через какое время вырабатываются антитела к коронавирусу после начала болезни
Эпидемиолог рассказала, кому и когда сдавать анализы на антитела к коронавирусу
Для того, чтобы узнать, сформировался ли иммунитет к коронавирусу, медики рекомендуют сдать анализы на выявление антител. Причем не качественно – такой тест даст ответ о том, есть ли антитела или нет, а количественно – этот анализ покажет титр антител. Об этом рассказала главный эпидемиолог МБУ ЦГБ № 2 Светлана Климина.
Иммуноглобулины М (IgM) начинают формироваться и выделять с 7 дня после заражения коронавирусом. При этом исследование мазка методом ПЦР может быть не всегда информативно, многое зависит от того, сколько времени прошло с момента заражения, от техники взятия биоматериала (например, когда наборы для забора проб доставляют на дом, и люди сами делают мазок), в итоге могут быть отрицательные результаты, хотя человек переносит инфекцию на самом деле. Положительный анализ IgM будет подтверждением острого инфекционного процесса.
Иммуноглобулины G (IgG) начинают вырабатываться с 10 дня после начала болезни. С течением времени они будут нарастать, то есть сдавать этот анализ можно на 10-14 день после заражения. Наличие IgG не говорит о стойкости иммунитета или нет, а лишь о том, что выработались защитные антитела.
По словам эпидемиолога, IgG имеет смысл сдать с разницей в 1-2 недели, чтобы проанализировать, как будет нарастать титр антител. Это будет показателем того, как формируется иммунитет. Впрочем, гарантии, что он сохранится на протяжении какого-то длительного времени, никто не даст, и единственный вариант – сдавать тесты повторно, например, спустя несколько месяцев, чтобы посмотреть, насколько снизились титры или же сохранились на том же уровне.
Врачи призывают не забывать о необходимости противоэпидемиологических мер — социальной дистанции и ношения масок.
Когда формируются антитела и почему тесты иногда врут: все об анализе на коронавирус
Несмотря на то что с начала пандемии COVID-19 в России прошло уже больше восьми месяцев, вопросов к загадочному вирусу меньше не становится. Сейчас, когда вновь начало расти число заболевших, свердловчане активно интересуются: как из всего многообразия появившихся в клиниках тестов выбрать действительно эффективный, в каких случаях нужно сдавать кровь, а в каких — ПЦР-мазок и почему результаты этих анализов могут не совпадать.
На эти и другие вопросы в интервью ЕАН отвечает заведующая клинико-диагностической лабораторией клиники «УГМК — Здоровье» Елена Карбовничая.
— Елена Александровна, сегодня предлагается несколько видов анализов на коронавирусную инфекцию. Как выбрать самый точный?
— Для диагностики коронавирусной инфекции существуют два подхода. Первый направлен на выявление самого вируса, второй — на оценку эффективности встречи иммунной системы человека с этим вирусом.
В первом случае используется основной классический метод — это ПЦР-анализ. Сегодня таких тест-систем в России зарегистрировано очень много, все они имеют свои плюсы и минусы, но срок изготовления такого анализа во всех случаях порядка четырех с половиной часов. Учитывая, что спрос сейчас очень большой и это поточное производство, когда в исследовании одного анализа участвует несколько человек, то пока людям приходится ждать результата дольше.
Чувствительность таких тестов максимально высокая — она достигает 98%. Но результат этих анализов во многом зависит от качества взятия образца. Если мы забрали мазок из зева и носа правильно — мы получим верный результат, если мы, например, загрязнили пробу необработанными ножницами или недостаточно глубоко поместили зонд — результат может быть ложным.
— Наверное, чаще всего это происходит, когда человек самостоятельно берет себе тест дома?
— Да, и в таких случаях необходимо быть особенно внимательными — сначала прочитать инструкцию и выполнить все рекомендации, указанные в ней. Если это пожилой человек, или если человек очень болен, бывает сложно — страдает и концентрация внимания, нарушается четкость движений, что может привести к неправильному взятию мазка.
Если человек, получивший отрицательный результат, сомневается, у него нарастают симптомы, то лучше пересдать анализ и убедиться в результате.
