Что такое mrna (мрнк) вакцина от коронавируса и как она работает?

Как это работает?

Сначала вирусную ДНК выделяют из материала, представленного в лабораторию, денатурируют: на этом этапе двухцепочечную ДНК-матрицу нагревают до 94—96 °C, чтобы цепи ДНК разошлись. Затем добавляют так называемые праймеры — начальные звенья цепочки, которые необходимы для старта синтеза новой копии, и так называемую полимеразу — тот самый фермент, который и будет заниматься репликацией ДНК.

Схема: как ДНК-полимераза копирует каждую из цепочек ДНК по отдельности. РНК-праймер изображен белым прямоугольником в начале каждой из двух цепей

Как правило, для лабораторной ПЦР используются ДНК-полимеразы из термофильных бактерий, поскольку в течение реакции смесь многократно охлаждают и нагревают. На следующем этапе в смесь из ДНК, полимеразы и праймеров добавляются нуклеотиды — то есть строительный материал для воспроизводства, после чего емкость с нею нагревается до 37°C, и процесс запускается.

На последующей стадии элонгации полимераза начинает синтез на каждой из двух цепочек разделенной ДНК недостающей пары. Происходит это по принципу комплементарности: фермент присоединяет напротив каждого нуклеотида, из которых состоят ДНК, противоположный. По завершении реакции цикл неоднократно повторяется (см. видео ниже).

Общая схема полимераной цепной реакции. Цифрами обозначены ее этапы. 

В случае с вирусами, содержащими не «двойную» ДНК молекулу, а «одинарную» РНК (а это коронавирусы, или, например, ВИЧ), ученым приходится сначала провести обратную транскрипцию РНК с помощью фермента обратной транскриптазы, а уже потом производить амплификацию по той схеме, что была указана выше. Именно так, собственно, поступает и сам вирус, попадая в клетку, перед тем как встроить свою ДНК в человеческую и приступить к синтезу собственных белков, из которых состоит его «тело» (то есть не генетического материала, а самих вирусных частиц, при ПЦР же, наоборот, копируется генетический материал, а не новые частицы вируса).

Ингибиторы обратной транскриптазы — одни из самых распространенных видов лекарств от ВИЧ-инфекции. К ним относятся, например, зидовудин и ламивудин — самые первые препараты АРВТ, разработанные еще в 80-х.

Производится ПЦР на специальных приборах, амплификаторах, или так называемых термоциклерах (Thermal cycler).

Метод определения иммуноглобулинов

Другое название — тест на антитела. В качестве материала для исследования берется кровь. В ней стандартным способом определяют иммуноглобулины: IgG и IgM. Подобный анализ назначают для диагностики аутоиммунных заболеваний, заболеваний системы кроветворения, пищеварительной системы и во многих других ситуациях.

Иммуноглобулины М (IgM) первыми вырабатываются в ответ на вирусную атаку, это так называемые «иммуноглобулины тревоги». Их наличие в крови говорит об острой фазе заболевания.

Иммуноглобулины G (IgG) появляются в крови в среднем спустя 5 дней после иммуноглобулинов М. Если они обнаруживаются в крови, то это может говорить о том, что заболевание прошло острую фазу либо уже перенесено, организм справился с инфекцией и даже выработал иммунитет.

Как проводится исследование по методу ПЦР

В связи с тем, что коронавирус относится к РНК-содержащим, смысл ПЦР-теста в быстром прямом поиске любых остатков РНК микроба с их предварительным удвоением до цепочки ДНК.

Для анализа берут мазок из зева или кровь из вены.

После этого взятый материал помещают в особые контейнеры, ставят маркировку, опечатывают, перевозят в лабораторию. Сопровождает такой «груз» медработник, одетый в специальный защитный костюм и с соблюдением техники безопасности.

