Альберт Ризванов: «Анализ позволит за 15 минут определить наличие антител»

Альберт Ризванов: «Тест позволяет не только качественно сказать, человек болен или нет, но и количественно определить, какая у него вирусная нагрузка» Фото: «БИЗНЕС Online»

«ПЦР позволяет получить ответ в течение 2–3 часов, а тест-система на основе изотермических реакций — ЗА 30 минут»

— Альберт Анатольевич, какие виды тестов есть в мире для определения коронавируса?

— Основных тестов два — с использованием иммунологических методов и с применением генетических средств. Самый надежный тест — с помощью генетических методов. Классикой жанра считается полимеразная цепная реакция в режиме реального времени (ПЦР-РВ), для проведения этого теста ватной палочкой берется образец из носа и горла, помещается в пробирку с определенной жидкостью, из которой потом выделяется вирусная геномная РНК. Генетические тесты амплифицируют (создают дополнительные копии — прим. ред.) определенные участки вирусного генома. Если амплификация прошла, то можно сказать, что у человека есть коронавирус. При этом тест позволяет не только качественно сказать, человек болен или нет, но и количественно определить, какая у него вирусная нагрузка.

Чувствительность первых тестов ПЦР-РВ составляет примерно 500 вирусных геномов (генетический материал вируса — прим. ред.) на реакцию. То есть, чтобы реакция «сказала» да, нужно, чтобы в ней было не менее 500 вирусных геномов. Если их меньше, то, скорее всего, реакция даст отрицательный результат. Есть данные о том, что первые тест-системы «Вектор» обладают чувствительностью 70–80 процентов, то есть из 10 больных COVID-19 выявляли только у 7–8 человек. Именно поэтому обычно проводят несколько тестов, чтобы избежать ложноотрицательных результатов. В то же время более современные тесты имеют гораздо бо́льшую чувствительность. Производители даже заявляют о 10 вирусных геномах. Но это требует проверки на практике.

«Чтобы реакция «сказала» да, нужно, чтобы в ней было не менее 500 вирусных геномов. Если их меньше, то, скорее всего, реакция даст отрицательный результат» Фото: kzn.ru

— ПЦР — это ведь не единственная разновидность генетических тестов?

— Сейчас появились улучшенные генетические тесты, так называемая изотермическая амплификация (такие как LAMP, SmartAmp и др.). Для нее требуется чуть более простой и соответственно дешевый прибор, но у таких тестов точность от 100 вирусных геномов, то есть они в среднем в 5 раз более чувствительны, чем ПЦР-системы. Однако разработка таких тест-систем более сложная из-за того, что в них используются не три праймера/пробы, как для ПЦР-РВ, а 4–6. И все они должны идеально работать друг с другом.

Если ПЦР позволяет получить ответ в течение примерно 2–3 часов, не включая логистику образца (чтобы довезти его от пациента до лаборатории, обработать и выдать результат), то тест-система на основе изотермических реакций позволяет получить ответ за 30 минут, то есть они более быстрые. Но на данный момент они более дорогие, чем классические ПЦР. По крайней мере, в России.

— Разница в цене настолько большая?

— Реагентика и расходка для обычного ПЦР у фирмы-поставщика стоит порядка 400–500 рублей за один тест (не включая работу персонала, амортизацию оборудования и др.), а тест-система на основе изотермических реакций — 27 долларов (или около 2 тысяч рублей по курсу на 12 апреля). Казанская компания «Смартлайфкеа» как раз начинает выпускать такие тест-системы на основе изотермических реакций. Они, насколько мне известно, единственные на российском рынке имеют регистрационное удостоверение на эту продукцию.

— В больницах России, если у меня верная информация, сейчас используются обычные ПЦР-тесты. Почему не «изотермические», раз они более чувствительные и быстрые?

— Да, в больницах делают классические ПЦР-тесты новосибирского предприятия «Вектор». Массовое использование «изотермических» тест-систем ограничивается их высокой стоимостью и тем, что пока они производятся в ограниченном количестве.

