Sars coronavirus 2 рнк обнаружен что это значит
Новые ущербы от инфекции SARS-CoV-2 за пределами дыхательной системы
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Все мы помним, как с начала декабря 2019 года в китайском городе Ухань был выявлен ряд случаев пневмонии, связанных с коронавирусной инфекцией COVID-19 c серьезными симптомами, такими как респираторные проблемы (кашель, одышка, поражение легких) и лихорадка. Но вы когда-нибудь задумывались о том, что же происходит с остальными органами нашего тела? Так давайте разберём, как крошечный вирус может поражать не только дыхательную систему, но и вызвать повреждение других систем человеческого организма.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Школьная» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Партнеры номинации — медико-биологическая школа «Вита» и «Новая школа».
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Введение
Согласно исследованиям немецких ученых, SARS-CoV-2 проникает внутрь организма с помощью клеточного рецептора — ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2; ACE2 — англ.), который специфически синтезируется в определенных органах и тканях. Соответственно, ACE2 играет важную роль в регуляции сердечно-сосудистой, кишечной, почечной и репродуктивной функций [1]. Попав в систему кровообращения, коронавирус, вероятнее всего, распространяется через кровоток [2]. Следуя этим данным, мы можем понять, как SARS-CoV-2 заражает не только дыхательную систему, но и представляет потенциальную угрозу для пищеварительной и мочеполовой систем, ЦНС и системы кровообращения.
Рисунок 1. Поражения органов, подтвержденные клиническими признаками или биопсией, у пациентов с COVID-19
Рисунок 2. Механизм вторжения SARS-CoV-2 в клетку
SARS-CoV-2 и пищеварительная система
Помимо главного рецептора ACE2, SARS-CoV-2 использует трансмембранную сериновую протеазу 2 (TMRPSS2), фермент, который также экспонируется на эпителиальных клетках тонкой кишки. Он способствует проникновению вируса в клетки [3]. Активность SARS-CoV-2 может вызывать модификации ACE2 в кишечнике, которые повышают восприимчивость к воспалению кишечника и диарее. ACE2 оказывает значительное влияние на состав кишечной микробиоты [4]. Первичные воспалительные стимулы вызывают высвобождение в систему кровообращения микробных продуктов и цитокинов, которые могут вызвать микробный дисбиоз и воспалительную реакцию.
Изменения микробиоты кишечника могут быть связаны с изменениями в иммунной системе и предрасположенностью к более серьезным последствиям COVID-19. Наш микробиом меняется с возрастом: в первые несколько лет жизни микробиота малоразнообразна и нестабильна [5], [6]; во взрослом возрасте стабильна и разнообразна, а к пожилому возрасту разнообразие микробиоты уменьшается, а дисбиоз увеличивается, что связывают с когнитивным дефицитом, депрессией и воспалением [7]. Сниженное разнообразие микробиоты — еще один фактор риска заражения COVID-19 для пожилых людей.
Рисунок 3. Инфекция SARS-CoV-2 и ее связи с осью легких—кишечника—мозга и дисбиозом микробиома
Изменение кишечной флоры также связано с ожирением, еще одним фактором риска для тяжелого течения COVID-19 [8], [9]. Жировая ткань может служить резервуаром для распространения SARS-CoV-2 и активации системного иммунитета [10]. Коронавирусная инфекция вызывает изменения в кишечной бактериальной флоре, которые могут повлиять на ось «кишечник—мозг». Таким образом, кишечная флора играет решающую роль в регуляции неврологических функций, таких как депрессия или тревога [11].
Следовательно, режим питания играет значительную роль во время заражения вирусом SARS-CoV-2. Из-за вирусной инфекции иногда начинается дисбиоз, который может быть скомпенсирован компонентами диеты и пробиотиками [12]. Несколько исследований показывают, что оптимальный иммунный ответ зависит от правильного питания [13], [14]. Недоедание может поставить под угрозу иммунитет, тем самым влияя на уязвимость ответа на COVID-19. Потребление достаточного количества белка имеет решающее значение для выработки антител, поддержания ворсинчатой морфологии кишечника и уровня кишечного иммуноглобулина, что улучшает кишечный барьер [15–17]. Таким образом, высококачественные белки являются важным компонентом противовоспалительной диеты, которая включает омега-3 жирные кислоты, витамины С и Е, фитохимические вещества, которые широко присутствуют в продуктах растительного происхождения (фруктах, овощах, орехах, злаках и т.д.) [18–21]. Правильная диета укрепляет иммунную систему и способствует защите организма от тяжелого течения COVID-19.
