Концентрация хемокина в носоглотке укажет на инфекцию неизвестным вирусом

Пандемия COVID-19 в очередной раз продемонстрировала необходимость надзора за новыми вирусами. В настоящее время существуют программы по идентификации неизвестных вирусов в животных сообществах. Проводят также изоляцию патогенов при массовых необъясненных заболеваний. Однако первый подход не гарантирует выявления вирусов, патогенных для человека. Второй подход обычно идентифицирует патоген слишком поздно — уже после начала эпидемии. Более эффективным представляется скрининг симптоматичных пациентов, у которых не обнаружено распространенных вирусов. Проблемой в данном случае является высокая стоимость и трудозатратность методов идентификации новых вирусов, которые крайне неэффективно проводить на больших объемах образцов, необходимых для скрининга. Группа ученых из США показала, что концентрация хемокина CXCL10 в носоглотке может использоваться для скрининга симптоматических пациентов на потенциальное присутствие недиагностированных вирусных инфекций.

CXCL10 — это хемокин, экспрессируемый во время интерферонового ответа. Неспецифичность первичной иммунной реакции делает иммунные маркеры привлекательным индикатором присутствия вирусной инфекции: они экспрессируются в ответ на присутствие широкого спектра патогенов, в то время как ПЦР-анализ может идентифицировать только те вирусы, для которых была разработана тест-система.

Исследовательская работа проводилась на базе Йельской больницы в Нью-Хейвене. Материал для первой части исследования был собран в период с 23 по 29 января 2017 года. Эти даты выбрали из-за высокого уровня заболеваемости вирусными инфекциями. После этого 359 образцов были протестированы при помощи стандартной ПЦР-панели (RVP) на десять наиболее распространенных вирусных инфекций. В 60 из 251 RVP-негативного образца наблюдался повышенный (более 150 пг/мл) уровень CXCL10. Дополнительное тестирование этих образцов на сезонные коронавирусы выявило их присутствие у 28 пациентов.

Из оставшихся 32 образцов для РНК-секвенирования были выбраны восемь с наиболее высоким содержанием CXCL10. По результатам секвенирования у одного пациента был идентифицирован вирус гриппа C. В остальных образцах РНК-секвенирование на вирусную РНК результатов не показало. Однако анализ медицинской истории продемонстрировал, что у двух пациентов были диагностированы инфекции вирусом Эпштейна–Барр и цитомегаловирусом. В четырех образцах было также обнаружено присутствие высоких концентраций бактериальной РНК. Двое пациентов, у которых не было обнаружено присутствия патогенов, в момент отбора образца находились в отделении интенсивной терапии.

Для изучения природы иммунного ответа, ассоциированной с CXCL10, ученые провели анализ транскриптома пациентов с высоким уровнем CXCL10. Группа выявила два паттерна иммунного ответа. В одном случае задействовались преимущественно эпителиальные клетки. Во втором случае происходила также активация нейтрофилов. Примечательно, что у большинства пациентов с задействованием нейтрофилов наблюдалось присутствие бактериальной инфекции.

Во второй части исследования ученые проанализировали 641 образец, отобранный в период с 3 по 14 марта 2020 года — в начале пандемии COVID-19. На тот момент рутинное RPV-тестирование не включало SARS-CoV-2. Из 375 RPV-негативных образцов в 32 наблюдались высокие (100–1000 пг/мл) концентрации CXCL10. Анализ на SARS-CoV-2 при помощи ПЦР в реальном времени выявил присутствие вируса в 4 из 32 образцов. При этом ни в одном из образцов с концентрациями CXCL10 меньше 100 пг/мл не было обнаружено присутствия коронавируса.

Исследовательская группа также описала зависимость концентрации CXCL10 и других цитокинов от вирусной нагрузки и стадии инфекции и продемонстрировала возможность анализа уровня CXCL10 при помощи автоматических систем.

Ученые считают, что данная работа демонстрирует высокий потенциал анализа концентрации CXCL10 как инструмента первичного скрининга на новые респираторные вирусы. Тестирование на CXCL10 в RPV-негативных образцах может служить критерием для их отправки на дальнейшее исследование.

Оценить клеточный иммунитет к коронавирусу можно с помощью ПЦР-теста