«В Китае похожая тест-система стоит примерно 4–6 долларов (300–450 рублей на 12 апреля 2020 года) за одну полоску. Мы надеемся создать наш отечественный аналог, который будет стоить не дороже, чем китайский» Фото: pixabay.com

«Тест-системы помогут ответить, болел ли ты этой инфекцией и есть ли у тебя иммунитет»

— Вы говорили и про иммунологические методы. Как они помогают определить коронавирус у человека?

— Да, есть иммунологические методы, их несколько. Первый — это определение вирусного антигена, то есть наличие самого вируса с помощью антител, которые специфично узнают данный вирус. А второй метод — определение у человека иммунного ответа против инфекции по наличию антител к вирусу.

— Иммунологические методы точнее, быстрее, дешевле генетических?

— Они менее чувствительны, чем ПЦР, но при этом они могут быть дешевле и быстрее — буквально 15 минут достаточно, чтобы получить результат! Метод по определению вирусного антигена выглядит как обычная тест-полоска на беременность. Но в комплекте идет ватная палочка, которой нужно сделать мазок из носоглотки, побултыхать в специальной пробирке с раствором, и этот раствор уже капнуть на тест-полоску. Ничего сложного, но и не так удобно, как тест на сахар в крови или на беременность. Этот метод можно использовать как быструю, хотя и менее точную альтернативу ПЦР.

Второй метод (по наличию антител) можно применять как в виде иммуноферментного анализа (ИФА), так и в виде тест-полосок (иммунохроматографический метод), но для анализа там нужна капелька крови. Эта тест-система чуть дешевле, чем та, которая основана на определении вирусного антигена, но у нее есть большой недостаток. Антитела появляются в крови только через 5–7 дней после начала инфекции. На этом сроке, по данным врачей, только у 50 процентов людей наблюдается значительный уровень антител, который позволяет определить вирус. У практически 100 процентов людей он повышается только через две недели с начала инфекции. То есть это уже поздно для надежной диагностики.

Однако эта тест-система с успехом может быть использована в больницах — для быстрой маршрутизации пациентов. Обычно в клинику поступают люди, которые уже примерно 7 дней инфицированы вирусом, с выраженными симптомами болезни. Анализ на тест-полосках позволит быстро, буквально за 15 минут, определить наличие антител к коронавирусу и прямо в приемном покое решить, куда отправлять больного. Но потом обязательно человеку нужно будет сделать еще и генетический тест (он более точный, но занимает больше времени) — для подтверждения.

— Правильно я понимаю, что в КФУ сейчас ведется работа по созданию таких быстрых тест-систем для определения коронавируса?

— Да, мы разрабатываем экспресс-тест для определения антител против вируса. Во-первых, как я уже сказал, они улучшат маршрутизацию пациентов при поступлении в клиники. А во-вторых, они могут быть полезны для людей, которые переболели легко (насморк, невысокая температура), но не делали тест на коронавирус, а потом решили выяснить, чем болели. Такие тест-системы помогут ответить на вопросы: во-первых, болел ли ты этой инфекцией, и, во-вторых, есть ли у тебя иммунитет против определенного возбудителя. Антитела против вирусов остаются в крови человека долгое время. После выздоровления в организме не остается вируса, чтобы диагностировать его генетическими методами. И иммунологические методы становятся единственными, позволяющими ретроспективно определить, чем болел человек.

— Сколько могут стоить такие «иммунологические» тест-системы?

— В Китае похожая тест-система стоит примерно 4–6 долларов (300–450 рублей на 12 апреля 2020 года) за одну полоску. Мы надеемся создать наш отечественный аналог, который будет стоить не дороже, чем китайский.

— Этот метод уже зарегистрирован в России?