SARS-CoV-2 и центральная нервная система (ЦНС)
Кроме пищеварительной системы, коронавирусная инфекция (COVID-19) также затрагивает центральную и периферическую нервную систему. Неврологические проявления могут возникать по разным причинам, включая прямое вирусное поражение центральной нервной системы (ЦНС) и иммунноопосредованные процессы. Примеры заболеваний ЦНС при COVID-19 могут включать энцефалит (воспаление головного мозга), менингит и инсульт. В периферической нервной системе COVID-19 ассоциируется с дисфункцией обоняния и вкуса, повреждением мышц и синдромом Гийена—Барре, при котором иммунная система человека поражает собственные периферические нервы.
Рисунок 4. Коронавирусная инфекция и нервная система
Ученые Университета Гонконга отметили, что механизмы инфекции SARS-CoV-2 могут быть аналогичны механизмам инфекции SARS-CoV из-за 79,5% сходства последовательностей РНК этих двух коронавирусов [22]. Однако SARS-CoV-2 обладает более мощной способностью к распространению, чем SARS-CoV и MERS-CoV. Причина в том, что SARS-CoV-2 и ACE2 обладают более сильной связывающей способностью [23]. S-белок (спайк-белок) на поверхности коронавируса связывается с ACE2 и прикрепляется к поверхности клетки; затем сериновая протеаза (TMPRSS2) активирует S-белок, что помогает вирусу проникать в нейрон [1]. Так как клетки кровеносных сосудов экспонируют ACE2 в большом количестве, SARS-CoV-2 может атаковать эндотелиальные клетки в кровеносных сосудах головного мозга через этот рецептор и нарушить гематоэнцефалический барьер (ГЭБ — барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой). Нарушенный ГЭБ может способствовать вторжению вируса в ткани мозга и нейроны и привести к серьезным неврологическим осложнениям [24].
SARS-CoV-2 и система кровообращения
Помимо дыхательных путей, SARS-CoV-2 поражает сердечно-сосудистую систему. Это приводит к высвобождению высокочувствительных сердечных тропонинов (hs-cTnl) — белков, содержащихся в сердце и скелетных мышцах человека. В процессе заражения мембраносвязанный белок ACE2 может расщепляться трансмембранным дезинтегрином ADAM17, высвобождая ACE2 в кровоток. Таким образом, вирус циркулирует в крови зараженного организма. Воспаление сосудистой системы и миокарда может привести к миокардиту, сердечной недостаточности и быстрому ухудшению состояния больного [25].
Рисунок 5. Сердечно-сосудистое поражение при COVID-19
SARS-CoV-2 и мочеполовая система
Инфекция репродуктивной системы требует большего внимания, потому что она не только влияет на нынешнее поколение, но также может распространяться на потомство через поврежденные гаметы. На сегодняшний день несколько исследований подтвердили влияние SARS-CoV-2 как на мужскую, так и на женскую репродуктивную систему [26], [27]. В настоящее время хорошо известен факт, что мужчины более восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2 и у них выше уровень смертности, чем у женщин. Это объясняется тем, что клетки семенного протока и сперматогонии синтезируют много ACE2 [28–30].
По мнению ученых, SARS-CoV-2 нарушает репродуктивные функции мужчин через несколько механизмов, таких как воспалительные реакции, окислительный стресс и апоптоз [31–33]. Инфекция SARS-CoV-2 приводит к перепроизводству активных форм кислорода, которые могут усиливать внутриклеточные сигнальные пути (NF-κB-TLR). Это приводит к высвобождению цитокинов, что еще больше усиливает воспалительный ответ. К примеру, орхит, вызванный инфекцией SARS-CoV-2, может привести к окислительному стрессу в тканях яичка. Окислительный стресс может вызвать внутриклеточное окислительное повреждение сперматозоидов, что приводит к ухудшению их качества и мужскому бесплодию.
