UMCS
Pandemia w laboratorium
| Tagi: | Elżbieta Puacz |
O tym, jak pracuje się w laboratorium podczas pandemii, czego koronawirus nauczył diagnostów i czy osoby, które przechorowały COVID‑19, mogą gorzej przechodzić szczepienia, mówi dr n. med. Elżbieta Puacz, specjalistka mikrobiologii i była prezes Krajowej Izby Diagnostów Laboratoryjnych.
Czego pandemia nauczyła diagnostów?
– Przede wszystkim wielkiej pokory oraz szybkich działań logistycznych w sytuacji, kiedy trzeba natychmiast diagnozować nowe zakażenie. Zdobyliśmy umiejętności doboru badań diagnostycznych i metodyki ich wykonywania oraz interpretacji. Pandemia wyraźnie pokazała, jak ważną rolę odgrywa medycyna laboratoryjna w procesie diagnostyczno‑terapeutycznym. W krótkim czasie musiały powstać nowe testy diagnozujące zakażenie SARS‑CoV‑2 metodami genetycznym RTPCR czy też oceniające układ odpornościowy w postaci odpowiedzi humoralnej i komórkowej.
Najbardziej znane jest badanie oznaczania poziomu przeciwciał anty‑SARS‑CoV‑2 – czy ono w pełni ocenia odporność na COVID‑19?
– Badania obecności przeciwciał skierowanych przeciw chorobie zakaźnej wykonywane są nie tylko jako rozpoznanie choroby, ale także od lat służą w epidemiologii jako badania przesiewowe w celu odpowiedzi na pytanie, czy w danym społeczeństwie nie podejrzewamy danej choroby lub czy nastąpiło zakażenie bezobjawowe i jaka część społeczeństwa jest uodporniona na zakażenie. W wielu państwach Europy już w maju 2020 r. w celach epidemiologicznych wykonywano badania przesiewowe obecności przeciwciał w klasie IgG anty‑SARS‑CoV‑2 wśród krwiodawców jako grupie reprezentującej różne stany i zawody. Niestety, u nas nadal takie badania nie są prowadzone. Pamięć immunologiczna wytworzona na skutek pierwotnej infekcji lub szczepienia jest odpowiedzialna za odporność na reinfekcję. Pozostaje jednak pytanie, jak długo ta odporność się utrzyma. W grudniu 2020 r. pojawiły się doniesienia, że przeciwciała powstałe po zakażeniu wirusem SARS‑CoV‑2 wywołują silną odpowiedź immunologiczną, która utrzymuje się przez co najmniej osiem miesięcy. Według literatury naukowej, co potwierdził w badaniach własnych prof. Waldemar Rastawicki z PZH‑NIZP, w Polsce widoczna jest korelacja między odpowiedzią immunologiczną a ciężkością przebiegu zakażenia. Lecz nie tylko odpowiedź humoralna w postaci przeciwciał obrazuje odporność na reinfekcje, jest także odpowiedź komórkowa.
Czy wiemy przez jaki czas od przyjęcia szczepionki przeciwciała będą się utrzymywać i na jak długo zapewnią ochronę przed zakażeniem?
– Nie znamy jeszcze odpowiedzi na te pytania. Wiemy natomiast, że szczepionki przeciw COVID‑19 oparte są na białku S (spike) wirusa SARS‑CoV‑2. Po podaniu preparatu, podczas kontaktu komórek immunologicznych z obcym antygenem, dochodzi do rozwoju pierwotnej odpowiedzi immunologicznej, wtedy powstają przeciwciała w klasie IgM i IgA, które po krótkim okresie zanikają, stąd ich oznaczanie nie ma większego znaczenia klinicznego, lecz one zastępowane są przez przeciwciała w klasie IgG. Przeciwciała te ograniczają rozprzestrzenianie się wirusa SARS‑CoV‑2 w organizmie między innymi dzięki zapobieganiu jego replikacji. Wyjątkową rolą przeciwciał przeciwko białku S jest neutralizacja wirusa SARS‑CoV‑2, która następuje w wyniku blokowania jego integracji z komórką docelową ACE gospodarza. Ze względu na te właściwości przeciwciała przeciwko białku S określane są mianem neutralizujących (nAbs). Istnieje korelacja między poziomem przeciwciał przeciwko białku S a właściwościami neutralizującymi osocza, co zostało wykorzystane w terapii osoczem ozdrowieńców. Obecnie trwają prace nad ustaleniem, jaki dokładnie poziom nAbs jest niezbędny do zapewnienia ochrony przed zakażeniem SARS‑CoV‑2. Ciekawostką jest fakt, że stężenie przeciwciał anty‑SARS‑CoV‑2 klasy IgG przeciwko podjednostce S1 białka S u osób zaszczepionych jest wyższe niż stężenie przeciwciał powstałych po przebyciu COVID‑19.