Если же у человека положительный результат, то после того, как пройдет время, у него исчезнут симптомы, он в любом случае должен сдать повторный тест в установленные сроки, то есть на 10-14-й день после обнаружения вируса, чтобы вернуться к социуму.
Кроме этого, сегодня серьезно и много говорят о том, что возможно определение в таком мазке антигена вируса SARS-CoV-2. Этот метод хорош тем, что результат мы получаем очень быстро — прямо в присутствии пациента.
Суть в том, что так же, как при ПЦР-анализе, берется мазок из носа и зева, затем биоматериал разводится специальным раствором и помещается на тест-полоску. В течение 15-20 минут уже можно получить результат.
— Если все так просто и быстро, то почему этот способ не используют массово?
— Тут есть один нюанс: у теста специфичность очень хорошая, но чувствительность ниже, чем у ПЦР — порядка 75%. То есть если человек находится на начальной стадии заболевания, когда вирус только-только появился в организме или, наоборот, на конечной стадии, когда его выделение уже снизилось, можно получить ложноотрицательный результат. Положительный результат мы увидим только при яркой клинической картине.
Но такие тесты все же нужны. Например, когда поступает пациент по неотложке в стационар, у него тяжелое состояние, нужно срочно определиться, что с ним. Вот в такой ситуации антиген был бы очень большим подспорьем. Мы бы быстро смогли понять, COVID это или нет, и исходя из этого назначалось бы лечение.
Таким образом, именно на наличие вируса на сегодня у нас есть два вида исследования — быстрое определение антигена и более долгий, но более точный ПЦР-анализ.
— Елена Александровна, давайте теперь поговорим об распространенных сейчас анализах на антитела. Практически в каждой клинике предлагается несколько видов таких тестов…
— Да, действительно, исследований на определение антител несколько. Самый простой и быстрый из них — это экспресс-тест.
Он определяет, есть антитела IgM и IgG в крови пациента или их нет, но не показывает их количество. Таких тест-систем в России много, но все они работают с разной достоверностью и точностью. Самая большая проблема — это определение антител класса М. При таком тестировании можно получить ложноположительный результат, связанный с наличием у пациента аутоиммунных или каких-либо других заболеваний.
Второй метод исследования — иммуноферментный анализ (ИФА), для которого используется также венозная кровь. Он показывает иммунный ответ организма (наличие антител M и G) и их уровень. То есть здесь у нас результат полуколичественный.
Напомню, что тела класса М — это ранние антитела, которые начинают вырабатываться на 3-4-й день после встречи с вирусом. А IgG — это поздние антитела, которые формируют тот самый иммунитет и защиту организма от повторной встречи с вирусом. И для оценки формирования иммунного ответа очень важно оценивать это соотношение M и G.
Вообще отмечу, что сегодня в России нет зарегистрированных именно количественных тест-систем для определения антител, есть только качественные и полуколичественные. Последние также бывают разные, так как они определяют антитела к разным белкам вируса. SARS-CoV — это новая инфекция, и сейчас идет процесс наработки информации о том, какая система наиболее достоверно отвечает на наш вопрос.
Еще некоторые лаборатории используют тест-системы, которые суммарно определяют антитела: есть они или нет, но ответа о том, какие это антитела — М и G — не дают.
Какие системы целесообразнее использовать — это наверное, зависит от запросов и потребителя, и лабораторий.
— А какие используются в вашей клинике?
— В нашей клинике антитела определяют раздельно: антитела класса М и класса G. При этом мы руководствуемся рекомендательными письмами производителей тест-систем, что целесообразнее всего определять иммуноглобулины класса G именно к S-белку. Поэтому когда мы закупаем тест-системы, мы ориентируемся на эти критерии.
— Через какое время после болезни лучше всего сдавать анализ на антитела, чтобы понять: выработался иммунитет или нет?
—- Если оценивать классику иммунного ответа, то максимума IgM достигают с 14-го по 21-й день после выявления вируса и могут держаться до 40-50 дней. А IgG начинают вырабатываться на 5-7-й день и максимума достигают с 20-го по 60-й день. Поэтому по прошествии 3-5 недель с начала заболевания у человека есть повод для определения антител.
— Сегодня много мнений о том, сколько живут в организме тела класса G, отвечающие за иммунитет…
— Пока этого точно никто не знает. Не исключено, что у каждого человека, так же как после перенесенного гриппа, иммунитет формируется индивидуально.