Рисунок 6. Инфекция SARS-CoV-2 и репродуктивная система
Рецепторы ACE2 были также обнаружены в женских яичниках [34], [35]. Можно предположить, что SARS-CoV-2 поражает ткань яичников и клетки гранулезы и таким образом ухудшает функцию яичников и жизнеспособность ооцитов, что может привести к бесплодию или невынашиванию [33]. Недавно ученые (Виванти и др.) сообщили о трансплацентарной передаче вируса от матери, инфицированной COVID-19, новорожденному. Мать была инфицирована в последнем триместре беременности, и гены SARS-CoV-2 были обнаружены в ткани плаценты. Согласно этому отчету, трансплацентарная передача может привести к воспалению плаценты [36]. Однако стоит отметить, что плацента имеет плацентарный барьер, который не смешивает кровь матери и плода, тем самым защищая плод от всех видов материнской инфекции. Невосприимчивые клетки плаценты обладают противовирусными свойствами, которые дополнительно предотвращают проникновение SARS-CoV-2 в клетки ребенка [37].
Вывод
Прочитав эту статью, мы с вами узнали, как вирус поражает не только дыхательную систему, но и другие системы человека. Это осложняет потенциальные клинические проявления и затрудняет лечение случаев COVID-19. Однако биомедицинские исследования могут помочь нам больше узнать о способностях нового коронавируса и о том, как с ним бороться, чтобы определить важные ориентиры для дальнейших исследований, диагностики и лечения. Также стоит всегда помнить, что соблюдая правильную диету и карантинные меры, мы снижаем риски заражения и ухудшения состояния здоровья во время COVID-19. Ведь вирус не всегда может вызвать вышеуказанные осложнения, если мы будем правильно заботиться о своем здоровье.
Sars coronavirus 2 рнк обнаружен что это значит
Исследование для выявления коронавируса SARS-CoV-2, которое позволяет с помощью метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) определить генетический материал (РНК) вируса в образце биоматериала.
Коронавирусная инфекция, ковид.
COVID-19 PCR test, 2019-nCoV PCR, RNA [polymerase chain reaction, PCR].
Полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР).
Аналитическая чувствительность тест-системы – 5*10^2 копий (1*10^5 копий/мл).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Мазок из ротоглотки и носоглотки.
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Коронавирусы – это РНК-содержащие вирусы, на сегодняшний день известно 40 видов. В конце 2019 года был выявлен новый штамм коронавируса – SARS-CoV-2, который вызывает коронавирусную инфекцию COVID-19.
Коронавирусы названы в честь короноподобных шипов на поверхности вируса. У коронавируса SARS-CoV-2 выделяют два подтипа: S и L. S-подтип – более ранний, был сфокусирован в Ухани, вызывает более тяжелое течение заболевание, а L – поздний штамм, распространился по всему миру.
Вирус передается от человека человеку воздушно-капельным, воздушно-пылевым и контактным путем, через рукопожатия и поверхности предметов, на которых он может существовать определенное время. Инкубационный период – до 14 дней, в среднем симптомы появляются на 5-6-е сутки.
Коронавирус тропен к эпителиальным клеткам легких, желудка и кишечника. Поскольку чаще всего «входными воротами» инфекции служат дыхательные пути, то вирус приводит к развитию респираторных симптомов. У большинства заболевших инфекция протекает в легкой форме, носящей симптомы ОРВИ. В группе риска пожилые люди, курильщики и люди с хроническими заболеваниями. У них коронавирусная инфекция может протекать с развитием тяжелой пневмонии и респираторного дистресс-синдрома. У детей заболевание чаще всего протекает в легкой форме.
Молодые люди и дети могут переносить инфекцию бессимптомно, что способствует распространению COVID-19 среди населения.
К основным симптомам относятся:
Реже заболевание проявляется диареей, тошнотой и рвотой.
Диагностика коронавирусной инфекции проводится при помощи метода ПЦР, который позволяет выявить генетический материал вируса в организме.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
Что означают результаты?
Причины положительного результата:
Причины отрицательного результата:
Все пациенты, прибывшие из стран с высоким уровнем распространения COVID-19 или контактировавшие с прибывшими оттуда, а также пациенты с повышенной температурой тела и/или явными симптомами ОРВИ будут направляться для обследования согласно рекомендациям Роспотребнадзора.
Кто назначает исследование?
Инфекционист, педиатр, врач общей практики, анестезиолог-реаниматолог.
Врач объяснил, как расшифровать свои анализы на антитела к COVID-19
С результатами подобных анализов корреспондент «Российской газеты» обратилась к сертифицированному специалисту по физической реабилитации, члену Европейской ассоциации амбулаторной реабилитации Леониду Дьякову.
Антитела: иммунный ответ
Леонид Леонидович, в лаборатории люди получают результаты исследования, естественно, безо всяких комментариев. Их отправляют к врачам. Но к ним сейчас пробиться нелегко, да и не каждый рискует сидеть в очередях. В итоге человек мучительно вглядывается в непонятные обозначения, думает, плохо это или хорошо. Расскажите, что значит: «Антитела обнаружены».
Тест на антитела может показать, сталкивался ли человек с коронавирусом, даже если симптомов COVID-19 у него не было. Если антитела обнаружены, значит, организм среагировал на встреченный вирус. Они могут сохраняться, даже если самого вируса в организме уже нет. Этот тест говорит только о том, что произошел некий иммунный ответ.
Таким образом, выявление антител в крови является информативным свидетельством текущего или прошлого инфекционного процесса и помогает выявить стадию развития инфекции.
Обнаружение IgM указывает на недавнее инфицирование SARS-CoV-2. Они появляются непосредственно после контакта с носителем вируса, на третий-четвертый день. Через семь-десять дней они уже точно присутствуют в крови.
Потом они «стареют»?
Леонид Дьяков: Общий период вероятного выявления антител класса M не превышает двух месяцев. В течение этого времени IgM антитела постепенно полностью сменяются на IgG. Последние начинают формироваться в среднем на 21-й день.
Если еще есть IgM, и уже появились иммуноглобулины класса G, то это означает позднюю инфекцию. Просто IgM еще не сошли на нет.
Получается, наличие IgM не обязательно говорит об активной инфекции?
Леонид Дьяков: Да. Эти антитела могут выявляться и на стадии выздоровления.
Когда в крови выявляются только IgG, это говорит о том, что пациент выздоровел, и у него сформировался иммунитет к SARS-CoV-2. Если уровень IgG достаточно высок, то можно стать донором иммунокомпетентной плазмы. Например, IgG больше 40, а IgM больше 1,5, либо IgG больше 80, а IgM равно нулю.
То есть, если в крови выявлены обе группы антител, это означает, что человек уже выздоравливает?
Леонид Дьяков: Совершенно верно. Еще раз повторю: иммуноглобулины М говорят о том, что человек в данный момент болеет коронавирусом. Это не обязательно тяжелые формы, состояние может быть и бессимптомным. А иммуноглобулины G говорят о том, перенес ли он коронавирусную инфекцию в прошлом.
Далее, в графе «Дополнительная информация», вообще непонятная шифровка. А чем непонятнее, тем ведь страшнее. К примеру, вот передо мной результаты, переданные одним пациентом: «ОПсыв 0,0338; КП 1,45». Что кроется за этим?
От чего зависит количество антител в организме?
Лучше не болеть
Заразен ли человек, чей анализ мы расшифровываем?
Леонид Дьяков: По данному тесту нельзя определить, заразен ли еще человек. В принципе, с такими показателями, которые вы предоставили, пациент не заразен.
Но чтобы достоверно знать это, следует все же сдать еще мазок. Именно он покажет, выделяется ли вирус во внешнюю среду. Если он будет отрицательный, то человек стопроцентно не заразен. Без этой уверенности я бы рекомендовал соблюдение мер социальной дистанции и индивидуальной защиты даже в случае обнаружения только антител класса IgG.
