биочип для выявления коронавируса что это такое простыми словами
Российские микробиологи разрабатывают чип для выявления коронавируса
Нижегородский институт эпидемиологии и микробиологии им. Академика И.Н. Блохиной работает над прототипом биочипа для выявления коронавируса. Об этом сообщил Роспотребнадзор.
Биочип
«Планируется охарактеризовать региональные особенности этиологической структуры внебольничных пневмоний, с учетом которой будет разработан прототип ДНК-биочипа», — заявило ведомство.
Как пояснили разработчики, биочип не понадобится вживлять в организм. По их словам, это «диагностический инструмент, основанный на определении набора наиболее дивергентных участков геномов актуальных бактериальных и вирусных возбудителей внебольничных пневмоний». Такой чип позволит обнаруживать в различных биологических субстратах (мокрота, кровь, бронхоальвеолярный лаваж, слюна) одновременно до 12-14 инфекционных агентов. Он будет работать как экспресс-тест. У пациента будут забирать образцы биоматериала, которые будут отправлять в лабораторию.
Ученые рассказали, что их разработка выглядит как небольшая пластина размером 25х75 мм, на которой искусственно синтезированы короткие олигонуклеотидные зонды. Они позволяют определять «генетический портрет» возбудителей внебольничных пневмоний.
По мнению исследователей, чип позволит осуществлять дифференциальную диагностику внебольничных пневмоний, проводить расследование заболеваемости и своевременно реализовывать противоэпидемические мероприятия.
Биочип опробуют на модельных и клинических образцах пациентов в 2023-2024 годах.
Также в институте разрабатывается прототип вакцины от коронавируса на базе авторской молекулярной платформы. Она представляет собой вирусоподобные частицы на основе белков норовируса человека. Такую вакцину можно будет использовать интраназально для детей и пожилых людей.
В декабре 2020 года московские власти открыли доступ врачам по всей стране к системе «КТ-калькулятор». Эта нейросеть позволяет оценивать степень поражения легких при коронавирусе и поясняет, в каких случаях возможно отказаться от компьютерной томографии, а в каких необходима госпитализация, КТ-диагностика или рентген.
Такая корона: вакцина от COVID-19 может усугубить заболевание
Сразу в нескольких мировых лабораториях идет работа по созданию вакцины от COVID-19. Однако специалисты предупреждают: препарат должен быть тщательно протестирован перед применением, так как возможен синдром антитело-зависимого усиления инфекции. В этом случае прививка вызовет болезнь, а не предупредит ее возникновение. По мнению специалистов, проблему решит рекомбинантный, полученный с помощью генной инженерии, вариант препарата.
Время первых вакцин
Вопрос лечения и профилактики COVID-19 выходит на первый план для всей мировой фарминдустрии. В данное время в ведущих лабораториях разрабатывают различные варианты субстанций. Обсуждают схемы создания препаратов, в том числе, предложенные российскими специалистами.
Разработка вакцины — процесс трудоемкий и длительный, рассказала заведующая кафедрой инфекционных болезней с курсами эпидемиологии и фтизиатрии Медицинского института РУДН Галина Кожевникова.
— Поэтому в ближайшие месяцы, а может, и год одобренной эффективной и безопасной вакцины мы можем не увидеть. Помимо этого, не стоит забывать о изменчивости вируса, которая может встать на пути создания профилактических препаратов, — заявила эпидемиолог.
Более того, есть вероятность, что сама вакцина станет дополнительной биологической угрозой, сообщил директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Сеченовского университета Александр Лукашев.
— Сложность ее разработки связана с тем, что для коронавирусов возможен синдром антитело-зависимого усиления инфекции, то есть неправильно разработанный препарат может усугублять тяжесть болезни, — предупредил ученый.