— На что нужно обращать внимание, получая результат анализа на антитела по электронной почте, чтобы правильно его трактовать?
— Наличие антител IgG показывает, был ли контакт вашей иммунной системы с вирусом. Не наличие вируса в организме, а именно факт контакта. Если в результатах анализа положительным оказывается иммуноглобулин IgM, то инфекция находится в активной стадии.
Если же по результатам исследования выявлены и те и другие антитела, то для понимания, болеет ли человек сейчас и может ли он быть заразен, надо обязательно сделать анализ методом ПЦР.
Бывает так, что мазок положительный, а антител нет. Это может означать, что они еще не успели выработаться. Напомню, что ранние антитела начинают вырабатываться на 3-4-й день болезни, иногда чуть позже, антитела IgG гораздо позже — через несколько недель.
В бланках с результатами обычно так и указывают «результат положительный» или приводят референсные значения. Все, что выше их, можно считать положительным результатом.
— Я знаю, что частные клиники обязаны передавать данные положительных ПЦР-тестов в Роспотребнадзор. А данные о наличии антител требуется ли передавать в это ведомство?
— Таких требований нет. Мы исследуем уровень антител, определяем, сталкивался ли человек с вирусом и как его иммунная система на него отреагировала. А в Роспотребнадзор требуется передавать информацию о тех людях, которые являются носителями в данный момент, — это показывает только ПЦР-тест.
Защитный иммунитет после COVID-19 у детей и взрослых
Защитный иммунитет после COVID-19 у детей и взрослых
Выработка антител к SARS-CoV-2 и их нейтрализующая активность зависят от возраста
У большинства людей, инфицированных SARS-CoV-2, ответ антител наблюдается в период с 10 по 21 день после заражения. Средняя продолжительность защитного иммунитета после перенесенного COVID-19: от 6 до 12 месяцев. Клинические проявления COVID-19 различаются у детей и взрослых. У взрослых, переболевших коронавирусом, вырабатываются антитела к вирусному белку-шипу (S, антиспайковые антитела): IgG, IgM и IgA, а также антитела к вирусной РНК (N, антитела к нуклеокапсиду) IgG. У детей вырабатываются антиспайковые антитела IgG, но отсутствуют антитела к вирусной РНК. По сравнению со взрослыми, у детей снижена защитная нейтрализующая активность антител. Эти различия важны для разработки стратегий тестирования и защиты населения в зависимости от возраста. Случаи повторного заражения коронавирусной инфекцией говорят о том, что для обеспечения коллективного иммунитета нельзя полагаться на иммунитет, приобретенный в результате естественной инфекции – необходима вакцинация. Все люди, независимо от того, был ли ранее диагностирован COVID-19 или нет, должны соблюдать меры профилактики, чтобы избежать заражения SARS-CoV-2.
Содержание
Антитела к коронавирусу: виды, сроки выработки и время жизни
Наличие антител к коронавирусу означает, что человек был инфицирован SARS-Cov-2. Заразность нельзя установить только по результатам титра антител. Переболевшие могут выделять вирус долго: научно подтвержден случай, когда человек выделял вирус в течение 70 дней. Обнаружение антител не гарантирует сильной иммунной защиты от инфекции: самый ранний документально подтвержденный случай повторного заражения – через 48 дней (вирусные геномы в обоих случаях были различны).
У одного человека может единовременно в организме находиться множество вариантов антител – зависит от особенностей организма. Защищают от COVID-19 только нейтрализующие антитела. Сколько их выработалось и сколько они проживут – тоже индивидуальная особенность. Стандартный тест на антитела к коронавирусу показывает только изотипы антител – их форму: иммуноглобулин IgG – мономер (самое маленькое антитело), иммуноглобулин IgM – пентамер (объединение в одну молекулу пяти мономеров). Титр антител показывает количество иммуноглобулинов, но их эффективность тест не показывает. В среднем, чем тяжелее течение болезни, тем эффективнее и длительнее иммунитет.
По результату анализа можно приблизительно оценить стадию развития болезни:
В некоторых случаях после болезни антитела не вырабатываются. Сбалансированная микробиота и пищевые волокна в диете стимулируют выработку антител. Алкоголь подавляет выработку антител.
