Přeměna SARSU v COVID

3. 11. 2020 / Michal Giboda

Nikdo nemůže onemocnět COVIDem-19, dokud se neinfikuje virem SARS-CoV-2, ale ne každý infikovaný virem SARS-CoV-2 onemocní; jedna ze záhad infekčních nemocí. Otázek je víc, a proto budeme hledat odpovědi na další tajemství nemoci COVID-19 a snažit se jim porozumět. První otázka zní, jaké laboratorní testy jsou vhodné k potvrzení, že nemoc je vyvolaná SARS-CoV-2. Graf, který publikoval časopis Nature, ukazuje vhodnost jednotlivých diagnostických metod.

Světová zdravotnická organizace (WHO) vydala toto stanovisko expertů k laboratorní diagnostice COVID-19: Laboratory testing for coronavirus disease (COVID-19) in suspected human cases Interim guidance, 19 March 2020. WHO reference number: WHO/COVID-19/laboratory/2020.5. Jsou v něm definovány zásady tzv. Good Laboratory Practice.


 

Zlatým standardem mikrobiologické diagnostiky COVID-19 je metoda PCR (polymerázová řetězová reakce), a stejně jako u jiných RNA virů jde o PCR s reverzní transkripcí (RT-PCR). Metoda PCR prokáže i malé množství genetického materiálu SARS-CoV-2 již 1. až 3. den ve vzorku z dýchacích cest ještě před objevením se symptomu nemoci a označí pozitivní osobu za infekční (schopnou nakazit další osobu), na grafu jako PCR-based tests.

Senzitivita PCR testů se zvyšuje s rostoucí virovou náloží (množství virů) a je schopna identifikovat vysoce infekční osoby v aktivní fázi onemocnění. Tam, kde je virová nálož nízká, roste možnost falešně negativního výsledku.

Antigenní test (Rapid antigen tests) detekují přítomnost antigenu (SARS-Cov-2). Je vhodný k právě probíhající infekci. Provádí se výtěrem z nosohltanu. Jeho spolehlivost může byt podmíněná koncentraci viru (virovou zátěží). Nelze ho chápat jako rovnocennou náhradu PCR testu a neměl by být používán jako skríningový k vyšetřování jedinců s nízkou pravděpodobností infekce.

Při velkém rozvoji epidemie je antigenní test, i když s horšími parametry sensitivity a specifičnosti, vhodný zejména pro plošné testování s přihlédnutím, že je levný a rychlý.

Průkaz protilátek proti SARS-CoV-2 (Antibody tests) je nepřímým důkazem infekce COVID-19 a řadí se mezi metody nepřímého průkazu viru. Test, běžně nazývaný jako „sérologie“ nebo „sérodiagnostika“, není vhodný v rané fázi infekce, protože specifické protilátky proti SARS-CoV-2 se dají v séru nebo plazmě prokázat nejdříve za 7 – 14 dnů po infekci, a v těle uzdravených pacientů mohou po několika měsících „zmizet“.

Nemám zkušeností z detekcí protilátek u pacientů s COVID-19, mám ale zkušenost se sérodiagnostikou tropické malárie vyvolané druhem Plasmodium falciparum. Séra od 42 neimunních dospělých Kubánců s mikroskopickým potvrzením infekce Plasmodium falciparu a séra od 30 studentů z endemických oblastí malárie v Africe jsme vyšetřili třemi antigeny z různých geografických oblastí – Gambie, Thájska a Papuy Nové Guiney.

U neimunních Kubánců (infikovali se malárii poprvé v životě) byla prokázána až šestkrát vyšší koncentrace protilátek proti některému ze tří antigenů P. falciparum, na rozdíl od semiimunních Afričanů (kteří mohli překonat infekci malárie v minulosti), u nichž byly rozdíly pouze na úrovni dvou ředění séra.

Výsledky potvrdily, že zejména u osob, které dosud nepřišly do kontaktu se sledovaným patogenem, (neimunní jedinci), může být výsledek sérologických testů ovlivněn antigenní diverzitou. (Antigenní diverzita Plasmodium falciparum a sérodiagnostika tropické malárie, Giboda M., Pena E., Pividal J.: Českoslov. epidem., mikrobio., immunolog. 1989, Jan;38(1):18-26.).

