнені, чи надійні результати тестів. Ми можемо поставити під сумнів усі негативні результати?
Хороше питання. Насправді в основі правильного діагнозу лежить правильний вибір пацієнтів. Ми вказуємо обстеження на основі дотестової ймовірності захворювання. Різниця полягає в тому, чи є пацієнт безсимптомним та з Словаччини, чи кашляє та походить із США, де пандемія широко розгулюється. Ми також застосовуємо ймовірність попереднього тесту при інших обстеженнях у медицині - наприклад за показанням обстеження серцевого катетера. Не кожен біль у грудях означає серцевий напад. Якби ми ігнорували ймовірність попереднього тесту, тоді молоде покоління у віці до тридцяти років, яке зазвичай страждає на сколіоз, регулярно лежало б у кардіології.
Поширеність, тобто виникнення захворювання, також необхідна для правильного відбору пацієнтів. У країнах, де рівень захворюваності низький, наприклад, у Словаччині, не потрібно обстежувати кожного пацієнта, який приходить, скажімо, на очний огляд. Однак якщо це вічна людина із будинку престарілих, де вірус виник, доцільно перевірити його. Звичайно, це спрощене пояснення питання, і остаточне рішення залежить від кількох професійних деталей, а також від рішення епідеміологів. Чим вища поширеність, тим вища прогностична цінність результату ПЛР.
Як і при прямій діагностиці, вірогідність захворювання перед тестом, яка визначає появу COVID-19 у популяції, відіграє певну роль у виявленні антитіл. При низькій частоті захворювань може бути до 6% хибнопозитивних тестів.
Висновок
Питання діагностики COVID-19 набагато складніше, і якби ми хотіли розібратися з ним детально, більшість читачів, напевно, нудьгували б з двох сторін. Важливо усвідомити, що ми маємо відносно надійні тести, які, проте, не мають помилок, і використання яких повинно бути правильно вказано. Оскільки кілька країн створюють власні тестові набори, надійність діагностики може різнитися залежно від країни.
Ми змогли представити вам цю статтю завдяки підтримці Patreone. Символічний внесок також допоможе нам публікувати більше якісних статей.