Optimization of diagnosis of SARS-CoV-2 infection using polymerase chain reaction in a large multi-specialty hospital

K. V. Zhdanov; Жданов К. В.; K. V. Kozlov; Козлов К. В.; Yu. I. Bulankov; Буланьков Ю. И.; S. M. Zakharenko; Захаренко С. М.; I. M. Uliukin; Улюкин И. М.; G. G Zagorodnikov; Загородников Г. Г; S. G. Grigoriev; Григорьев С. Г.; E. S. Orlova; Орлова Е. С.; A. A Shuklina; Шуклина А. А; A. M. Ivanov; Иванов А. М.; O. V. Maltsev; Мальцев О. В.; V. S. Sukachev; Сукачев В. С.; K. V. Kasyanenko; Касьяненко К. В.; N. E. Grinchenko; Гринченко Н. Е.

doi:10.17816/brmma50036

Оптимизация диагностики инфекции, вызванной SARS-CoV-2, с использованием полимеразной цепной реакции в крупном многопрофильном стационаре

Авторы: Жданов К.В.¹, Козлов К.В.¹, Буланьков Ю.И.¹, Захаренко С.М.¹, Улюкин И.М.¹, Загородников Г.Г¹, Григорьев С.Г.¹, Орлова Е.С.¹, Шуклина А.А¹, Иванов А.М.¹, Мальцев О.В.¹, Сукачев В.С.¹, Касьяненко К.В.¹, Гринченко Н.Е.¹
Учреждения:
1. Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Выпуск: Том 22, № 2 (2020)
Страницы: 7-10
Раздел: Статьи
Статья получена: 12.11.2020
Статья опубликована: 15.06.2020
URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/50036
DOI: https://doi.org/10.17816/brmma50036
ID: 50036

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Рассматривается возможность оптимизации диагностики инфекции, вызванной SARS-CoV-2, с использованием полимеразной цепной реакции в многопрофильном стационаре, перепрофилированном для лечения больных COVID-19, на примере Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова. Проведен анализ научных публикаций, подобранных в соответствии с целью исследования, классифицированы данные 218 проб полимеразной цепной реакции у больных COVID-19, находившихся в клиниках Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, установлены временные интервалы в зависимости от клинических форм и степени тяжести инфекционного процесса, в которых вероятность положительного и отрицательного результата полимеразной цепной реакции на РНК SARS-CoV-2 была максимальная и минимальная. Показано, что в процессе обследования и лечения молекулярно-биологическая диагностика проводилась избыточно (4 раза более чем у 50% больных) и у97,3% пациентов неоправданно рано (8,5±0,4 дня). Кроме того, наибольшая частота отрицательных результатов полимеразной цепной реакции на РНК SARS-CoV-2 отмечалась с 9-х по 10-е и с 12-е по 14-е сутки, при этом она зависела от клинической формы и степени тяжести инфекционного процесса. В этой связи объем диагностики с помощью полимеразной цепной реакции целесообразно сократить и проводить исследование при поступлении в стационар, на 9-10-й день (у больных инаппарантными формами и острыми респираторными заболеваниями легкого течения), а также на 12-14-е сутки перед выпиской у пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением инфекционного процесса.

Ключевые слова

коронавирус, острые респираторные заболевания, генетический материал вируса, молекулярно-биологическая диагностика, мультиплексная полимеразная цепная реакция в режиме реального времени, многопрофильный стационар Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова

Полный текст

Введение. В конце 2019 г. в Китайской Народной Республике произошла вспышка новой коронавирусной инфекции (НКВИ) с эпицентром в городе Ухань (провинция Хубэй). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) 11 февраля 2020 г. присвоила официальное название этой инфекции – Coronavirus disease 2019 (COVID-19). Международный комитет по таксономии вирусов 11 февраля 2020 г. официально определил наименование возбудителя заболевания

– SARS-CoV-2 [1]. Заболевание быстро распространилось по планете с активным заносом возбудителя заболевания на территорию Российской Федерации (РФ). При этом летальность среди госпитализированных за рубежом больных; по разным данным; варьировала от 4 до 11% [11; 12].

В настоящее время основным этиологическим способом диагностики НКВИ является полимеразноцепная реакция (ПЦР); позволяющая выявить генетический материал вируса в отделяемом со слизистой оболочки рото- и носоглотки. Работа китайских вирусологов обеспечила изоляцию возбудителя и его молекулярно-генетическую характеристику после секвенирования полного генома, что позволило разработать диагностические тест-системы на основе ОТ-ПЦР в режиме реального времени. Подобные тест-системы разработаны отечественными производителями и широко используются в многопрофильных стационарах РФ, более того, в нашей стране на начало июня 2020 г. выполнено более 11,1 млн ПЦР-тестов на СOVID-19 [6]. Такой объем молекулярно-биологической диагностики, безусловно, оказывает существенное влияние на работу всей системы лабораторной диагностики в многопрофильном стационаре, перепрофилированном для лечения пациентов, инфицированных НКВИ, вызывая ее крайнее перенапряжение, особенно в условиях дефицита кадров и в ряде случаев недостаточного количества материально-технических ресурсов. При этом следует учитывать, что выписка пациентов с лабораторно подтвержденным диагнозом COVID-19 разрешается при отсутствии клинических проявлений болезни и получении двукратного отрицательного результата лабораторного исследования путем ПЦР на наличие РНК SARS-CoV-2 с интервалом не менее одного дня [3].

