Pandemia COVID-19, wywołana przez wirus SARS-CoV-2, postawiła przed systemami zdrowia na całym świecie ogromne wyzwania, w tym konieczność szybkiej i dokładnej diagnostyki chorych. Początkowo powszechnie stosowaną metodą diagnostyczną było testowanie oparte na real-time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), które pozwalało na wykrywanie materiału genetycznego wirusa. Mimo że testy RT-PCR uważane są za złoty standard w diagnostyce molekularnej SARS-CoV-2, ich szerokie wdrożenie napotkało na ograniczenia — od problemów logistycznych związanych z dostępem do odczynników po czasochłonny proces ekstrakcji RNA. Te ograniczenia zmusiły naukowców do poszukiwania alternatywnych metod molekularnych, które mogłyby skutecznie wspomóc diagnostykę w warunkach pandemicznych.
Alternatywy molekularne dla RT-PCR
Diagnostyka oparta na RT-PCR wymaga przeprowadzenia kilku kluczowych kroków, takich jak ekstrakcja RNA, odwrotna transkrypcja oraz amplifikacja materiału genetycznego wirusa. W warunkach kryzysowych, jakimi była pandemia, te kroki okazały się zbyt czasochłonne i zależne od dostępności odpowiednich reagentów. W związku z tym rozwinięto szereg laboratoryjnych alternatyw molekularnych, które mogą przyspieszyć diagnozę i usprawnić logistykę testowania.
Do rozważanych alternatyw należą:
- Testy RT-PCR z adaptacją lub pominięciem ekstrakcji RNA — skrócony proces ekstrakcji RNA znacząco przyspiesza procedurę testowania, jednocześnie zachowując wysoką czułość (95,1%) i specyficzność (99,7%).
- RT-LAMP (Loop-mediated isothermal amplification) — metoda o bardziej uproszczonym protokole, mogąca być stosowana bez konieczności ekstrakcji RNA. Charakteryzuje się niższą czułością (88,4%) w porównaniu do RT-PCR, ale wysoką specyficznością (99,7%).
- TMA (Transcription-Mediated Amplification) — TMA oferuje bardzo obiecującą dokładność, z czułością na poziomie 97,6% i specyficznością rzędu 99,4%, co czyni ją silnym kandydatem na alternatywę RT-PCR.
- Cyfrowe PCR — technika cyfrowej PCR oferuje bardzo wysoką czułość (98,5%) i dobrą specyficzność (91,4%). Jednak ze względu na niewielką liczbę badań, nie można jednoznacznie rekomendować jej jako stalą alternatywę.
Analiza dokładności metod alternatywnych
Przeprowadzone analizy porównawcze, obejmujące badania na łącznie 74 753 próbkach, wskazują, że nie wszystkie metody alternatywne są równie skuteczne. Spośród ocenionych metod tylko dwie spełniają kryteria czułości i specyficzności, które zostały ustanowione przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) dla testów diagnostycznych SARS-CoV-2. Są to:
- RT-PCR z adaptacją ekstrakcji RNA,
- TMA (Transcription-Mediated Amplification).
Obie te metody osiągnęły odpowiednie wyniki pod względem skuteczności w wykrywaniu zakażonych osób. Na przykład, w teście RT-PCR z adaptacją ekstrakcji RNA średnia czułość wynosiła 95,1%, natomiast specyficzność sięgała 99,7%. Z kolei TMA odznaczała się czułością wynoszącą 97,6% i specyficznością 99,4%.
Jednak ważne jest, aby podkreślić, że wyniki te należy interpretować z zachowaniem ostrożności. Wiele badań opierało się na ograniczonych próbkach i w dużym stopniu korzystano z retrospektywnych danych, co może wpływać na wynik. Dodatkowo nie było możliwości szerokiego zastosowania wyników dla różnych producentów tych testów, gdyż część badań koncentrowała się na pojedynczych markach.
Zastosowanie testów alternatywnych
Zastosowanie alternatywnych laboratoriów molekularnych testów w diagnostyce SARS-CoV-2 może przyczynić się do skrócenia czasu oczekiwania na wyniki testu oraz zwiększenia dostępności diagnostyki, zwłaszcza w obszarach z ograniczonymi zasobami. W szczególności testy takie jak TMA i RT-PCR z adaptacją ekstrakcji RNA mogą poprawić skuteczność testowania tam, gdzie niewystarczająca jest dostępność odczynników do tradycyjnej wersji testów RT-PCR.
Izolowanie i testowanie zakażonych pacjentów było oraz pozostaje jednym z najważniejszych narzędzi do kontrolowania rozprzestrzeniania się wirusa, zarówno w początkowej fazie pandemii, jak i w okresie długoterminowego radzenia sobie z COVID-19.
Wyzwania i dalsze badania
Chociaż alternatywne molekularne techniki laboratoryjne pokazują duży potencjał, ich szersze wprowadzenie wiąże się z typowymi wyzwaniami, takimi jak potrzeba walidacji na większych grupach pacjentów oraz ocena ich dokładności w różnych warunkach klinicznych. Metodologiczne braki w niektórych badaniach, jak np. ograniczone informacje o stanie klinicznym pacjentów, nakładają pewne ograniczenia na interpretację wyników.
Co więcej, nie wszystkie analizowane technologie diagnostyczne uzyskały wystarczające dane, aby można je było z całą pewnością rekomendować jako alternatywę do RT-PCR. Część z nich, jak np. RT-LAMP, osiąga niższą czułość (szczególnie w wersjach pomijających ekstrakcję RNA), co może skutkować większą liczbą fałszywych wyników.
Podsumowanie
Alternatywne molekularne testy diagnostyczne do wykrywania SARS-CoV-2 mają potencjał, aby wesprzeć tradycyjne testy RT-PCR, zwłaszcza w obliczu globalnych niedoborów zasobów. W szczególności techniki takie jak RT-PCR z adaptacją ekstrakcji RNA oraz TMA mogą przynieść znaczące korzyści, zwłaszcza w sytuacjach, gdy dostęp do RT-PCR jest utrudniony.
Jednak dalsze badania są potrzebne, aby w pełni zrozumieć rolę tych nowych technologii w długoterminowej walce z pandemią. Dopiero po zebraniu większej ilości danych, zwłaszcza z badań obejmujących większe grupy pacjentów, można będzie jednoznacznie stwierdzić, które z tych metod mogą służyć jako pełnoprawna alternatywa dla RT-PCR.