V našem případě musíme vzít v patrnost geografický původ viru SARS-CoV-2 a genetickou rozdílnost infikovaných.

Je možné, že SARS-CoV-2 bude mutovat, a člověk, který prodělal letošní COVID-19, nemusí být chráněný proti viru, jímž se infikuje za dva roky.

Na celém světě bylo dosud zaznamenáno více než 12 tisíc mutací v genomech nového koronaviru; je poměrně stabilní a dva libovolné viry kdekoliv na světě se průměrně odlišují pouze 10 RNA písmeny, přičemž virus jich má téměř 30 tisíc.

S přihlédnutím ke všem zmíněným informacím je na místě mluvit o jeho antigenní diverzitě.

V globálním světě jsou lidé v pohybu a lidstvo není geneticky homogenní skupina. Firma Institute of Applied Biotechnologies, a.s., ve spolupráci s odborníky 2. LF Univerzity Karlovy v Praze, iniciuje vznik národní platformy pro analýzu variant genomu SARS-CoV-2 v České republice.

V rámci pilotní studie byly analyzovány náhodně vybrané vzorky izolované z výtěrů nosohltanu v nemocnicích v Praze a Kladně a pocházely od pacientů infikovaných virem SARS-CoV-2 prostřednictvím komunitního přenosu v rámci České republiky.

Fylogenetickou analýzou porovnali získané varianty genomu SARS-CoV-2 s genomovými sekvencemi z celosvětové databáze (GISAID) a identifikovali jedinečné varianty, specifické pro Českou republiku.

Mezinárodní genetická banka GISAID má v současné době už přes 16 tisíc výsledků sekvenovaných genomů SARS-CoV-2. Z něj se dá vytvořit rodokmen viru a jsou v něm vidět genetické změny, které se v něm odehrávají, jeho původ i to, jak se šíří po světě.

Doposud mluvíme o změnách v genomu viru, jenže z biologického hlediska je lidstvo velmi diverzifikovaným souborem různých populací. Dalším faktorem, jenž může ovlivnit klinický průběh onemocnění COVID-19, je krevní skupina pacienta.

Čínský vědecký tým už v březnu 2020 zjistil, že „velká skupina lidí“ s krevní skupinou A prodělávala těžký průběh onemocnění COVID-19 a musela byt dvakrát častěji napojena na ventilátor ve srovnání s pacienty krevní skupiny 0.

V časopisu Med hypotézy z 9. řijna 2020 byl publikován článek egyptských autorů („Potenciální využití systému krevních skupin A, B, O pro stratifikaci rizika COVID-19“), který rovněž dokládá příčinnou souvislost mezi krevní skupinou pacienta a průběhem nemoci COVID-19.

Přibývají důkazy, že s výjimkou krevní skupiny 0, mají ostatní krevní skupiny předpoklady k těžšímu průběhu onemocnění COVID-19, jsou vystaveny vyššímu riziku autoimunity, hyperkoagulačního stavu, což má za následek zvýšenou tendenci k vaskulárním zánětlivým následkům COVID-19.

Znalost krevních skupin A, B, O může být návodem pro výběr vhodné léčebné strategie a předvídat riziko komplikací. Na tento výzkum navázali vědci z univerzity v Oslu a Kielu. Odebrali vzorky celkem 1610 osobám, které prodělaly těžkou formu onemocnění COVID-19 a na jednotkách intenzivní péče dostávaly podpůrné dýchání.

DNA pacientů bylo porovnáno s 2205 vzorky zdravých lidí ze stejných oblastí ve zvlášť zasažených regionech Itálie a Španělska. Tato studie rovněž potvrdila, že lidé s krevní skupinou A mají dvakrát větší pravděpodobnost, že budou trpět těžším průběhem Covid-19. Není bez zajímavostí, že u 148 pacientů vyšetřených na střevní parazity v Egyptě byli pacienti s krevní skupinou A nejčastěji infikováni parazitickým prvokem Giardia intestinalis v 69,2 %.

Posuňme se ve studiu přerodu SARS-CoV-2 virů v nemoc COVID-19.