Jak prawidłowo interpretować wyniki badania?
– Przede wszystkim bardzo ważny jest czas, po jakim od zaszczepienia czy przechorowania wykonano badania immunologiczne. Aby były wiarygodne, należy wykonać je dopiero po upływie 10‑14 dni od podania drugiej dawki szczepionki lub wystąpienia objawów chorobowych. Mediana dla serokonwersji wynosi około dwóch tygodni. Materiałem do badania w kierunku przeciwciał jest surowica/osocze (pacjent nie musi być na czczo w momencie pobrania). Ponieważ szczepionki przeciw COVID‑19 oparte są wyłącznie na antygenie S wirusa SARS‑CoV‑2, do badania odporności poszczepiennej nie mogą być używane testy serologiczne oparte na białku N wirusa, które wykorzystywane było we wcześniejszych testach diagnostycznych do oznaczania przeciwciał dla pacjentów po zakażeniu SARS‑CoV‑2, a niestety często ten błąd jest popełniany. U osób zaszczepionych (które nie miały wcześniej kontaktu z SARS‑CoV‑2) nie dochodzi do syntezy przeciwciał skierowanych przeciwko białku N (nukleokapsydu) wirusa SARS‑CoV‑2. Białko S wirusa SARS‑CoV‑2, na którym oparte są szczepienia, złożone jest z podjednostek S1 i S2. Wykazano, że podjednostka S1 cechuje się najniższą homologią z analogicznymi regionami innych patogennych koronawirusów i w związku z tym wiarygodne testy diagnostyczne w kierunku przeciwciał syntezowanych po szczepieniu przeciw COVID‑19 muszą być oparte właśnie na tym antygenie.
Obecnie wyniki badania przeciwciał podawane są w różnych jednostkach. Jak je oceniać?
– Przyczyną tej sytuacji był brak określonego tzw. wzorca odniesienia, czyli materiału referencyjnego immunoglobuliny anty‑SARS‑CoV‑2. Dopiero w grudniu 2020 r. Komitet Ekspertów WHO ds. Standaryzacji Biologicznej udostępnił pierwszy materiał referencyjny „First WHO International Standard Anti‑SARS‑CoV‑2 Immunoglobulin”, który został opracowany przez Narodowy Instytut Wzorców Biologicznych i Kontroli w Wielkiej Brytanii. Instytut ten odpowiada za opracowywanie i produkcję ponad 90 proc. międzynarodowych standardów biologicznych, stosowanych w diagnostyce laboratoryjnej na całym świecie. Stąd obecnie wszystkie firmy dostarczające testy muszą skorelować swoje opracowania z nowym materiałem referencyjnym WHO tak, by wyniki oznaczeń były podawane w wystandaryzowanych, międzynarodowych jednostkach: BAU/ml (bindingantibody units) i była możliwość ich porównywania. Dziś nie ma możliwości porównania wartości wyników wykonywanych różnymi testami, wiem, że niektórzy już na jesieni próbowali dokonać korelacji lecz nie miało to żadnych podstaw analitycznych i merytorycznych.
Są osoby, które przechorowały zakażenie SARS‑CoV‑2, a nie wytworzyły przeciwciał.