А вы верите в то, что все должны переболеть, и тогда с эпидемией будет покончено?
Леонид Дьяков: В этом, конечно, есть логика. Но проблема в том, что вирус дает достаточно серьезные осложнения. И не все болеют в легкой или бессимптомной форме.
Люди, узнавшие что у них обнаружены антитела, начинают думать, когда же, где подхватили заразу. Вспоминают, когда болели. Может ли данный тест показывать антитела не только на COVID-19, но и на перенесенные другие ОРЗ или ОРВИ?
Леонид Дьяков: Исключено. Это специфичный тест именно на антитела к коронавирусной инфекции.
Человек припомнил, что сильно болел в феврале, ему было очень плохо. Мог тогда быть коронавирус?
Леонид Дьяков: Иммуноглобулин G с тех пор не сохранился бы.
То есть, носители антител могут, в принципе, радоваться, что переболели коронавирусом, практически не заметив этого?
Леонид Дьяков: Те, кто переболел легко или бессимптомно, вырабатывают низкий уровень иммуноглобулина G и могут заболеть повторно.
Чем тяжелее протекает заболевание, тем больше антител произведет иммунная система, и тем дольше они проживут в крови после болезни.
Однако есть информация, что сохраняются так называемые клетки памяти. Организм запоминает, как вырабатывать эти антитела, при каких условиях и в каком количестве. И в случае повторного контакта с вирусом организм начинает синтезировать IgG-антитела значительно быстрее, не за 21 день, а за три. И они способны «смягчать» течение заболевания, препятствовать развитию тяжелых осложнений.
Дышите глубже
Получается, что в принципе сдавать тест на антитела и не совсем нужно. Какая разница, болел человек или нет, если этого особо и не заметил, а никаких таких преимуществ наличие антител не дает. Все так же нужно предохраняться от заражения…
Леонид Дьяков: Мое личное мнение, если человек чувствует себя хорошо, особой надобности в тестировании нет. Ведь с тем же успехом можно поискать у себя вирус герпеса и другие.
Однако тестирование поможет решить проблему в более глобальном масштабе, выработать стратегию борьбы с коронавирусом, поскольку по количеству иммунных людей можно спрогнозировать, когда случится спад эпидемии.
Что делать тем, у кого обнаружены антитела класса IgM?
Леонид Дьяков: Если нет явных признаков заболевания, нужно побольше двигаться, гулять на свежем воздухе, дышать полной грудью, чтобы работали легкие, а кислород циркулировал в крови.
Все материалы сюжета «COVID-19. Мы справимся!» читайте здесь.
ПЦР-диагностика Ковид-19
Пандемия коронавируса, охватившая весь мир, считается наиболее масштабной и опасной за всю историю человечества. Согласно последним данным, на конец сентября 2020 года общее число заболевших превышает 32 миллиона человек, из числа которых свыше 950 тысяч погибших.
Врачи по всему миру прикладывают максимум усилий, направленных на предотвращение распространения инфекции, а также сокращение смертности среди населения.
Для наилучшей эффективности противоэпидемических мероприятий важно подобрать наиболее экономную и информативную систему тестирования, именно такой является ПЦР-диагностика.
Посредством выделения РНК вируса возможно обнаружить возбудитель в организме человека даже при его минимальной концентрации. Благодаря этому удается начать лечение заблаговременно, предотвратив прогрессирование Ковид-19 до тяжелых форм или убедиться в том, что человек полностью здоров. Сегодня такая возможность имеется и у пациентов нашей клиники.
Принцип проведения ПЦР-диагностики на Ковид-19
ПЦР или полимеразная цепная реакция – современный метод лабораторных исследований, который позволяет с предельной точностью выявлять различные инфекции в организме человека, включая Ковид-19. Результаты анализа максимально точны, исключается даже вариант ложноположительного теста. Однако в отношении COVID-19, в силу новизны и недостаточной изученности вируса, точность ПЦР-диагностики составляет порядка 80%.