Несмотря на интенсивные исследования естественного течения болезни, формирование у людей иммунитета к COVID-19 в целом непредсказуемо.
Более стабильную защиту от коронавирусной инфекции даст вакцина к SARS-CoV-2. При формировании иммунной памяти после вакцинации сгладятся индивидуальные особенности: выработаются антитела, нейтрализующие нужные штаммы коронавируса, а длительность иммунитета будет лучше прогнозируема.
До вакцинации полезно соблюдать профилактические меры и тем, у кого антител нет, и тем, у кого они есть.
У большинства людей, инфицированных SARS-CoV-2, ответ антител наблюдается в период с 10 по 21 день после заражения. Продолжительность защитного иммунитета после перенесенного COVID-19 может составлять от 6 до 12 месяцев.
Клинические проявления COVID-19 различаются в зависимости от возраста. У взрослых развиваются респираторные симптомы. В наиболее тяжелой форме они перерастают в острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС). У детей часто респираторных симптомов нет, но может развиваться опасный для жизни детский мультисистемный воспалительный синдром (ДМВС).
Профиль антител после инфекции SARS-CoV-2 у детей и взрослых отличается. У взрослых, переболевших коронавирусом, вырабатываются антитела к вирусному белку-шипу (S, антиспайковые антитела): IgG, IgM и IgA, а также антитела к вирусной РНК (N, антитела к нуклеокапсиду) IgG.
Независимо от того, развивается ДМВС или нет, у детей вырабатываются антиспайковые антитела IgG, но отсутствуют антитела к вирусной РНК. По сравнению со взрослыми, у детей как с ДМВС, так и без него снижена защитная нейтрализующая активность антител. Эти различия важны для разработки стратегий тестирования и защиты населения в зависимости от возраста.
Случаи повторного заражения коронавирусной инфекцией говорят о том, что для обеспечения коллективного иммунитета нельзя полагаться на иммунитет, приобретенный в результате естественной инфекции – необходима вакцинация. Все люди, независимо от того, был ли ранее диагностирован COVID-19 или нет, должны принимать меры предосторожности, чтобы избежать заражения SARS-CoV-2.
При контакте с вирусом или вакциной иммунная система вырабатывает вирус-специфические антитела, которые нейтрализуют или блокируют инфекцию.
Первая линия защиты от инфекции – антитела IgA, которые содержатся в секретах тела и защищают слизистые оболочки: дыхательные пути, глаза, желудочно-кишечный тракт.
В ответ на SARS-CoV-2 первыми для борьбы с инфекцией вырабатываются антитела IgM. Ни IgA, ни IgM не обеспечивают устойчивый иммунитет к коронавирусу.
Последними вырабатываются антитела IgG. Именно они обеспечивают длительную защиту от вируса, так как могут оставаться в организме несколько лет.
У большинства людей, инфицированных SARS-CoV-2, ответ антител наблюдается в период с 10 по 21 день после заражения. В легких случаях выявление антител может занять больше времени – 4 недели и более. Иногда антитела IgM и IgG вообще не обнаруживаются.
Антитела IgM и IgG к SARS-CoV-2 развиваются через 6–15 дней после начала заболевания. Среднее время выработки до обнаружимого уровня для суммарных антител, IgM и IgG составляет 11, 12 и 14 дней после появления симптомов, соответственно.
Присутствие антител было обнаружено у менее 40% пациентов в течение 1 недели от начала заболевания и быстро увеличилось до 100% (общие антитела), 94,3% (IgM) и 79,8% (IgG) с 15-го дня после начала заболевания.
Продолжительность жизни антител к SARS-CoV-2 неизвестна, но известно, что антитела к другим коронавирусам ослабевают через 12–52 недели с момента появления симптомов. После этого возможны реинфекции. Уровни антител IgM и IgG к SARS-CoV-2 могут сохраняться в течение 7 недель, в 80% случаев они сохраняются до 49 дней. Для сравнения, у 90% пациентов, инфицированных SARS-CoV-1, антитела IgG сохраняются в течение двух лет, а у 50% – трех лет. Кроме IgG, важно выявлять назальные антитела IgA, поскольку сывороточные антитела IgA могут не быть повышены, но сохраняться в слизистой оболочке носа через год после заражения сезонным коронавирусом.