Tématem je intenzita infekce, číslo, jež udává, jak velké množství viru je přítomno v těle testované osoby. Lékaři tvrdí, že údaj o virové zátěži by jim pomohl určit pacienty s vysokým rizikem onemocnění. Tato skupina osob je rovněž vysoce nakažlivá, proto by měla být izolována a její kontakty sledovány (trasování).

Čínští autoři publikovali v únoru 2020 v časopisu The Lancet výsledky měření intenzity infekce v časové řadě. Vzorky výtěru z hrdla, sputa, moče a stolice byly odebírány a vyšetřovány denně od dvou pacientů od nástupu klinických příznaků onemocnění.

U pacienta číslo 1 byly vzorky odebírány od 3. do 12. dne po nástupu onemocnění, u pacienta číslo 2 od 4. do 15. dne po nástupu nemocí. Vzorky sputa vykazovaly všeobecně větší množství RNA virů než výtěry z krku.

Žádná virová RNA nebyla detekována v moči a stolici obou pacientů.

Největší virová zátěž u vzorků sputa a výtěru z krku byla 5. až 6. den po nástupu symptomů onemocnění, jež byly nejvíce infekční v průběhu celé monitorovací doby.

Toto schéma kulminace RNA SARS-CoV-2 virů 5. až 6. den u pacientů s COVID-19 se liší od pacientů s infekcí SARS, u nichž virová zátěž kulminovala kolem 10. dne po nástupu příznaků nemoci.

Američtí autoři zkoumali závislost mezi virovou zátěží a akutní formou postižení plic ve vzorcích z tracheálního výtěru, odebraných po přijetí do nemocnice.

Na velké skupině pacientů ze dvou amerických nemocníc se prokázala přímá úměra mezi závažným poškozením plic a virovou zátěží.

Můžeme oponovat, že lidé infikovaní, ale bezpříznakoví také mohou být zdrojem infekce. Ano, ale závažnost tohoto přenosu je nižší.

Důležitější je identifikovat co nejvíce osob vylučujících velké množství viru. Na to zareagovala například Společnost rakouských infektologů, kteří doporučují zaměřit se více na testování osob s příznaky než na bezpříznakové.

Česká odborná Společnost pro lékařskou mikrobiologii se k tomuto dokumentu také přihlásila. Michael Mina, slovenský lékař a epidemiolog z Harvardovy univerzity, říká, že údaj o intenzitě infekce je jednou z nejnaléhavějších otázek současnosti.

Kvantifikace virové nálože se zatím u nás standardně nedělá, i když MUDr. Hana Zelená, Ph.D., vedoucí oddělení virologie Zdravotního ústavu v Ostravě a Národní referenční laboratoř pro arboviry, mi řekla, že z PCR testu lze dalšími kroky stanovit i intenzitu infekce.

Při stovkách vzorků denně je prioritou odebrané vzorky vyšetřit PCR metodou a na stanovení intenzity infekce nezbývá čas.

Jako osobní příspěvek k diskuzi o důležitosti stanovení intenzity infekce a porozumění vztahu „proč je více infikovaných než nemocných“ předkládám výsledky sledování tohoto vztahu u infekcí parazitickými červy a malárie.

Distribuce intenzity infekce parazitického červa Trichuris trichiura u 694 cizinců

Intenzita infkce u červů (helmintů) se měří počtem vajíček v 1 gramu stolice, (v odborné literatuře se používá anglický výraz Eggs per gram - EPG). V našem případě 346 infikovaných (49,9%) patří do kategorie lehké infekce, ale vyloučí stolici do střeva jenom 6,1% vajíček, 246 osob středně těžké infekce (35,5%) vyloučí 27,2% vajíček, zatímco 102 osoby (14,6%) infikované těžkou infekci vyloučí 66,7% vajíček, tj. 11krát více než osoby s lehkou infekci. Takové osoby se označují jako „červiví lidé“ (anglicky wormy people). V klinice a epidemiologii helmintů sehrávají hlavní roli; po vyléčení se infikují jako první a vždy s těžkou infekci. Další příklad distribuce intenzity infekce je infekce malarickými parazity.

