Для борьбы с пандемией COVID-19 нужны быстрые и точные тесты на вирус. Чтобы обнаружить COVID-19, используются мазки из носоглотки и ротоглотки. Но взятие мазка требует тесного контакта медицинских работников и пациентов. Это создает риск заражения вирусом медицинских работников. Кроме того, сбор образцов эпителия из носоглотки и ротоглотки вызывает дискомфорт, а у пациентов с тромбоцитопенией может вызвать кровотечение. Эти ограничения делают мазки неудобными для серийного мониторинга вирусной нагрузки.

Взятие мокроты – неинвазивный анализ на коронавирус образца из нижних дыхательных путей. Но мокрота есть только у 28% больных COVID-19.

Содержание

Точность теста на COVID-19 по слюне

Исследование на макаках-резусах показало, что SARS-CoV инфицирует эпителиальные клетки в протоках слюнных желез. Исследование образцов слюны пациентов с COVID-19 обнаружило, что слюна содержит живые вирусы. Респираторные вирусы передаются контактным и капельным путями. Капли слюны выделяются при кашле. Исследование сезонного гриппа показало, что вирус содержится в обычном выдыхаемом воздухе в виде мелкодисперсного аэрозоля. Эти факты подтверждают, что COVID-19 может передаваться через слюну, даже есть у пациента нет респираторных симптомов.

Эпителий дыхательных путей покрыт ресничками. Реснички дыхательных путей колеблются в одном направлении и помогают оттоку слизи. Поэтому в слюне также содержатся секреты легких и носоглотки.

Ученые из Йельского университета по заказу Национальной баскетбольной ассоциации (США) разработали тест на основе слюны.  Этот способ проверки обладает высокой точностью – он на 94% совпадает с результатами анализа мазков из ротоглотки. Цена одного исследования на коронавирус по слюне – 1.29$, что примерно в 100 раз меньше, чем коммерческие тесты на основе мазков.

Сложности ПЦР-анализа мазка

Для транспортировки мазка на COVID-19 нужны дорогостоящие реагенты, которые стабилизируют вирус.

В лаборатории используется машина для полимеразной цепной реакции (ПЦР). Для обнаружения вируса ПЦР при помощи ферментов увеличивает число копий (амплифицирует) фрагментов вирусной ДНК. Ферменты повышают стоимость и сложность анализа из-за требований к их хранению, транспортировке и температурам использования.

Диагностику вирусной РНК затрудняют ограниченное время обнаружения, ресурсы лаборатории, низкая или меняющаяся вирусная нагрузка, перекрестно-реактивные антитела IgM (антитела к одному вирусу реагируют на антитела к другому).

Методика определения вируса на основе нанопереключателей ДНК

Ученые из Университета штата Нью-Йорк в Олбани разработали способ обнаружения вирусной РНК без амплификации.

В анализе используются программируемые ДНК-переключатели. Переключатели настраивают на обнаружение определенной вирусной РНК. Исходная форма переключателей – линейная. В присутствии вирусной РНК при гель-электрофорезе переключатели меняют форму на петлевую. Чтобы усилить сигнал ДНК-переключателей, вирусную РНК фрагментируют, и переключателям задается большее число мишеней.

Анализ на основе ДНК-нанопереключателей не требует предварительной амплификации с использованием ферментов, но совместим с ней. При этом предварительная амплификация дает резкое улучшение сигнала нанопереключателей.

ДНК-нанопереключатели чувствительны. Они могут обнаруживать ДНК-олигонуклеотиды и микроРНК (длиной ~ 22 нуклеотида).

Анализ можно проводить одновременно для 5 вирусных мишеней. Для этого для разных мишеней программируются петли разных размеров. Также анализ может различать разные штаммы одного вируса даже при высоком генетическом сходстве.

Так как ДНК-переключатели можно программировать, система универсальна. Она подходит для обнаружения множества вирусов, в том числе вирусов Зика (ZIKV), денге (DENV) и SARS-CoV-2. Система обнаруживает SARS-CoV-2 за 2 часа: 1 час на амплификацию, 40 минут на инкубацию с нанопереключателями, 25 минут на гель-электрофорез.

Система ДНК-переключателей проверена для обнаружения вирусной РНК в биологических жидкостях, в том числе в моче и слюне.

Анализ слюны на коронавирус – безопасный и дешевый способ тестирования

Для анализа пациента просят откашлять слюну из горла в стерильную пробирку. Медицинские работники не нужны для взятия образца. Это снижает риск заражения медицинского персонала коронавирусом. Сбор образцов слюны можно проводить вне больниц, что также снижает вероятность распространения воздушно-капельных инфекций.

Взятие образца слюны не требует инвазивных процедур, поэтому оно быстрее и комфортнее для пациента и подходит для массового тестирования на COVID-19. Так как пациенты собирают слюну самостоятельно, не нужно ждать, пока медицинский работник возьмет образцы. Значит, результат теста на коронавирус будет получен быстрее.

Выводы

Для взятия образца слюны не нужен медицинский персонал – снижается риск заражения и сокращается нагрузка на медицинских работников. Взятие образца слюны не вызывает у пациентов дискомфорта. Из стоимости анализа исключены дорогостоящие реагенты для транспортировки и ферменты для амплификации вирусной ДНК. Сокращено время анализа образца на вирус. Поэтому анализ слюны на коронавирус подходит для массового тестирования и серийного мониторинга вирусной нагрузки.

Первоисточники