– Zgadza się, są pacjenci seronegatywni – mimo posiadania pozytywnego wyniku RTPCR czy też po łagodnym przebiegu zakażenia – którzy nie wykazują serokonwersji. W każdej populacji odsetek osób niezdolnych do wytwarzania przeciwciał stanowi od 2 do 10 proc. średnio 4 proc., dlatego w ocenie odpowiedzi immunologicznej u tych pacjentów ważna jest ocena odpowiedzi komórkowej układu immunologicznego, a dokładnie, badanie aktywności komórek T CD8+ (cytotoksycznych) i komórek T CD4+ (pomocniczych). Na podstawie badań wiemy, że na skutek zakażenia wirusem SARS‑CoV‑2 następuje silne pobudzenie limfocytów T przez białko S wirusa. Z ponadsześciomiesięcznych obserwacji ozdrowieńców wynika, iż u 92 proc. pacjentów po przejściu COVID‑19 występują specyficzne dla SARS‑CoV‑2 limfocyty T CD4+, a u 50 proc. limfocyty T CD8+. Nadzieją na długotrwałą odporność na reinfekcję są również wyniki badań prowadzonych z udziałem ozdrowieńców po pierwszej epidemii SARS, spowodowanej zakażeniami SARS‑CoV(‑1). Specyficzne przeciwciała, które powstały na skutek zakażenia wirusem SARS‑CoV(‑1), były wykrywalne jeszcze po trzech latach od infekcji u około 50 proc. ozdrowieńców, zaś po sześciu latach od przebycia SARS nie stwierdzono już obecności przeciwciał. Natomiast z badań opublikowanych w lipcu 2020 r. wynika, że u ozdrowieńców limfocyty T, reaktywne wobec antygenów SARS‑CoV(‑1), są wciąż obecne, czyli po 17 latach od zakończenia epidemii SARS. Stąd możemy się spodziewać, że w przypadku ozdrowieńców z COVID‑19 odpowiedź komórkowa będzie intensywna i długotrwała, choć czas wszystko zweryfikuje.
Są też osoby, które mimo ewidentnego kontaktu z wirusem nie ulegają zakażeniu.
– To prawda, są to przede wszystkim cechy osobnicze. Różna jest wrażliwość układu odpornościowego także w ramach odporności wrodzonej. Osoby, które posiadają miano komórek NK (Natural Killer) ponad 300/ml3, zasadniczo nie ulegają zakażeniu. Przy niedużej dawce SARS‑CoV‑2 komórki NK zabijają wirusa i te osoby nie ulegają zakażeniu.
Czy osoby, które przechorowały COVID‑19, mogą gorzej przechodzić szczepienia?
– Mogą, zdecydowanie, zwłaszcza gdy po przechorowaniu wytworzyły przeciwciała. Dlaczego? Ponieważ w takich przypadkach wytwarzają się krótkotrwałe krążące kompleksy immunologiczne (CIC), zwykle osadzające się w drobnych naczyniach, powodując bóle w mięśniach i kościach. Dlatego osoby, które przechorowały COVID‑19, powinny w pierwszej kolejności ocenić poziom wytworzonych przez siebie przeciwciał w klasie IgG. Obecnie uważa się, że ozdrowieńców należy szczepić w dalszej kolejności. Trwają także dyskusje dotyczące liczby dawek szczepionki dla ozdrowieńców, czy tylko jedna jako przypominająca, czy cały cykl dwu dawek. Według prof. Grzegorza Dworackiego, druga dawka szczepionki powinna być podawana także ozdrowieńcom, ponieważ zwiększa rozpoznawanie przez przeciwciała potencjalnie zmutowanych miejsc wiązania wirusa. Jak widać, pandemia jest okresem intensywnego rozwoju technik diagnostycznych, których celem jest nie tylko ułatwienie pracy lekarzom, ale także prognozowanie dalszego przebiegu epidemii. Szkoda, że w Polsce tak mało czerpie się ze skarbnicy, jaką jest medycyna laboratoryjna i współpraca z diagnostami laboratoryjnymi.