Реинфекции сезонными коронавирусами происходят обычно в течение трех лет. Однако это не означает, что защитный иммунитет сохраняется три года, потому что повторное заражение также зависит от повторного контакта с вирусом. На основании минимальных интервалов инфицирования и динамики уменьшения антител можно сделать вывод, что продолжительность защитного иммунитета после перенесенного COVID-19 может составлять от 6 до 12 месяцев.
После контакта с коронавирусом организм вырабатывает 2 типа антител:
У инфицированных и выздоровевших пациентов с легкой формой заболевания были обнаружены S- и N-антитела.
Особенности течения COVID-19 у детей и взрослых
Течение коронавируса SARS-CoV-2 различается у детей и взрослых. У взрослых развиваются респираторные симптомы различной степени тяжести. У пожилых и людей с сопутствующими заболеваниями (гипертония и диабет) значительно более высокий риск развития опасного для жизни острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС) на фоне COVID-19.
У детей с COVID-19 редко присутствуют тяжелые респираторные симптомы, часто дети переносят заболевание в бессимптомной форме. Возможно, так происходит из-за более низкой экспрессии вирусного рецептора ACE2 (ангиотензинпревращающего фермента 2) в эпителиальных клетках дыхательных путей и более сильного врожденного иммунного ответа у детей. Иммунный ответ у детей может быть сильнее, чем у взрослых из-за большего количества T-лимфоцитов. Кроме того, так как дети чаще страдают респираторными заболеваниями, у них может присутствовать приобретенная Т-клеточная память на родственные штаммы коронавируса.
Редкое, но тяжелое клиническое проявление инфекции SARS-CoV-2 у детей – детский мультисистемный воспалительный синдром (ДМВС). По воспалительным характеристикам и поражению сердечно-сосудистой системы ДМВС похож на болезнь Кавасаки.
Нью-Йоркские ученые исследовали, как у детей и взрослых отличается ответ антител на коронавирус и их защитная способность. Исследование проводилось с марта по июнь 2020, включало 79 человек:
Возраст участников: взрослые – 19–84 года, дети – 3–18 лет.
SARS-CoV-2 был диагностирован у пациентов на основании истории симптомов, ПЦР-положительного теста на вирус и / или серологического анализа. Сопутствующие заболевания встречались редко среди детей, но часто наблюдались у взрослых с ОРДС. У 48% детей не было симптомов COVID-19. У пациентов с ОРДС и ДМВС наблюдались маркеры системного воспаления, включая сильно повышенные концентрации интерлейкина 6 (IL-6) и С-реактивного белка (СРБ). В отличие от пациентов с ДМВС, у пациентов с ОРДС были значительно повышены ферритин и лактатдегидрогеназа (LDH). Только у 2 детей развилась дыхательная недостаточность и ОРДС. Это указывает на отчетливые воспалительные реакции у детей и взрослых в ответ на инфекцию.
Различный состав антител к SARS-CoV-2 у детей и взрослых
У взрослых с ОРДС и доноров плазмы присутствовали S-антитела классов IgG, IgM и IgA. Наибольшая концентрация антител всех классов наблюдалась у пациентов с ОРДС. У детей с ДМВС и без него, а также у взрослых доноров плазмы преобладали S-антитела IgG, при этом титры IgM были низкими.
Выработка S-антител IgG не зависела от возраста среди детей с ДМВС и взрослых. Но у детей без ДМВС старшего возраста уровни S-антител IgG были ниже.
Ученые оценили, реагируют ли S-антитела к белку-шипу SARS-CoV-2 на другие штаммы коронавируса. IgG, полученный из плазмы пациентов, связывался с S-белком SARS-CoV-2, но не связывался с S-белками SARS-CoV-1 и вируса ближневосточного респираторного синдрома. Это показывает специфичность ответа S-антител IgG на SARS-CoV-2 во всех группах участников исследования.
Количество N-антител IgG (к вирусной РНК SARS-CoV-2) у детей было значительно ниже, чем у взрослых. И у детей с ДМВС, и у детей без него, уровни N-антител IgG были одинаково низкими. Наиболее высокие уровни N-антител IgG были у взрослых с ОРДС и у доноров плазмы. В группе доноров плазмы концентрация N-антител IgG была больше у пожилых людей, чем у молодых. Это позволяет предположить, что образование N-антител зависит от возраста, но не зависит от симптомов.