— Пока нет, но когда мы разработаем свою тест-систему, в планах — получить регистрационное удостоверение, чтобы можно было их использовать в клиниках. Сейчас применяется ускоренная процедура, которая помогает быстрой регистрации новых тест-систем против коронавирусной инфекции. Сейчас мы закупаем оборудование для создания небольшого собственного производства тест-систем. Параллельно мы разрабатываем и ИФА тест-систему на COVID-19. Первые результаты надеемся получить до конца апреля 2020 года.

«Когда мы разработаем свою тест-систему, в планах — получить регистрационное удостоверение, чтобы можно было их использовать в клиниках» Фото: «БИЗНЕС Online»

— Какое количество тест-систем вы сможете производить?

— Пока затрудняюсь ответить на этот вопрос. Теоретическая производительность основной установки по «печати» тест-полосок составляет 12 тысяч полосок в час. Как пулемет, только подтаскивай патроны. Основным лимитирующим фактором будет обслуживающий персонал, подготовка материала, упаковка и прочее. Дьявол, как всегда, в деталях.

— В России есть аналогичные проекты?

— Насколько я знаю, несколько компаний ведет разработку аналогичных тест-систем. Однако я не вижу в этом проблемы. В ближайшее время, очевидно, будет нехватка тест-систем на коронавирус, к тому же наша тест-система не заменяет другие, она лишь дополняет их, позволяя врачам быстрее принимать решения, а людям выяснить, болели ли они той или иной инфекцией.

— Не опасаетесь, что спустя два месяца эпидемия утихнет и эти тест-системы окажутся ненужными?

— Во-первых, даже по осторожным прогнозам, эпидемия продлится несколько месяцев, летом будет пик и потом еще некоторое время вирус станет циркулировать в человеческой популяции. Во-вторых, мы создадим площадку, на которой сможем в будущем оперативно разрабатывать тест-системы для определения новых инфекций. Плюс у нас уже есть проект по созданию тест-системы против геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС, или мышиная лихорадка), это тоже важное для нашего региона заболевание. Мы работаем по данному направлению уже не первый год, у нас есть определенный опыт. И, наконец, для нас это интересно с научной точки зрения. Мы исследуем иммунологию коронавирусной инфекции. Наши сотрудники, студенты, магистранты и аспиранты повышают свои компетенции.

Хочу добавить, что этот проект выполняется КФУ совместно с АНО «Научно-исследовательский центр ДНК» (создано для поддержки биомедицинских исследований в КФУ), который обеспечивает нас внебюджетным финансированием. То есть у нашего университета имеется отличная материально-техническая база, а АНО закупает дополнительное оборудование, расходные материалы и оплачивает труд сотрудников, задействованных в разработке тест-системы и вакцины. Всего в этой работе задействованы 6 ученых КФУ.

— Сколько средств будет вложено в этот проект?

— Я пока не могу данную цифру озвучить.

«В среднем в течение пяти дней после того, как человек заразился, у него не появляется никаких симптомов, вот на этой стадии рентген не очень выручит, а поможет только генетическое тестирование» Фото: «БИЗНЕС Online»

«может получиться «эффект гречки»: тебе вроде и не нужно, но ты идешь и покупаешь»

— Ваши коллеги из Иннополиса придумали метод определения коронавирусной пневмонии по рентгеновским снимкам. Считаете ли вы этот способ достаточно точным и эффективным?

— Конечно, когда у пациента уже развились симптомы, такие снимки действительно позволяют ставить диагноз. Это классическая схема диагностики пневмонии, просто в Иннополисе, видимо, автоматизировали анализ изображений при помощи компьютерных алгоритмов. То есть вместо глаз рентгенолога снимок будет смотреть компьютерная программа. Так что это один из дополнительных инструментов диагностики, но он подходит для тех людей, у кого уже появились симптомы заболевания. А генетический тест позволяет выявить наличие инфекции уже на второй день после инфицирования. Ведь в среднем в течение пяти дней после того, как человек заразился, у него не появляется никаких симптомов, вот на этой стадии рентген не очень выручит, а поможет только генетическое тестирование. Рентген также может показать, что у человека было воспаление легких в прошлом. Но что именно вызвало это воспаление, сказать по снимку уже нельзя. В данном случае иммунологические тесты позволят определить возбудителя заболевания.