— Ученые выяснили, что скопление антител к возбудителю лихорадки может усилить вирусную активность и спровоцировать развитие более тяжелой формы болезни — геморрагический синдром (скопление излитой из сосудов крови в кожных покровах и кровоточивость слизистых оболочек. — «Известия»), — пояснил эксперт
Антитело против тела
Суть феномена антитело-зависимого усиления инфекции (antibody-dependent enhancement, ADE) состоит в усилении процесса заражения в присутствии антител, специфических к возбудителю болезни. По идее, антитела должны купировать распространение уже известного организму патогена, но наблюдается обратный эффект.
Дело в том, что вирусы, особенно содержащие не ДНК, а РНК (к ним как раз принадлежит COVID-19), при самокопировании допускают большое количество ошибок. Это дает им возможность быстро мутировать, изменяясь при передаче от человека к человеку. Поэтому организм, который уже выработал антитела к инфицировавшему его коронавирусу и, возможно, перенесший бессимптомное заболевание, может не узнать вариант COVID-19, доставленный с помощью вакцины. А напротив, вызвать неразбериху в иммунной системе, которая закончится усилением инфекционного процесса еще до того, как концентрация антител достигнет порога, необходимого для нейтрализации вируса.
— Наличие антител к первому типу вируса при ADE не позволяет организму справиться со вторым типом, а наоборот, облегчает его проникновение в уязвимые клетки, — пояснил заведующий инфекционным отделением университетской клиники H-Clinic РУДН Данила Коннов. — Если такой феномен будет доказано характерен для нового коронавируса, то введение вакцины может спровоцировать ухудшение прогноза для заразившихся первоначальным штаммом. Эта теория возможна, но требует изучения и подтверждения.
Однако руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков не видит большой проблемы даже при наличии данного синдрома, так как правильно сделанная вакцина должна вызывать не только гуморальный ответ (производство антител), но и запускать формирование пула клеток лимфоцитов, позволяющих избежать возможных побочных эффектов.
— Специалисты вполне способны создать вакцину от коронавируса, которая учтет наличие таких эффектов, как эффект антитело-зависимого усиления инфекции. Почему сейчас в целом в мире некоторые вакцины не очень эффективны? Потому что есть компании, которые учитывают экономические факторы и не хотят платить за новые R&D (research and development — исследования и разработки. — «Известия»). Поэтому до сих пор так мало современных рекомбинантных, а в большинстве случаев используются старые аттенуированные (живые) препараты. Тем не менее технологически мы полностью готовы разрабатывать новые, — уверен ученый.
По словам Павла Волчкова идеальная вакцина от COVID-19 должна быть рекомбинантной и доставляться в организм респираторным способом. То есть так же, как это делает сам коронавирус.
Вирусолог Чумаков счел «омикрон» искусственным штаммом коронавируса
Вирусолог Петр Чумаков не исключил вероятность того, что штамм «омикрон» был искусственно создан. О своей версии он рассказал в интервью «Радио России».
Петр Чумаков — член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией пролиферации клеток Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН.
«Я считаю, что это так. Что это англичане. Решили прекратить сейчас пандемию, потому что сейчас настала пора решительных каких-то изменений в мире», — сказал Чумаков.
«Это не просто мутация. Это они собрали все мутации, которые были известны, которые встречались в этом вирусе уже спонтанно, то есть когда он эволюционировал. Они собрали все эти мутации в одном штамме, более того, они ввели еще там вставочку из трех аминокислот, которые характерны для сезона коронавируса. Как она могла возникнуть вот так независимо в этом штамме — это никто не может объяснить», — пояснил свою позицию вирусолог.
По его мнению, это могло бы объяснить то, что штамм оказался «суперослабленным». Чумаков предположил, что это могло быть сделано с «аналитическими» или иными целями. «Сейчас просто такой момент настал, когда по каким-то политическим соображениям решили быстренько завернуть пандемию», — говорит вирусолог.