U malárie se intenzita infekce stanovuje jenom u nejtěžší formy vyvolané druhem Plasmodium falcparum. Měření intenzity infekce se u zbylých třech druhů plazmodií nedělá. Za neznámých okolností se z periferní krve vrátí zpět do jater, kde v takzvaném spícím stadiu (dormant stadium) přežívají. Zpět do periferní krve se vrací v nepravidelném čase a vyvolají nemoc.

Důležitá poznámka. Prezentovaná data u obou parazitů byla získána metodou tzv. „Aktivního vyhledávání infikovaných (anglický Active Case Detection-ACD)“, to znamená, že cizinci byli vyšetřeni hned po překročení hranic České republiky bez ohledu na jejich zdravotní stav.

Díky ACD jsme mezi cizinci diagnostikovali malárii u 50 osob, ale z nich jenom 13 osob onemocnělo (26%). Zbylých 37 osob (74%) bylo bez příznaků malárie. Měli méně než 10 000 asexuálních parazitů (prstenců) v 1 µl krve, což je hodnota dělicí nosiče od nemocného.

Z epidemiologického pohledu je nutno upozornit na 4 bezpříznakové nosiče, v  jejíchž krvi byly diagnostikovány gametocyty, pohlavní stadia P. falciparum, které nemoc nevyvolávají, ale podílejí se na přenosu infekce.

Druhou metodou získávání dat je „Pasivní vyhledávání infikovaných (Passive Case Detection-PCD)“, to znamená, že infekce se prokáže nahodile jen u osoby, která navštíví zdravotnické zařízeni pro zdravotní diskomfort. U malárie by tak zůstalo neodhalených 74% infekcí, u 694 infekcí Trichurisem by zůstalo nediagnostikovaných asi 592 s lehkou a středně těžkou infekcí, zůstali by neléčeni a podílelí se na šířeni trichuriasi.

Vraťme se ale zpět ke COVIDU-19 a podívejme se na počty osob s potvrzenou infekcí SARS-CoV-2 ( prevalence), což je podíl počtu jedinců trpících Covidem k počtu všech jedinců ve sledované populaci vyjádřený v procentech. Například  změna v počtu nakažených oproti minulému týdnu v Praze-7385, Uherském Hradišti- 802, Českých Budějovicích-1574. Jaká je výpovědní hodnota těchto čísel o dynamice šířící se infekce?

Víme, kdo jsou lidé za těmito čísly; byli vyšetřeni pro příznaky nemoci nebo po kontaktu s infikovanou osobou, anebo vyšetřeni v uzavřených komunitách, či jedincí bez příznaků, ale pečující o své zdraví a rodiny?

Jak ta čísla vznikla, byla získaná metodou ACD, anebo PCD?

Nejspolehlivější data o výskytu COVID-19 by poskytlo celoplošné testování české populace na Covid-19. Byla by to klasická ACD. Jenže celoplošné testování se odkládá.

Tým pracovníků Ústavu lékařské mikrobiologie 2. Lékařské fakulty UK v Motole vyšetřili zhruba 600 lidí antigenním testem. Spolehlivost antigenních testů se u tohoto pilotního projektu pohybovala pod hranicí 70 %, a to i u osob s potvrzenou infekcí testem PCR.

A zde se opět vynořila potřeba kvantifikace virové zátěže. Když u pozitivních PCR osob byl antigenní test negativní, jaká byla virová zátěž u oněch PCR pozitivních osob?

Další je potřeba měřit intenzitu infekce u pozitivních PCR testem. Se značnou odvahou si dovolím interpolovat čísla z ACD u červů (85% infekcí bez klinických příznaků) a malárie (74% asymptomatických infekcí).

Znamenalo by to, že přibližně 70% infikovaných SARS-CoV-2 virem a s pozitivním testem PCR testem, by mělo být asymptomatických. Do jaké míry je tato predikce v souladu s reálnými statistickými daty, si ověříme na konkrétních číslech.

Podle přehledu hospitalizovaných pacientů s COVID-19, bylo ke dni 25. 10. 2020 nakažených 10 273 a z nich 26% hospitalizovaných pro těžký průběh infekce. Tato reálná čísla nám ukazují, že i v případě nemoci COVID -19 je 74% pacientů trpících lehkou infekci.