В лаборатории из полученного материала сотрудники выделяют фрагменты РНК-вируса, обратной транскрипцией удваивают моноцепочку РНК до ДНК — матрицы вируса, которую затем размножают не один раз посредством особого фермента полимеразы. Наименование теста и пошло отсюда. Суть в том, что эта РНК особенная и к коронавирусной РНК можно присоединить только такую же цепочку вируса с целью ее удвоения.

Дублей может быть до 45. После этого снова расщепляют полимеразные цепочки. В этот момент на стадии обратного преобразования ДНК в РНК выявляют SARS-CoV-2 или другой вирус, который необходимо было обнаружить. Для этого применяют электрофорез, т. к. благодаря ему можно увидеть все размноженные копии ДНК.

У ДНК отрицательный электрозаряд, а потому она притягивается к положительному полюсу и меняет цвет, проходя через краситель — становится яркой. Если в изучаемом материале вирусная инфекция отсутствует, то и первая цепочка ДНК не будет выстроена, поскольку не за что будет зацепиться, чтобы выстроить двойную цепь. Следовательно, электрофорез ничего не сможет показать, цвета не будет.

Будете ли вы вакцинироваться от коронавируса?
Нет, однозначно 45.28%

Да, конечно 26.76%

Да, но сначала понаблюдаю как на нее реагируют другие 27.96%
Проголосовало: 22062

Когда можно получить результат после проведения теста на коронавирус

При исследовании по методу ПЦР ответ можно получить в течение нескольких часов, а если случай сложный, то на это уйдет два дня.

Сдать мазок анонимно не получится. Если результат положительный, придется сидеть на карантине или пройти стационарное лечение — решение будет принимать доктор по степени тяжести заболевания. Кроме этого, будут выявлены все контактные лица, и они также будут проверены на наличие коронавируса.

В случае, когда у контактных результат отрицательный, придется повторить тест через 4 дня, поскольку велика вероятность ошибки из-за слишком раннего забора анализов.

Достоинства и недостатки метода

Тест на антитела позволяет узнать стадию заболевания, а также предположить тяжесть его течения. В ряде случаев он помогает выявить людей, перенесших коронавирус бессимптомно и выработавших иммунитет. Тест дает результаты за 10-15 минут.

Тесты могут давать ложноотрицательный результат, так как известны еще не все антитела к коронавирусу. Кроме того, антитела появляются в крови не сразу, и тест, проведенный на следующий день после инфицирования, может не дать результатов. Не исключен и ложноположительный результат — тест может среагировать на антигены вирусов, вызывающих обычную простуду.

Сдавать тест на антитела имеет смысл, если появились первые симптомы заболевания. Если человек контактировал с пациентом с подтвержденным коронавирусом. Также если есть подозрение, что заболевание перенесено бессимптомно, и пациент хочет быть уверенным, что у него выработан иммунитет.

Смотрите далее: Лечения нет. Что не так в борьбе медиков с COVID-19

Метод ПЦР

ПЦР — это метод полимеразной цепной реакции. О нем наслышаны многие, хотя до эпидемии значение аббревиатуры ПЦР было знакомо лишь криминалистам, генетикам, а также лабораторным работникам, определяющим ВИЧ, сифилис, гепатиты, туберкулез и еще ряд заболеваний.

Как работает ПЦР и какие бывают вирусы

ДНК — это двойная спираль, кодирующая генетическую информацию, в том числе, вирусов. Обе части ДНК соединены по принципу комплементарности. То есть, один элемент может соединяться только с соответствующим ему. Например, гуанин (G) только с цитозином(C). ДНК-содержащие вирусы — это вирус герпеса, оспы, гепатита В. Коронавирус относится к РНК-содержащим вирусам.

Для исследования методом ПЦР берется мазок из ротоглотки. Если в материал для анализа попала вирусная частица, то в лаборатории одна нить ее РНК достраивается до двойной спирали ДНК.

РИА Новости/Сергей Пивоваров

В чем суть метода ПЦР?

