Повышение точности и снижение ложных срабатываний ПЦР-тестов на COVID-19

ПЦР-тесты, выявляющие вирусную РНК, стали золотым стандартом диагностики SARS-CoV-2, но их точность не достигает 100%. В журнале mSystems исследователи сообщают, что анализ уровня экспрессии определенных иммунных генов у инфицированного человека в дополнение к поиску генетического материала вируса может повысить точность диагностики.

Ученые сравнили данные об экспрессии генов у людей с COVID-19, другими вирусными респираторными инфекциями и невирусными состояниями. Анализ показал, что экспрессия комбинации из 2 генов хозяина тесно связана с инфекцией SARS-CoV-2. Более того, тест на эту генетическую реакцию можно легко интегрировать в существующие ПЦР-анализы, и он сохранит точность для текущих и будущих вариантов вируса.

«Мы представляем это как дополнение к ПЦР-тесту, который по-прежнему ищет прямое доказательство наличия вируса, а гены хозяина использует как страховку, чтобы гарантированно выявлять ситуации с возможными ложноположительными или ложноотрицательными результатами вирусной ПЦР», — сказал вычислительный биолог Эран Мик, Ph.D. (Калифорнийский университет в Сан-Франциско).

Первый ПЦР-тест на COVID-19 был одобрен FDA весной 2020 года. Однако при массовом использовании тест уязвим к ложноотрицательным результатам (особенно по мере эволюции вируса) и ложноположительным (например, из-за перекрестной контаминации в лаборатории).

Ранее, в ноябре 2020 года, Мик и старший автор исследования Чарльз Ланжелье, M.D., Ph.D. (UCSF и CZ Biohub), показали, что COVID-19 вызывает уникальный паттерн экспрессии генов. Это наблюдение побудило их изучить диагностическую полезность этих генов.

Для новой работы исследователи протестировали различные комбинации из 2 генов, чтобы найти пару, точно диагностирующую COVID-19. Оптимальной оказалась сигнатура, включающая:

• IFI6 — ген, стимулируемый интерфероном, сильно индуцируемый при COVID-19 по сравнению с невирусными состояниями.
• GBP5 — ген, сильно индуцируемый при других вирусных инфекциях.

«Это действительно комбинация одного гена, который хорошо отделяет людей без вирусных инфекций от тех, у кого они есть, и другого гена, который отделяет случаи COVID-19 от других респираторных вирусных инфекций», — пояснил соавтор Джек Олбрайт.

После идентификации пары генов команда показала, что этот классификатор можно включить в ПЦР-анализ, он не подвержен перекрестной контаминации (поскольку измеряет ответ хозяина) и работает для всех распространенных вариантов вируса.

Эта 2-генная сигнатура хозяина предназначена для использования в комбинации с вирусным ПЦР-тестом, поскольку ответ на SARS-CoV-2 и другие вирусные инфекции все еще значительно перекрывается. Однако чисто хост-ориентированный классификатор можно использовать как инструмент широкого скрининга для выявления людей, инфицированных любым респираторным вирусом, что полезно для наблюдения за уязвимыми группами населения.