Суть метода заключается в обнаружении молекул РНК вируса во взятом биологическом материале. В отношении диагностики коронавируса исследуемым биоматериалом становится мазок слизистой ротоглотки и носоглотки.
Особое внимание при этом уделяется именно РНК SARS-CoV-2, то есть рибонуклеиновой кислоте, являющейся носителем генетической информации вируса. Но даже если при первом исследовании РНК вируса не выявлены, подозрения все же могут оставаться (что не связано с возможной погрешностью).
Как известно, инкубационный период в случае Ковид-19 составляет 14 дней, по этой причине полностью исключить болезнь удается после проведения повторной диагностики. При этом все же стоит отметить главное преимущество ПЦР-тестов – это один из самых точных и чувствительных методов диагностики инфекционных заболеваний. Это значит, что проведение даже единичного исследования с высокой долей вероятности даст точный результат и позволит определить, болен ли человек на момент забора биоматериала.
Специфика анализа РНК SARS-CoV-2 (КОВИД, COVID-19)
РНК SARS-CoV-2 (КОВИД, COVID-19) можно назвать стандартный ПЦР-тест на коронавирус. В данном случае выполнение исследования занимает 2 дня с момента забора биоматериала. В случае положительного результата исследования человек считается инфицированным. Если же РНК коронавируса не выявлена, тест отрицателен, можно с уверенностью говорить о том, что человек не является носителем вируса.
Специфика анализа РНК SARS-CoV-2 (КОВИД, COVID-19) (CITO)
РНК SARS-CoV-2 (КОВИД, COVID-19) (CITO) – схожее по принципу забора биоматериала и методу проведения исследование. Разница заключается лишь в скорости, припиской «CITO» обозначается экспресс-тест, который, в отличие от стандартного метода исследования, проводится в течение нескольких часов. Несмотря на то, что результат будет готов уже спустя 3-4 часа, это не влияет на показатели точности, но такой вариант диагностики обходится дороже.
Особенности забора биоматериала
Процесс забора биоматериала – важнейший этап в ПЦР-диагностике. Крайне важно получить чистый образец, ведь от этого зависит точность и результативность исследования. К счастью, для проведения ПЦР-тестов на ковид процесс взятия мазка из носоглотки и ротоглотки предельно прост и не требует предварительной подготовки со стороны пациента:
Экспресс-тест NowCheck COVID-19 AG – набор исследований для максимально быстрой и простой диагностики новой коронавирусной инфекции. Тест позволяет выявить антигены COVID-19 в слизи из носоглотки методом ИХА (иммунохроматографии). По точности и достоверности он приближен к анализу ПЦР, но в отличие от него не требует специальных условий и оборудования.
Тест зарегистрирован в реестре медицинских изделий и имеет медицинское регистрационное удостоверение РФ. Метод, который лежит в основе исследования, получил одобрение Министерства здравоохранения России.
Диагностика занимает в среднем 15-30 минут, что позволяет максимально быстро заподозрить коронавирусную инфекцию и принять решение о госпитализации.
Показания к проведению исследования
ПЦР-диагностика коронавируса с предельно высокой на сегодняшний день точностью позволяет получить ответ на конкретный вопрос – болеет ли человек коронавирусом в данным момент. Это исследование не позволяет узнать, переболели вы ранее или нет.
Таким образом, учитывая текущие карантинные меры во многих странах, данный метод диагностики особенно актуален для людей, которые собираются поехать за границу или возвращаются домой.
В таких реалиях показаниями к проведению ПЦР теста являются:
Сертификация
Лаборатория, проводящая данное исследование обладает всеми необходимыми сертификатами для проведения ПЦР-диагностики на COVID-19 (коронавирус). Лабораторные исследования проводятся согласно международным стандартам на современном диагностическом оборудовании.
Заключение о проведенном исследовании выдается пациенту на специальном бланке с печатями, подтверждающими действительность документа. Кроме того, в нашей Клинике выдача сертификата об отсутствии болезни также осуществляется на английском языке, что будет кстати при поездах за границу.