Ученые разработали быстрый и высокоточный тест для обнаружения антител к спайковому белку SARS-CoV-2 в сыворотке крови человека, открыв новые возможности для понимания всей степени пандемии и оценки эффективности вакцин.
За 18 месяцев с момента возникновения пандемии COVID-19 были достигнуты большие успехи в обнаружении и изобретении различных подходов к отслеживанию и контролю распространения вируса SARS-CoV-2. В этом отношении всегда была жизненно важна быстрая и точная диагностика. Золотым стандартом с начала пандемии был метод ОТ-ПЦР; однако это занимает много времени, трудозатратно, требует сложного оборудования и позволяет обнаруживать только присутствие вирусной РНК в образцах.
Группа ученых из Японии, в том числе профессор Манабу Токеши с инженерного факультета Университета Хоккайдо, разработала 20-минутный тест для обнаружения и количественного определения антител против SARS-CoV-2 в сыворотке крови человека. Их результаты были опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.
Подсчитано, что от 40% до 45% людей, инфицированных SARS-CoV-2, не имеют симптомов – несмотря на то, что они инфицированы, у них не появляются какие-либо симптомы болезни. Выявление людей, у которых могло быть бессимптомное течение COVID-19, важно для понимания всех масштабов пандемии. ОТ-ПЦР может только обнаружить присутствие вирусной РНК в образцах; у людей, выздоровевших от пандемии, будут только антитела к вирусу, которые ОТ-ПЦР не может обнаружить.
Существуют коммерчески доступные тесты для определения наличия антител против SARS-CoV-2; однако большинство этих тестов неточны. Иммуноферментный анализ бокового потока – один из наиболее распространенных тестов для диагностики COVID-19 на основе обнаружения антител. Хотя это быстрый, но качественный метод, его нельзя использовать для количественного определения антител. Кроме того, метод плохо масштабируется, что приводит к низкой экономической эффективности.
Ученые разработали метод обнаружения антител против SARS-CoV-2 в сыворотке крови человека, используя метод, называемый неконкурентным флуоресцентным поляризационным иммуноанализом (FPIA). Этот метод не только быстрый, но также может использоваться для количественного определения антител. FPIA использовался в пищевой и медицинской промышленности; команда ранее внесла множество инноваций в метод и сопутствующее оборудование, включая разработку портативного флуоресцентного анализатора поляризации.
FPIA требует, чтобы флуоресцентно меченные рекомбинантные шипованные белки SARS-CoV-2 (F-RBD) и человеческая сыворотка были смешаны вместе для теста. Лица, которые были инфицированы или вакцинированы против SARS-CoV-2, будут иметь антитела к белку спайков в их сыворотке. Когда эти антитела связываются с F-RBD, излучается поляризованный свет, в то время как только F-RBD излучает деполяризованный свет. Измеряя степень поляризации с помощью анализатора поляризации флуоресценции, можно определить концентрацию антител. Ученые оптимизировали тест и оценили его, используя образцы сыворотки крови людей с диагнозом COVID-19 и тех, кто не был инфицирован SARS-CoV-2.
Тест продемонстрировал высокую точность, скорость и простоту выполнения, а также высокую пропускную способность. Для выполнения этого теста требуется около 20 минут, по сравнению с примерно 2 часами для других тестов; кроме того, оборудование, необходимое для теста, очень портативное, его вес составляет всего 4 кг.3 кг. В совокупности эти особенности делают тест отличным вариантом для обнаружения и количественной оценки антител против SARS-CoV-2. Теперь тест можно использовать для двух целей: для скрининга больших групп населения для определения точной степени пандемии и для оценки эффективности вакцин против SARS-CoV-2 на основе ответа антител.