Wywiad opublikowano w „Medicusie – Miesięczniku Lubelskiej Izby Lekarskiej”.
Przeczytaj także: „Dzieci COVID-19 nie omija”.
– Przede wszystkim wielkiej pokory oraz szybkich działań logistycznych w sytuacji, kiedy trzeba natychmiast diagnozować nowe zakażenie. Zdobyliśmy umiejętności doboru badań diagnostycznych i metodyki ich wykonywania oraz interpretacji. Pandemia wyraźnie pokazała, jak ważną rolę odgrywa medycyna laboratoryjna w procesie diagnostyczno‑terapeutycznym. W krótkim czasie musiały powstać nowe testy diagnozujące zakażenie SARS‑CoV‑2 metodami genetycznym RTPCR czy też oceniające układ odpornościowy w postaci odpowiedzi humoralnej i komórkowej.
Najbardziej znane jest badanie oznaczania poziomu przeciwciał anty‑SARS‑CoV‑2 – czy ono w pełni ocenia odporność na COVID‑19?
– Badania obecności przeciwciał skierowanych przeciw chorobie zakaźnej wykonywane są nie tylko jako rozpoznanie choroby, ale także od lat służą w epidemiologii jako badania przesiewowe w celu odpowiedzi na pytanie, czy w danym społeczeństwie nie podejrzewamy danej choroby lub czy nastąpiło zakażenie bezobjawowe i jaka część społeczeństwa jest uodporniona na zakażenie. W wielu państwach Europy już w maju 2020 r. w celach epidemiologicznych wykonywano badania przesiewowe obecności przeciwciał w klasie IgG anty‑SARS‑CoV‑2 wśród krwiodawców jako grupie reprezentującej różne stany i zawody. Niestety, u nas nadal takie badania nie są prowadzone. Pamięć immunologiczna wytworzona na skutek pierwotnej infekcji lub szczepienia jest odpowiedzialna za odporność na reinfekcję. Pozostaje jednak pytanie, jak długo ta odporność się utrzyma. W grudniu 2020 r. pojawiły się doniesienia, że przeciwciała powstałe po zakażeniu wirusem SARS‑CoV‑2 wywołują silną odpowiedź immunologiczną, która utrzymuje się przez co najmniej osiem miesięcy. Według literatury naukowej, co potwierdził w badaniach własnych prof. Waldemar Rastawicki z PZH‑NIZP, w Polsce widoczna jest korelacja między odpowiedzią immunologiczną a ciężkością przebiegu zakażenia. Lecz nie tylko odpowiedź humoralna w postaci przeciwciał obrazuje odporność na reinfekcje, jest także odpowiedź komórkowa.
Czy wiemy przez jaki czas od przyjęcia szczepionki przeciwciała będą się utrzymywać i na jak długo zapewnią ochronę przed zakażeniem?
– Nie znamy jeszcze odpowiedzi na te pytania. Wiemy natomiast, że szczepionki przeciw COVID‑19 oparte są na białku S (spike) wirusa SARS‑CoV‑2. Po podaniu preparatu, podczas kontaktu komórek immunologicznych z obcym antygenem, dochodzi do rozwoju pierwotnej odpowiedzi immunologicznej, wtedy powstają przeciwciała w klasie IgM i IgA, które po krótkim okresie zanikają, stąd ich oznaczanie nie ma większego znaczenia klinicznego, lecz one zastępowane są przez przeciwciała w klasie IgG. Przeciwciała te ograniczają rozprzestrzenianie się wirusa SARS‑CoV‑2 w organizmie między innymi dzięki zapobieganiu jego replikacji. Wyjątkową rolą przeciwciał przeciwko białku S jest neutralizacja wirusa SARS‑CoV‑2, która następuje w wyniku blokowania jego integracji z komórką docelową ACE gospodarza. Ze względu na te właściwości przeciwciała przeciwko białku S określane są mianem neutralizujących (nAbs). Istnieje korelacja między poziomem przeciwciał przeciwko białku S a właściwościami neutralizującymi osocza, co zostało wykorzystane w terapii osoczem ozdrowieńców. Obecnie trwają prace nad ustaleniem, jaki dokładnie poziom nAbs jest niezbędny do zapewnienia ochrony przed zakażeniem SARS‑CoV‑2. Ciekawostką jest fakt, że stężenie przeciwciał anty‑SARS‑CoV‑2 klasy IgG przeciwko podjednostce S1 białka S u osób zaszczepionych jest wyższe niż stężenie przeciwciał powstałych po przebyciu COVID‑19.