С версией Петра Чумакова не согласились эксперты, опрошенные РБК. Директор НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г. П. Сомова Роспотребнадзора Михаил Щелканов заявил, что не видит доказательств того, что штамм может быть искусственно создан. «Это нормальный ход развития событий, когда вирус накапливает мутации, потихоньку ослабляется. Не вижу я там никакой человеческой руки. Любой вирус так или иначе существует в форме множества вариантов. С течением времени начинают селектироваться те или другие варианты. Естественно, через два-три десятилетия вирус должен адаптироваться в человеческой популяции. Вот, мы видим, вариант качнулся в сторону адаптации к человеческому организму», — объяснил он. Щелканов отметил, что большинство мутаций в геноме вирусов связано именно с «выключением патогенности». «У всех коронавирусов в силу ряда особенностей репликации очень легко формируются вставки и делеции в несколько аминокислотных остатков. В этом тоже нет ничего удивительного и ничего нового», — заключил он.
Вирусолог, профессор МГУ, доктор биологических наук Алексей Аграновский также не считает, что может идти речь об искусственном происхождении «омикрона». По его словам, появление все новых вариантов SARS-CoV-2 — это скорее подтверждение версии о его естественном происхождении, поскольку такое развитие событий подтверждает изменчивость вируса.
«Вирус появился в Южной Африке. Южная Африка не находится на фронтире биотехнологических исследований. Кто там мог создать такой вирус? Я полагаю, что это не так. Он, скорее всего, мог появиться естественным путем за счет накопления множественных мутаций, но не сразу, а по одной в организме у человека, который был иммунологически скомпрометирован, например больного вирусом иммунодефицита человека. Иммунитет [у такого человека] слабый, вирус там болтается месяцами. Предположим, что у многих таких людей происходили подобные процессы, но только в одном организме, возможно, создался вариант с этим набором свойств и мутаций», — так Аграновский описывает возможность естественного происхождения «омикрона».
Брат Петра Чумакова, ведущий научный сотрудник и начальник лаборатории Отдела исследований и анализа вакцин Управления по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) Константин Чумаков в интервью телеканалу РБК отмечал, что «омикрон» вызывает намного более слабые симптомы заболевания. «Может быть, даже и хорошо, что этот вирус прокатится по земному шару и пандемия закончится, — сказал он в программе «ЧЭЗ», — Когда люди болеют «омикроном», по крайней мере по опыту Южной Африки, они не нуждаются в кислороде, у них не возникает воспаление легких, они выздоравливают за два-три дня». Он согласился с точкой зрения, что «омикрон» можно сравнить с «живой вакциной» от COVID-19, но предложил для того, чтобы делать окончательные выводы, подождать полных данных.
Главный научный сотрудник ВОЗ Сумья Сваминатан в начале декабря отмечала, что точных данных о том, является ли местом происхождения «омикрона» Южная Африка, где были зафиксированы первые случаи заражения, нет. «Процесс мутации вируса и возникновение новых вариантов — это явления, которые мы не можем предсказывать. Многое в этих вопросах остается неясным. Тот же омикрон-штамм мог возникнуть где угодно, в том числе в стране с недостаточно продвинутыми методами секвенирования генома. Мы можем никогда не узнать, где возник этот штамм», — говорила эксперт.
Версии об искусственном происхождении коронавируса появлялись на начальном этапе пандемии. В частности, сторонником этой гипотезы был президент США Дональд Трамп, заявлявший о наличии доказательств происхождения вируса из лаборатории в китайском Ухане у американской разведки.
Ряд опрошенных РБК экспертов, однако, отрицали такую возможность. Инфекционист, доктор медицинских наук Николай Малышев указывал на то, что человечество неоднократно сталкивалось с ранее неизвестными заболеваниями по мере проникновения в неосвоенные территории с дикой природой — например в Юго-Восточной Азии. Он отметил, что те люди, которые придерживаются версии об искусственном происхождении COVID-19, начинают искать доказательства этого, приводят аргументы о наличии фрагментов РНК у вируса, которые не могут появиться естественным путем. «Но природа разнообразна и может удивлять так, что может быть все что угодно», — добавил эксперт.
Диагностика COVID-19: обзор основных методов
По мере изучения коронавируса появляются все новые методы его диагностики. На первых этапах заболевание выявляли лишь по набору симптомов, который со временем корректировался. Потом добавилась аппаратная диагностика: признаки поражения легких стали выявлять по компьютерной томограмме. Но биохимия и молекулярная биология не бездействовали. Постепенно медицина убедилась, что точный диагноз можно поставить только на основании результатов вирусологического исследования.