Vstoupil jsem do hájemství epidemiologů jako parazitolog, ale vylučuje se, že i parazitolog může rozumět epidemiologickým zákonitostem? Profil mojí vědecké aktivity si každý může zjistit na webu PubMed. 88 vědeckých článků, většinou v angličtině, 810 citaci a H-Index 15.

Základy moderní epidemiologie položili dva muži. Sir Roy Malcolm Anderson a Sir Robert McCredie May. Anderson, přední britský expert na epidemiologii, získal bakalářský titul v oboru zoologie, doktorát z parazitologie a profesuru v ekologii parazitů. Mayův první akademický titul byl v oboru chemického inženýrství, následoval doktorát z teoretické fyziky, a když „přesedlal“ na vědy o živé přírodě, zvolil ekologii zvířat.

Krásná interdisciplinarita jako předpoklad kreativního myšlení. 27. dubna 1981 publikují ve Philosophical Transactions of the Royal Society společný článek „The population dynamics of microparasites and their invertebrate hosts“ a položili tím základy matematické epidemiologie.

Dokumentují v něm, že mikroparazity, to znamená viry, bakterie, prvoci a mikroskopické houby, mohou přírodním – usměrňujícím – výběrem, regulovat jedince na jedné straně Gaussovy křivky, v našem případě na pravé straně Gaussovy křivky (viz graf infekce Trichuris trichiura u cizinců).

Takové rozdělení nazýváme „rozdělení negativně binomické“, co znamená, že malý počet hostitelů (lidí) bude infikováno velkým počtem infekčního agens (SARS-CoV-2), zatímco většina hostitelů (lidí) bude infikována malým počtem patogenu (SARS-CoV-2). Tím může dojít, nebo už dochází, k podhodnocení reálného počtu infikovaných v populací.

Zatím nevíme, jaké jsou kvantitativní hodnoty pro zařazení infikovaných do kategorie lehká, střední nebo těžká infekce. Kategorie jako Potvrzené případy, +13605, Aktivní případy +4442, Počet zotavených +8947, Právě v nemocnici +677, jsou vágní a náchylné k individuálnímu posouzení. Problematická je skupina bezpříznakových nakažených a doba infekčností před projevením symptomů.

Autoři článku Heesterbeek JAP, Roberts MG. 2015. How mathematical epidemiology became a field of biology: a commentary on Anderson and May (1981) ‘The population dynamics of microparasites and their invertebrate hosts’. Phil. Trans. R. Soc. B 370: 20140307. (http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2014.0307) chtějí ukázat, že publikace Andersona a Maye mají širší aplikaci pro studium dynamiky šíření infekčních nemocí než jenom pro šíření patogenů hmyzu.

Pro kvalifikaci dynamiky epidemiologických procesů zavedli reprodukční číslo R (známe již od roku 1840), jež pojmenovali „základní reprodukční tempo nebo míra“. V případě Covidu číslo R ukazuje, kolik dalších lidí v průměru nakazí každý pozitivní případ, na jehož základě lze vyvodit, jak by se epidemie mohla v budoucnu šířit. V případě R>1 každý infikovaný může nakazit virem SARS-CoV-2 dalšího člověka. Číslo R<1 zpomalí dynamiku šíření infekce.

V Británii nevadilo, že tak významný průlom v epidemiologii udělali nelékaři, naopak, královna oba pány povýšila do šlechtického stavu. V čele světově proslulého Švýcarského ústavu tropické medicíny a veřejného zdraví v Basileji (Swiss TPH) stojí biolog a Ústav je Občanské sdružení (NGO).

U nás krajský hygienik libereckého kraje (bývalý Hlavní hygienik ČR) požaduje zvýšení platu všem lékařům v hygienické službě o 10 000 Kč. Přitom virolog Pavel Plevka, zástupce ředitele Institutu CEITEC na Masarykově univerzitě, navrhuje odebrat hygienické službě trasování, které nezvládá.

Profil autora je možno dohledat na www.sciart-cz.eu





0
Vytisknout
6050

Diskuse

Obsah vydání | 6. 11. 2020