Jak prawidłowo interpretować wyniki badania?
– Przede wszystkim bardzo ważny jest czas, po jakim od zaszczepienia czy przechorowania wykonano badania immunologiczne. Aby były wiarygodne, należy wykonać je dopiero po upływie 10‑14 dni od podania drugiej dawki szczepionki lub wystąpienia objawów chorobowych. Mediana dla serokonwersji wynosi około dwóch tygodni. Materiałem do badania w kierunku przeciwciał jest surowica/osocze (pacjent nie musi być na czczo w momencie pobrania). Ponieważ szczepionki przeciw COVID‑19 oparte są wyłącznie na antygenie S wirusa SARS‑CoV‑2, do badania odporności poszczepiennej nie mogą być używane testy serologiczne oparte na białku N wirusa, które wykorzystywane było we wcześniejszych testach diagnostycznych do oznaczania przeciwciał dla pacjentów po zakażeniu SARS‑CoV‑2, a niestety często ten błąd jest popełniany. U osób zaszczepionych (które nie miały wcześniej kontaktu z SARS‑CoV‑2) nie dochodzi do syntezy przeciwciał skierowanych przeciwko białku N (nukleokapsydu) wirusa SARS‑CoV‑2. Białko S wirusa SARS‑CoV‑2, na którym oparte są szczepienia, złożone jest z podjednostek S1 i S2. Wykazano, że podjednostka S1 cechuje się najniższą homologią z analogicznymi regionami innych patogennych koronawirusów i w związku z tym wiarygodne testy diagnostyczne w kierunku przeciwciał syntezowanych po szczepieniu przeciw COVID‑19 muszą być oparte właśnie na tym antygenie.
Obecnie wyniki badania przeciwciał podawane są w różnych jednostkach. Jak je oceniać?
– Przyczyną tej sytuacji był brak określonego tzw. wzorca odniesienia, czyli materiału referencyjnego immunoglobuliny anty‑SARS‑CoV‑2. Dopiero w grudniu 2020 r. Komitet Ekspertów WHO ds. Standaryzacji Biologicznej udostępnił pierwszy materiał referencyjny „First WHO International Standard Anti‑SARS‑CoV‑2 Immunoglobulin”, który został opracowany przez Narodowy Instytut Wzorców Biologicznych i Kontroli w Wielkiej Brytanii. Instytut ten odpowiada za opracowywanie i produkcję ponad 90 proc. międzynarodowych standardów biologicznych, stosowanych w diagnostyce laboratoryjnej na całym świecie. Stąd obecnie wszystkie firmy dostarczające testy muszą skorelować swoje opracowania z nowym materiałem referencyjnym WHO tak, by wyniki oznaczeń były podawane w wystandaryzowanych, międzynarodowych jednostkach: BAU/ml (bindingantibody units) i była możliwość ich porównywania. Dziś nie ma możliwości porównania wartości wyników wykonywanych różnymi testami, wiem, że niektórzy już na jesieni próbowali dokonać korelacji lecz nie miało to żadnych podstaw analitycznych i merytorycznych.
Są osoby, które przechorowały zakażenie SARS‑CoV‑2, a nie wytworzyły przeciwciał.