Сегодня узнать, заражен ли человек коронавирусной инфекцией, можно несколькими способами. О них и пойдет речь в этом материале. Мы разберемся, как выявить перенесенный ковид в прошлом и оценить устойчивость иммунитета к нему.
Лабораторные тесты на коронавирус (Covid-19)
Сегодня используются разные методы диагностики коронавирусной инфекции. Одни анализы можно сдать только в лаборатории, другие — самостоятельно (даже не придется вызывать врача на дом, достаточно купить специальные наборы в аптеке):
Первые четыре метода имеют идентичную задачу. Отличаются они сложностью проведения, затрачиваемым временем, точностью. Пятый их заменить не может.
Диагностика коронавируса (ПЦР)
ПЦР — это полимеразная цепная реакция. Она может делаться только в лабораторных условиях, поскольку требует изучения молекулярной структуры ДНК.
Суть процедуры сводится к следующему:
Если при копировании участка ДНК в нем продолжает появляться вирус, значит, пациент заражен. Получить результаты ПЦР-теста можно через несколько дней. Во время ожидания (особенно при наличии симптомов) лучше соблюдать самоизоляцию. Сегодня это наиболее достоверный диагностический метод.
Риск получения ошибочного результата
Вероятность получения ложноположительного результата невелика. Вирус может попасть в биоматериал пациента извне при условии нарушения санитарных правил. Поэтому проходить обследование лучше в надежных лабораториях, где подобное исключено.
Ложноотрицательные результаты встречаются чаще. Во избежание их получения перед забором биоматериала нельзя курить и дезинфицировать носоглотку антисептиками.
Исказить клиническую картину также могут:
Последнее возможно, если коронавируса там не было изначально (попал в организм иным путем, например, через кровь). Бывает, что в носоглотке возбудитель не оседает, а сразу продвигается в легкие и выявляется только на компьютерной томографии.
Экспресс-тест на коронавирус
Экспресс-тест можно сделать в домашних условиях. Он не предполагает лабораторных исследований, не требует специального оборудования. Достаточно купить набор в аптеке. Например, к Standard Q Covid-19 прилагается подробная инструкция.
Для проведения экспресс-теста на коронавирус понадобятся:
При наличии инфекции в организме контакт биоматериала с реактивом приводит к окрашиванию контрольной полоски. Результат появляется через 20-30 минут. Наибольшую точность тест показывает в первую неделю после заражения. В дальнейшем повышается вероятность получения ложноотрицательного результата. Для уточнения диагноза лучше сделать ПЦР-тест.
Анализ на антитела к коронавирусу
Анализ на антитела к коронавирусу показывает не присутствие инфекции в организме, а ответ иммунной системы на нее. В ответ на заражение она вырабатывает несколько типов иммуноглобулинов:
Недостаточно, чтобы антитела были просто выявлены. Нужно смотреть и на их комбинацию. Подчеркнем, что это исследование не направлено на выявление COVID-19 и не заменяет ПЦР-тест. Сдать такой анализ нужно, чтобы узнать, вырабатывает ли организм антитела к вирусу, а если да, то сколько.
Тесты на антитела
Разные виды тестов на антитела к коронавирусу проводятся дома или в лаборатории. В лаборатории берут кровь из вены и выполняют количественную оценку вырабатываемых иммуноглобулинов.
Домашний тест покажет, есть ли антитела в принципе. Сколько их вырабатывается, с его помощью узнать нельзя: для этого требуются познания в биохимии и специальное оборудование для подсчета. В этом случае достаточно капиллярной крови (из пальца).
В наборах, продающихся в аптеках (например, Leccurate SARS-CoV2 Antibody Test), есть специальный ланцет и пипетка для забора крови. Проколоть себе палец может не каждый, поэтому стоит прибегнуть к помощи близких или вызвать медсестру.
Анализ сдают натощак. Поесть можно максимум за 12 часов до забора крови. Диагностику следует отложить при повышении температуры.