Цель исследования. Изучение объемов и результатов ПЦР-диагностики SARS-CoV-2 в многопрофильном стационаре на примере Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (ВМА) с последующим формулированием рекомендаций по оптимизации клинического ведения пациентов, инфицированных НКВИ.

Материалы и методы. В ходе исследования были проанализированы пробы отделяемого со слизистой оболочки носо- и ротоглотки, взятые у 218 больных НКВИ (средний возраст 21,3±0,8 года, все мужского пола). Образцы поступали в единую лабораторию центра клинической и лабораторной диагностики ВМА для проведения ПЦР на РНК SARS-CoV-2 в течение апреля – мая 2020 г.

Госпитализация и лечение всех пациентов осуществлялись по клинико-эпидемиологическим критериям в соответствии с действующими национальными и ведомственными клиническими рекомендациями [2–5]. Клинические формы НКВИ [7] распределились следующим образом: инаппарантная – 91 (41,74%); острая респираторная вирусная инфекция (ОРВИ) – 80 (36,7%); пневмонии – 47 (21,56%). При этом у 147 (67,43%) больных было отмечено легкое течение заболевания, у 62 (28,44%) – среднетяжелое и у 9 (4,13%) – тяжелое. Средняя длительность заболевания на момент госпитализации в клиники ВМА для пациентов, инфицированных НКВИ (ОРВИ), составляла 3,1±0,4 дня, а для больных с поражением нижних отделов дыхательных путей – 8,3±0,9 дня. Значимых сопутствующих заболеваний у пациентов с легким течением инфекции не отмечено. У среднетяжелых больных НКВИ в 51,5% случаев диагностировались хронические болезни дыхательной и эндокринной систем, а также системы кровообращения. При тяжелом течении COVID-19 сопутствующая хроническая патология выявлялась у всех госпитализированных лиц. Исследование включено в план научно-исследовательской работы ВМА, этическая экспертиза пройдена 06.05.2020 г., протокол № 235. Исследование осуществлялось в соответствии с принципами доказательной медицины [9], было пилотным, проверяющим гипотезу, нерандомизированным, открытым. Работа выполнена в соответствии с положениями «Конвенции о защите личности в связи с автоматической обработкой персональных данных» [8].

Статистическая обработка материалов исследования проведена с использованием пакета прикладных программ Statistica for Windows 10 [10]. Полученные количественные признаки представлялись в виде М±m, где М – среднее значение признака, m – стандартная ошибка средней величины. При сравнении полученных данных использовался t-критерий Стьюдента, методы непараметрической статистики (χ²). В качестве статистически значимых принимались результаты со степенью достоверности не ниже 95% (p<0,05).

Результаты и их обсуждение. В общей сложности у 218 пациентов, инфицированных НКВИ, было выполнено 769 ПЦР-тестов. При этом более чем у 50% больных биоматериал отбирался более 4 раз, а средние сутки повторного забора биоматериала составили 8,5±0,4 дней. Для третьего анализа отделяемое со слизистой оболочки носо- и ротоглотки отбиралось в среднем на 13,1±0,3 сутки, для четвертого – на 16,6±0,5 сутки и для пятого – на 19,7±0,9 сутки (табл. 1).

Таблица 1. Частота, объемы и сроки выполнения ПЦР на РНК SARS-CoV-2

№ пробы	Объем тестирования		Сутки проведения ПЦР, М±m
№ пробы	n	%	Сутки проведения ПЦР, М±m
1	218	100	1–3 сутки
2	214	98,2	8,5±0,4
3	195	91,3	13,1±0,3
4	110	50,5	16,6±0,5
5	34	15,6	19,7±0,9

Таблица 2. Частота и сроки выполнения ПЦР на РНК SARS-CoV-2 в зависимости от клинической формы и степени тяжести НКВИ

№ пробы	Сутки проведения ПЦР, М±m
	Клиническая форма			Степень тяжести
	ОРВИ	пневмония	инаппарантная	легкая	средняя	тяжелая
1	1–3	1	1–4	1–4	1–3	1
2	9,8±0,9	7,2±0,6	8,9±0,6	8,3±0,8	7,8±0,7	10,3±2,5
3	14,2±0,8	14,1±0,5	11,4±0,6	14,4±0,7	13,6±0,5	17,1±3,4
4	17,7±1,7	17,4±0,6	14,1±0,8	18,7±0,8	15,3±0,7	23,5±6,5
5	19±2,4	22±1,2	16,8±1,4	22,2±1,2	19±1,9	–