— В мире есть еще какие-то интересные разработки в этом направлении?

— Методы я вам все озвучил, все они являются классикой жанра, но в некоторых странах ведется создание роботизированных систем, которые работают по тем же биологическим принципам, просто ускоряют процесс и позволяют исключить участие человека. Сейчас все тесты делаются врачами вручную. А они придумывают «кухонный комбайн»: поместил образец, нажал на кнопочку и получил результат. Такие разработки ведутся в Китае, Японии, Америке, Европе. Конечно, стоимость этих приборов выше, но происходит стандартизация, исключается человеческий фактор.

— Как вы считаете, стоит ли вообще запускать тесты в свободную продажу? Многие специалисты говорят, что при отсутствии симптомов генное тестирование проводить не стоит.

— Это бизнес, и если человек готов платить, то будут компании, которые станут готовы продать. Мне кажется, на данном этапе обывателю это излишне. Мне бы не хотелось, чтобы человек, которому не хватает денег на жизнь, из-за истерии пошел и заплатил за ненужный ему тест. Это все же необходимо больше людям, у которых есть симптомы или кто был в контакте с зараженными.

«Есть мнение, что этот новый китайский коронавирус вскоре может стать эндемичным» Фото: «БИЗНЕС Online»

— Но есть же люди мнительные, которые находят у себя все признаки любого заболевания, а тут они сделают тест и успокоятся.

— Тут может получиться «эффект гречки», тебе вроде и не нужно, но у тебя фобия — ты идешь и покупаешь, и в итоге на прилавке ничего не остается. Так же и здесь — нужно, чтобы эти тесты были доступны тем, кто в них реально нуждается, а не из-за паранойи отдельных граждан. Но в конечном итоге рынок все отрегулирует. Я лишь высказываю свое личное мнение.

— Ваш институт также занимаетесь разработкой вакцины от коронавируса. Можете рассказать, какие есть успехи на данный момент?

— Как я уже рассказывал ранее, мы работаем не с живым вирусом, а с его цифровой копией. В цифре мы делаем техзадание для создания генетической конструкции, синтезируем отдельные вирусные гены. Принцип действия будет таков: мы вводим в организм не сам вирус, а генетическую информацию о нем, организм сам ее считывает, синтезирует вирусные белки, а они, в свою очередь, распознаются организмом как чужеродные, вырабатывается защитный иммунитет.

На данном этапе в КФУ продолжается синтез генетической ДНК-вакцины, на это уйдет еще около месяца, еще примерно в течение месяца будет проходить валидация — подтверждение того, что вакцина работает в культуре клеток, а далее примерно два месяца потребуется на тестирование на лабораторных мышах. Исследователи будут наблюдать за тем, станет ли вырабатываться иммунитет (антитела) против вирусных белков или нет. Уже после этого нам надо будет найти индустриального партнера, государственные лаборатории, где нам разрешат работать с опасным вирусом. Показать, что выработанный иммунитет действительно защищает от заражения настоящим вирусом SARS-CoV-2. Но создание вакцины — это полдела, основное время потребуется на подтверждение ее эффективности и безопасности в клинических исследованиях на добровольцах.

— Альберт Анатольевич, ваше мнение как ученого, когда коронавирус станет обычным для нас вирусом, как грипп, и мы перестанем его бояться?

— Сейчас уже есть четыре эндемичных, то есть обычных для человеческой популяции коронавируса, которые циркулируют у нас каждый год, вызывая респираторные и кишечные инфекции. Есть мнение, что этот новый китайский коронавирус вскоре может стать эндемичным, нужно подождать, пока еще для этого прошло недостаточно времени.