Серологический тест на SARS-CoV-2: поиск и анализ антител к новому коронавирусу

Исследователи разработали методику детекции антител к коронавирусу SARS-CoV-2, показали ее высокую специфичность и обсудили возможные области применения, от ретроспективной диагностики COVID-19 для создания терапевтических препаратов на основе моноклональных антител.

Credit:
peterschreiber.media | Shutterstock.com

Международный коллектив авторов опубликовал на сервере препринтов medRxiv работу, в которой описал метод детекции антител к SARS-CoV-2 с помощью иммуноферментного анализа.

Для получения антител авторы сконструировали два варианта вирусного белка S (spike, «шип»), распознающего рецептор ACE2 на поверхности клеток человека. Первый вариант — полноразмерный трехсубъединичный белок S, модифицированный для большей стабильности и удобства очистки, а второй — его фрагмент, формирующий с ACE2 непосредственный контакт: рецептор-связывающий домен RBD.

Полученные белки параллельно продуцировали в клетках млекопитающих и насекомых и изучали их способность связываться с вирус-специфическими антителами, полученными из сывороток трех пациентов с различной (от 2 до 20 дней) продолжительностью клинической инфекции. Все пациенты продуцировали антитела классов IgM, IgA и IgG, демонстрируя классический иммунный ответ к белковым антигенам, включающим иммунитет на слизистых оболочках. Вместе с тем, характер распределения подклассов IgG отличался от спектра IgG при гриппозной инфекции: при SARS-CoV2 доминировали IgG3, тогда как при гриппе наибольшие титры характерны для IgG1. Полноразмерные антигены закономерно обуславливали более высокий уровень сигнала благодаря наличию большего числа эпитопов.

Для валидации метода авторы исследовали иммунореактивность своих антигенов на образцах сыворотки, собранных в США до начала эпидемии COVID-19 и как содержавших, так и не содержавших антитела к другим вирусам. Во всех случаях, включая сыворотки, полученные от инфицированного достаточно близкородственным коронавирусом NL63, результат был отрицательным, что говорит о высокой специфичности тестирования.

Для чего нужно серологическое исследование образцов при COVID-19? Методы быстрой диагностики инфекционных агентов в настоящее время практически целиком базируются на ПЦР. Это высокоскоростной (2-5 часов) и высокочувствительный метод: в хорошо отработанном диагностическом наборе чувствительность может достигать нескольких молекул на образец, а новые методики, например, капельная цифровая ПЦР, позволяют обнаруживать и одну молекулу. Большинство тест-систем для детекции нового коронавируса — а их создано уже немало, списки см., например, здесь и здесь — основаны на ПЦР (как вариант, на изотермической амплификации нуклеиновых кислот).

Методом ПЦР можно идентифицировать, однако, только патоген в активной фазе инфекции. У переболевших вирусные нуклеиновые кислоты обнаружить невозможно: иммунная система уже очистила организм от вируса. Вместе с тем диагностика ранее инфицированных имеет огромное значение: у части заразившихся инфекции протекают в стертой или бессимптомной форме. Насколько велика доля таких людей среди всех инфицированных, остается неизвестным до тех пор, пока не становится доступен ретроградный анализ. При этом бессимптомные инфицированные могут быть столь же заразными, сколь и пациенты с выраженной симптоматикой. Отсутствие данных о бессимптомных случаях осложняет эпидемическую ситуацию, искажает картину распространения вируса и данные о смертности от инфекции.

Наиболее эффективный инструмент ретроанализа инфекции — определение антител в крови пациента. Вирус-специфические антитела циркулируют в организме спустя месяцы после элиминации патогена. (Процесс индукции значительных титров антител к патогену принято называть сероконверсией.)

Таким образом, серологические тесты на SARS-CoV-2 (как, например, разработка британской компании Biopanda) дополняют тест-системы на основе ПЦР. Изучение антител к SARS-CoV-2 не только позволит выявить переболевших в скрытой форме или ответить на вопрос, насколько эффективен иммунный ответ к вирусу. Не исключено использование теста для выявления гипериммунных выздоровевших с целью использования  антител из донорской крови, нейтрализующих вирус.Авторы напоминают об успешном использовании в Китае для лечения инфицированных SARS-CoV-2 сыворотки выздоровевших пациентов (см. об этом на PCR.news). При этом высоки риски побочных эффектов и инфекции другими вирусами, такими как ВИЧ, гепатит С, вирус Эпштейна - Барр и цитомегаловирус, однако при критическом сосстоянии пациентов и в отсутствии альтернативы метод все еще применяется. 

Кроме того, при испытаниях прототипа вакцины детекция антител позволяет оценить его эффективность. Фрагмент белка оболочки вируса, связывающий ACE2, может быть использован в качестве аффинной ловушки для получения B-лимфоцитов, потенциально вырабатывающих моноклональные антитела против вируса; это путь к созданию препаратов, блокирующих инфекцию SARS-CoV2. 

Источник

Fatima Amanat, et al. // A serological assay to detect SARS-CoV-2 seroconversion in humans. // MedRxiv, Posted March 18, 2020. DOI: 10.1101/2020.03.17.20037713

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно