Miten ihmiskeho taistelee virusinfektiota vastaan?

Vakiomenetelmä suoritetaan kolmessa vaiheessa:

  1. Viruksen RNA:n eristäminen nenästä tai kurkusta otetuista pyyhkäisynäytteistä.
  2. RNA-sekvenssin muuntaminen vastaavaksi DNA-sekvenssiksi (käänteinen transkriptio).
  3. DNA:n kopioiden lukumäärän monimiljardinkertaistaminen havaittavaan määrään – tämä viimeinen vaihe on qPCR (kvantitatiivinen polymeraasiketjureaktio).

Ensimmäinen vaihe on kemiallinen uutto, joka usein automatisoidaan. Seuraavat kaksi vaihetta suoritetaan toisessa laitteessa, jota kutsutaan PCR-koneeksi. qPCR:n spesifisyys (eli sen kyky monistaa vain viruksen geneettistä materiaalia) riippuu käytetyistä alukkeista. Alukkeet valitaan huolellisesti siten, että ne monistavat tietyn viruksen genomin segmentin eikä isännän DNA:ta tai muita patogeenejä, joita pyyhkäisyssä voi olla. Menettely kestää useita tunteja, eikä tätä aikaa voida mitenkään lyhentää ilman, että testin herkkyys heikkenee.

Nyt on kehitetty useita uusia testejä, joiden tarkoituksena on lyhentää virustesteihin kuluvaa aikaa ja/tai lisätä käytettävissä olevilla välineillä tehtävien testien määrää. Yksi tapa lyhentää aikaa on yhdistää määrityksen vaiheet tai poistaa viruksen RNA:n erillinen eristäminen. Toinen tapa lyhentää aikaa on vähentää monistusvaiheiden määrää, mutta tällöin määrityksen herkkyys heikkenee.

Toinen mielenkiintoinen kehityssuunta on ”isotermisen silmukkavälitteisen monistamisen (LAMP)” käyttö. Tavallisessa PCR-reaktiossa näytteet on kuumennettava, pidettävä korkeassa lämpötilassa, jäähdytettävä ja nostettava sitten välilämpötilaan. Tämä sykli on toistettava 30-40 kertaa, mikä vie aikaa. LAMP-tekniikassa käytetään erittäin fiksua molekyylibiologiaa, jotta reaktio voi edetä yhdessä lämpötilassa (isoterminen monistus). Näin vältytään pitkiltä lämpötilajaksoilta, ja lisäksi se voidaan tehdä yksinkertaisemmilla laitteilla. Haittapuolena on se, että tarvittavat reagenssit ovat monimutkaisempia ja että tekniikka ei ole tällä hetkellä yhtä tarkka/herkkä kuin tavanomainen qPCR. Siitä huolimatta, että testiaikaa voidaan lyhentää alle yhteen tuntiin, on merkittäviä etuja joissakin tilanteissa.

Viimeiseksi voidaan tarkastella testauksen sosiaalisia näkökohtia. On paljon helpompaa, että ihmiset antavat omat nenänäytteensä tai sylkinäytteensä testattavaksi, mutta tällaisissa näytteissä on todennäköisemmin vaihtelua, ja sylkinäytteissä on yleensä vähemmän testattavaa virusta. Tämä tarkoittaa, että tarvitaan suurempaa herkkyyttä. Näet, että eri testeissä tehdään kompromisseja nopeuden, tarkkuuden ja helppouden välillä. Eri parametrit ovat tärkeämpiä kullekin ihmisryhmälle. Esimerkiksi pikatesti saattaa olla ensiarvoisen tärkeä lentokentällä, kun taas korkein tarkkuus on tärkeämpi sairaalassa.