Что показывает тест на антитела?
Наличие иммуноглобулинов означает, что пациент либо болеет сейчас, либо переболел коронавирусом недавно. Если антитела отсутствуют, он либо не заражался никогда, либо микроорганизм попал в тело совсем недавно. Иммунный ответ формируется до двух недель.
Результаты исследования на антитела в количественном выражении интерпретируют так:
Данное исследование не стоит воспринимать как пробу на коронавирус. Если антитела к нему есть, значит, контакт с возбудителем был. Но их отсутствие нельзя однозначно трактовать как избегание вируса.
Наличие антител и прививки
Положительный результат описанного исследования еще не гарантирует невозможность повторного заражения. Иммунитет формируется ориентировочно на полгода. Поэтому в регионах, где установлены ограничения, QR-коды выдаются не только привитым, но и переболевшим в течение последних шести месяцев. Однако присутствие иммуноглобулинов не отменяет необходимость вакцинации. Вопреки распространенному мифу, перед прививкой выяснять их количество не нужно.
Дополнительная диагностика
Перечисленные методы диагностики позволяют установить наличие в организме COVID-19 и иммунный ответ на него. Однако у разных людей заболевание протекает неодинаково: меняется набор симптомов, риски возникновения тех или иных осложнений.
Для подбора схемы лечения врач дополнительно может назначить:
Если у выздоровевшего пациента обнаружены антитела в достаточном количестве, это позволяет ему стать донором крови для лечения тяжелых больных. Для этого ему нужно пройти стандартную диагностику во избежание передачи иных вирусов реципиентам.
Коротко обо всех методах диагностики коронавируса
Мы рассмотрели возможные методы обнаружения коронавируса в организме, оценки его устойчивости к данному заболеванию. Подчеркнем, что наличие вируса и выявленные антитела к нему — не одно и то же, поэтому и показания к прохождению обследований отличаются.
При появлении первых признаков ОРВИ, которую легко перепутать с коронавирусом, лучше сразу выбрать полимеразную цепную реакцию. На этом этапе важно выяснить, имеет место банальная простуда или более опасное заболевание. Иммуноглобулинов на первых этапах вообще не бывает, так что искать их нет смысла.
Когда пациент выздоровел, можно оценить, как отреагировал его иммунитет на перенесенное заболевание. Поиск IgG оправдан и в случае, если пациент полагает, что перенес ковидную инфекцию бессимптомно.
Роспотребнадзор раскрыл механизм работы чипа для тестирования на COVID-19
МОСКВА, 19 июл – РИА Новости. Биочип для выявления возбудителей внебольничных пневмоний, включая коронавирус SARS-CoV-2, будет работать, как экспресс-тест, сообщили сообщили РИА Новости в Нижегородском институте эпидемиологии и микробиологии имени академика Блохиной Роспотребнадзора.
«Он выглядит как небольшая пластина, размером 25×75 мм, на котором искусственно синтезированы короткие олигонуклеотидные зонды, позволяющие определять «генетический портрет» возбудителей внебольничных пневмоний», — пояснили в институте.
Специалисты обратили внимание, что биочип не будут вживлять в человека.
В рамках исследования у пациента будут брать образцы биоматериалы и направлять его в лабораторию, где при помощи биочипа определят наличие в нем вируса, уточнили в ведомстве.
«Обнаружить их смогут в мокроте, крови, бронхоальвеолярном лаваже и слюне», – добавили эксперты.
Отмечается, что испытания новой разработки должны пройти в 2023-2024 годах.
Ранее Роспотребнадзор сообщил, созданием подобного биочипа занимается и Инжиниринговый центр микротехнологии и диагностики петербургского университета ЛЭТИ. Там уже несколько лет развивается направление исследований и разработок мультимодальных биосенсоров для экспресс-определения биомаркеров, вирусов и микроорганизмов, включая биомаркерную диагностику острого инфаркта миокарда и стресса, а также экспресс-диагностику коронавируса SARS-CoV-2 с помощью пептидов.