Количество антител к коронавирусу зависит от времени после появления симптомов. Уровень S-антител IgG повышался как у детей, так и у взрослых с ОРДС с течением времени от появления симптомов. Но уровень S-антител IgM со временем связан не был.
Эти результаты показывают, что у детей в ответ на SARS-CoV-2 вырабатываются преимущественно S-антитела IgG, независимо от клинического течения. Напротив, взрослые вырабатывают более широкий ответ антител на инфекцию как с точки зрения типов антител, так и с точки зрения их специфичности. У взрослых ответ S-антител сильнее и разнообразнее при более тяжелом заболевании.
Нейтрализующая активность антител к коронавирусу: связь с возрастом и течением болезни
Нейтрализующая активность антител к SARS-CoV-2 зависит от количества S-антител IgG.
У детей без ДМВС нейтрализующая активность антител снижается с увеличением возраста. Это снижение соотносится с тем, что у детей к подростковому возрасту уменьшается количество S-антител IgG.
Вне зависимости от наличия ДМВС, у детей нейтрализующая активность антител к коронавирусу ниже, чем у взрослых с ОРДС и доноров плазмы. У детей лишь небольшая часть антител к вирусным антигенам обладает нейтрализующей активностью против вируса, поэтому защитная способность антител у детей ниже. Плазма взрослых пациентов с ОРДС показала самую высокую нейтрализующую активность.
У взрослых пациентов нейтрализующая активность антител к SARS-CoV-2 не зависит от пола и возраста, но зависит от тяжести заболевания. За исключением группы тяжелобольных взрослых с ОРДС, нейтрализующая активность не зависела от времени после появления симптомов. У взрослых с ОРДС нейтрализующая активность S-антител IgG и S-антител IgM наиболее высокая.
У детей с ДМВС титры S-антител IgG и нейтрализующая активность не менялись через 2-4 недели после выписки из больницы.
Эти результаты показывают, что более слабый ответ антител на SARS-CoV-2 у детей по сравнению со взрослыми связан с возрастом и не связан с течением инфекции.
Исследование динамики выработки антител и вирусной нагрузки в зависимости от тяжести COVID-19
Международный коллектив ученых из Китая, Саудовской Аравии и США в июле 2020 опубликовал результаты изучения:
В исследовании участвовали две группы пациентов с положительным ПЦР тестом на COVID-19.
Первая группа — 12 человек, пациенты с тяжелой формой COVID-19. Эти люди нуждались в искусственной вентиляции легких и находились в отделениях интенсивной терапии. У всех была зафиксирована тяжелая пневмония.
Вторая группа — 11 человек, пациенты с легкой формой COVID-19. Этим людям не требовалась интенсивная терапия. Их клиническая картина включала лихорадку, кашель, недомогание, головную боль, легкую пневмонию.
Большая часть пациентов была старше 50 лет, средний возраст 56 лет (24 — 82 года). Мужчин — 83%.
Ученые каждые 3 — 4 дня проводили забор и лабораторный анализ биологического материала. Для изучения временного профиля поражения разных тканей ученые изучили: 84 мазка из носа, 59 мазков из зева, 36 образцов мокроты, 90 образцов кала, 79 образцов мочи, 113 образцов плазмы крови, 1 образец желудочного сока. В общей сложности изучен 461 образец.
Динамика вирусной нагрузки в разных тканях и длительность выделения РНК коронавируса
У большинства пациентов с тяжелым заболеванием выделение вируса происходило в течение 30 — 40 дней от начала исследования. У большинства пациентов с легкой формой COVID-19 вирус переставал определяться через 15 дней.
В обеих группах значительно отличалась пиковая вирусная нагрузка. В респираторных образцах (мазки из носа и горла, мокрота) вирусная нагрузка была выше в группе тяжелых пациентов. Также в этой группе дольше выделялась вирусная РНК с фекалиями. Периодически моча и плазма также были COVID-положительными:
Обозначения на рисунках:
Интерферон III типа подавляет SARS-CoV-2 в эпителиальных клетках кишечника эффективнее, чем интерферон I типа