Частота и сроки выполнения ПЦР-исследования в зависимости от клинических форм и тяжести заболевания представлены в таблице 2. Как видно из представленных в таблицах 1 и 2 данных, повторный отбор диагностического материала у больных НКВИ проводился в период разгара инфекционного процесса при всех клинических формах и независимо от степени тяжести, что, безусловно, необоснованно рано. В последующем, сутки получения отделяемого из верхних дыхательных путей соответствовали клиническому течению НКВИ, при этом средний день отбора материала в целом закономерно увеличивался у пациентов, страдающих ОРВИ, пневмониями легкого, среднетяжелого и тяжелого течения.

Установлено, что наибольшая вероятность отрицательных результатов ПЦР на РНК SARS-CoV-2 приходилась на 9–10-е и 12–15-е сутки пребывания в стационаре, то есть, как правило, с учетом дней болезни до госпитализации в периоде ранней реконвалесценции (рисунок).

Рис. Частота вероятности положительных и отрицательных результатов отделяемого со слизистой верхних дыхательных путей в ПЦР на РНК SARS-CoV-2 в зависимости от сроков их получения

В то же время отмечалась зависимость результатов ПЦР от клинической формы и степени тяжести НКВИ. Так, например, при повторном исследовании отделяемого со слизистой оболочки рото- и носоглотки у пациентов, страдающих ОРВИ и инаппарантным течением НКВИ, достоверно чаще результат ПЦР был отрицательным, а у больных, страдающих пневмониями, – положительным (табл. 3).

Таблица 3.Результаты повторного исследования отделяемого со слизистой оболочки рото- и носоглотки

в зависимости от клинической формы НКВИ, абс. (%)

Клиническая форма	SARS-CoV-2 «–»	SARS-CoV-2 «+»
ОРВИ	31 (65,96)	16 (34,04)
Пневмония	30 (39,47)	46 (60,53)
Инаппарантная	64 (70,33)	27 (29,67)

Примечание: χ²=17,6; p<0,0001.

На остальных сроках получения материала для исследования на РНК SARS-CoV-2 достоверных различий в зависимости от клинической формы НКВИ не получено. В то же время более чем у половины больных НКВИ с легким и среднетяжелым течением результат повторного исследования ПЦР на РНК SARS-CoV-2 оставался положительным, однако к третьему исследованию у большинства пациентов независимо от степени тяжести НКВИ РНК SARS-CoV-2 в ПЦР достоверно не обнаруживалась (табл. 4).

Таблица 4. Результаты исследований РНК SARS-CoV-2 отделяемого со слизистой рото- и носоглотки в зависимости от степени тяжести НКВИ, абс. (%)

Степень тяжести	Повторное исследование, χ²=10; p<0,015	Третье исследование, χ²=12,7; p<0,0055
Степень тяжести	SARS-CoV-2 «–»	SARS-CoV-2 «+»	SARS-CoV-2 «–»	SARS-CoV-2 «+»
Легкая	25 (47,17)	28 (52,83)	36 (69,23)	16 (30,77)
Средняя	30 (49,18)	31 (50,82)	55 (93,22)	4 (6,78)
Тяжелая	6 (66,67)	3 (33,33)	8 (100)	0

Заключение. Установлено, что количество ПЦР- тестов на РНК SARS-CoV-2, выполненных в много- профильном стационаре, перепрофилированном для лечения больных НКВИ, необоснованно большое. При этом средние сроки повторного исследования на РНК SARS-CoV-2 с использованием ПЦР составили 8,5±0,4 дня, а это означает, что отбор материала со слизистых верхних дыхательных путей выполнялся в период разгара заболевания (как правило, в фазы ранней и поздней легочной инфекции), что в большинстве случаев неизбежно приводит к положительному результату. Кроме того, раньше всех повторное молекулярно-биологическое исследование проводилось у пациентов, страдающих пневмониями и среднетяжелой формой НКВИ (7,2±0,6 и 7,8±0,7 сутки соответственно). В то же время отбор материала для исследования с использованием ПЦР на РНК SARS-CoV-2 к 9–10-м и 12–15-м суткам пребывания в стационаре ассоциируется с наибольшей вероятностью получения отрицательного результата.

Таким образом, объем диагностики с использованием ПЦР целесообразно сократить и проводить при поступлении в стационар, а также на 9–10-й день (у больных инаппарантными формами НКВИ и ОРВИ легкого течения) и на 12–15-е сутки перед выпиской у всех пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением инфекционного процесса.