Вместо того, чтобы искать иголку в стоге сена (одну нить вирусной частицы), можно сделать целый «клубок» нитей, найти которые не составит труда. Нуклеотидная последовательность («буквы») РНК вируса уже расшифрована. И к этим «буквам» по принципу комплиментарности присоединяются в результате химической реакции другие. В итоге получается молекула ДНК. Она служит матрицей. Затем ее многократно размножают примерно по той же технологии. ДНК помещают в раствор со специальным набором химических веществ в устройство-амплификатор, в котором периодически меняется температура от 50 до 92 градусов. В нем, как в ксероксе, ДНК копируется.

Финальный этап исследования – электрофорез, на нем можно увидеть размноженные копии ДНК. ДНК заряжена отрицательно, и в электрическом поле ее притягивает положительный заряд. Притягиваясь к нему, размноженная ДНК проходит через краситель. Чем больше фрагмент ДНК, тем медленнее он двигается и тем ярче окрашивается.

Если в биоматериале пациента не было вирусной частицы, то и первая цепочка ДНК не выстроится – химическим веществам, подобранным для строительства, не за что будет «зацепиться». Соответственно, форез ничего не покажет.

Распространение 2019-nCoV (эпидемиология)

Историческим началом 2019-nCoV считается средина декабря 2019 года, когда в г. Ухань (провинция Хубей, Китай) появилась вспышка атипичной пневмонии неизвестной этиологии. Как выяснилось при исследовании – возбудителем стал новый штамм коронавирусов, который генетически на 80% схож на ранее обнаруженный в 2002 г. славноизвестный коронавирус SARS-CoV (Severe Acute Respiratory Syndrome), унесший в свое время не одну тысячу жизней. Новому виду вирусной инфекции дали название 2019-nCoV (2019-Novel Coronavirus), а заболеванию, которое ним вызывается 11.02.2020 присвоили имя — «Covid-19».

Расследование показало, что новый коронавирус 2019-nCoV связан с Уханьским рынком животных и морепродуктов Хуанань, где популярным являются блюда из летучих мышей, змей, собак и других животных, несвойственных для употребления в пищу в большинстве стран мира. Благодаря этому, одним из названий 2019-nCoV стал – «Wuhan seafood market pneumonia virus». Интересен тот факт, что у схожего SARS-CoV резервуаром также являлись летучие мыши, но некоторые ученые все-же считают, что резервуаром стали змеи.

Дальше выяснилось, что несмотря на инкубационный период в 2-10 дней, инфицированный человек становится заразным для окружающих еще до появления первых признаков болезни. В связи с этим, в эпидемиологических целях г. Ухань и его округа были закрыты на карантин. Позже количество городов на карантине увеличилось.

30 января 2020 года ВОЗ признала новый коронавирус чрезвычайной ситуацией международного значения.

11 марта 2020 Всемирная Организация Здравоохранения назначила для COVID-19 статус — пандемия.

По состоянию на 5.02.2020: официально подтверждено 24584 инфицированных человека, из которых 493 умерло, а 727 выздоровело.

Наибольшее число зараженных было выявлено в Китае – 23260 человек. Остальные инфицированные люди проживают в других 27 странах, преимущественно в Юго-Восточной Азии (Япония – 33, Таиланд – 25, Сингапур – 24, Гонконг – 21 и прочие).

По состоянию на 21.12.2020: уже подтверждено 77 414 190 случаев инфицирования, из которых 1 703 549 умерло, а 54 309 251 выздоровело. Лидером в антирейтинге являются США — 18 296 125, далее Индия — 10 067 196, Бразилия — 7 241 612, Россия — 2 877 727, Франция — 2 473 354, Великобритания — 2 073 511.

На территории России на 21.12.2020 выявлено 2 877 727 случаев заражения, в Украине – 970 993.

Распространение коронавируса SARS-CoV-2 в мире (онлайн статистика)