– Zgadza się, są pacjenci seronegatywni – mimo posiadania pozytywnego wyniku RTPCR czy też po łagodnym przebiegu zakażenia – którzy nie wykazują serokonwersji. W każdej populacji odsetek osób niezdolnych do wytwarzania przeciwciał stanowi od 2 do 10 proc. średnio 4 proc., dlatego w ocenie odpowiedzi immunologicznej u tych pacjentów ważna jest ocena odpowiedzi komórkowej układu immunologicznego, a dokładnie, badanie aktywności komórek T CD8+ (cytotoksycznych) i komórek T CD4+ (pomocniczych). Na podstawie badań wiemy, że na skutek zakażenia wirusem SARS‑CoV‑2 następuje silne pobudzenie limfocytów T przez białko S wirusa. Z ponadsześciomiesięcznych obserwacji ozdrowieńców wynika, iż u 92 proc. pacjentów po przejściu COVID‑19 występują specyficzne dla SARS‑CoV‑2 limfocyty T CD4+, a u 50 proc. limfocyty T CD8+. Nadzieją na długotrwałą odporność na reinfekcję są również wyniki badań prowadzonych z udziałem ozdrowieńców po pierwszej epidemii SARS, spowodowanej zakażeniami SARS‑CoV(‑1). Specyficzne przeciwciała, które powstały na skutek zakażenia wirusem SARS‑CoV(‑1), były wykrywalne jeszcze po trzech latach od infekcji u około 50 proc. ozdrowieńców, zaś po sześciu latach od przebycia SARS nie stwierdzono już obecności przeciwciał. Natomiast z badań opublikowanych w lipcu 2020 r. wynika, że u ozdrowieńców limfocyty T, reaktywne wobec antygenów SARS‑CoV(‑1), są wciąż obecne, czyli po 17 latach od zakończenia epidemii SARS. Stąd możemy się spodziewać, że w przypadku ozdrowieńców z COVID‑19 odpowiedź komórkowa będzie intensywna i długotrwała, choć czas wszystko zweryfikuje.
Są też osoby, które mimo ewidentnego kontaktu z wirusem nie ulegają zakażeniu.
– To prawda, są to przede wszystkim cechy osobnicze. Różna jest wrażliwość układu odpornościowego także w ramach odporności wrodzonej. Osoby, które posiadają miano komórek NK (Natural Killer) ponad 300/ml3, zasadniczo nie ulegają zakażeniu. Przy niedużej dawce SARS‑CoV‑2 komórki NK zabijają wirusa i te osoby nie ulegają zakażeniu.
Czy osoby, które przechorowały COVID‑19, mogą gorzej przechodzić szczepienia?
– Mogą, zdecydowanie, zwłaszcza gdy po przechorowaniu wytworzyły przeciwciała. Dlaczego? Ponieważ w takich przypadkach wytwarzają się krótkotrwałe krążące kompleksy immunologiczne (CIC), zwykle osadzające się w drobnych naczyniach, powodując bóle w mięśniach i kościach. Dlatego osoby, które przechorowały COVID‑19, powinny w pierwszej kolejności ocenić poziom wytworzonych przez siebie przeciwciał w klasie IgG. Obecnie uważa się, że ozdrowieńców należy szczepić w dalszej kolejności. Trwają także dyskusje dotyczące liczby dawek szczepionki dla ozdrowieńców, czy tylko jedna jako przypominająca, czy cały cykl dwu dawek. Według prof. Grzegorza Dworackiego, druga dawka szczepionki powinna być podawana także ozdrowieńcom, ponieważ zwiększa rozpoznawanie przez przeciwciała potencjalnie zmutowanych miejsc wiązania wirusa. Jak widać, pandemia jest okresem intensywnego rozwoju technik diagnostycznych, których celem jest nie tylko ułatwienie pracy lekarzom, ale także prognozowanie dalszego przebiegu epidemii. Szkoda, że w Polsce tak mało czerpie się ze skarbnicy, jaką jest medycyna laboratoryjna i współpraca z diagnostami laboratoryjnymi.
Wywiad opublikowano w „Medicusie – Miesięczniku Lubelskiej Izby Lekarskiej”.
Przeczytaj także: „Dzieci COVID-19 nie omija”.