Vasta-aineiden havaitseminen

On tärkeää muistaa, että missä tahansa yksilössä on ajanjakso, jolloin virus voidaan havaita, mutta vasta-aineita ei ole vielä tuotettu, ja myöhempi ajanjakso, jolloin virus on eliminoitunut, mutta viruksen vasta-aineita on jäljellä.Vaikka immuunivasteeseen liittyy monia osatekijöitä, virusspesifisten vasta-aineiden havaitseminen on ainoa järkevä keino määritellä sitä, onko vaste toteutunut. Vasta-ainetestausta voidaan soveltaa suuriin potilasjoukkoihin suhteellisen helposti. Vasta-aineita esiintyy veressä, kun henkilö toipuu infektiosta. Niitä voi esiintyä myös eritteissä, kuten syljessä ja kyynelissä, mutta niiden osoittaminen eritteistä on vaikeampaa ja saattaa olla vähemmän luotettavaa. Tästä syystä määrityksillä havaitaan vasta-aineet verestä (seerumista; veren nestemäinen osa). Yleisimmin käytetty vasta-aineiden diagnostinen testi on ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). Kuten edellä todettiin, vasta-aineet piikkiproteiinia vastaan ovat tärkeimpiä koronavirustartunnalta suojautumisen kannalta, mutta vasta-aineita, jotka tunnistavat muita viruksen proteiineja (ks. kuva 2), voidaan käyttää sen selvittämiseksi, onko joku saanut aiemmin virustartunnan. Kullakin ELISA-testillä voidaan määrittää yhtä virusproteiinia vastaan olevien vasta-aineiden määrä. Esimerkiksi piikkiproteiinia vastaan olevien vasta-aineiden osoittamiseksi itse piikkiproteiinia käytettäisiin ELISA-testissä osoittavana elementtinä. ELISA-testin suorittamiseen kuluu tyypillisesti noin kaksi tuntia, mutta tätä voidaan lyhentää ilman, että testin herkkyys kärsii merkittävästi.

Tänään monet yritykset yrittävät kehittää lateraalivirtauslaitetta (joka on samanlainen kuin kotiraskaustesti). Tällaiset testit voisivat antaa positiivisen tai negatiivisen tuloksen siitä, onko SARS-CoV-2:n tunnistavaa vasta-ainetta testinesteessä (esim. sormenpistolla otetussa veressä), ja ne voidaan tehdä alle 30 minuutissa. Tällöin testissä havaitaan SARS-CoV-2-antigeenin vasta-aine, mutta toisin kuin ELISA-testi, testi ei ole kvantitatiivinen. Tämäntyyppiset testit on validoitu muille viruksille, mutta niitä käytetään yleensä vain laboratorioissa. Vielä ei tiedetä, voidaanko SARS-CoV-2:lle kehittää riittävän tarkka testi (syyskuu 2020). Jos haluat lukea tästä lisää ja katsoa lyhyen animaation, joka havainnollistaa lateraalivirtauslaitteen toimintaa, lue tämä artikkeli The Conversation -lehdestä .

On tärkeää muistaa, että missä tahansa yksilössä on tietty ajankohta, jolloin virus voidaan havaita, mutta vasta-aineita ei ole vielä tuotettu, ja myöhempi ajankohta, jolloin virus on hävinnyt, mutta viruksen vasta-aineita on jäljellä (kuva 4). Tässä välissä on rajallinen aikaikkuna, jolloin sekä virus että vasta-aineet voidaan havaita. On olennaista, että minkä tahansa testin tarkkuus on erittäin korkea, sillä väärillä positiivisilla tuloksilla voi olla vakavia seurauksia yksilölle; hän luulee olevansa immuuni SARS-CoV-2:lle, vaikka ei olekaan.

Tämä artikkeli päivitettiin 25.9.20 vastaamaan uutta kehitystä.

Kokeile aiheeseen liittyvää ILMAISTA kurssia

Infektio ja immuniteetti

Tällä ilmaisella kurssilla Infektio ja immuniteetti perehdyt tartuntatauteihin ja elimistöömme tunkeutuviin ja niitä aiheuttaviin biologisiin tekijöihin: patogeeneihin. Opit myös immuunijärjestelmästä, ihmiskehon elintärkeästä puolustuksesta taudinaiheuttajia vastaan. Samalla opit tieteellisestä menetelmästä ja siitä, miten se on auttanut tutkijoita ymmärtämään taudinaiheuttajia ja ehkäisemään tartuntatauteja. Mutta haaste on jatkuva. Taudinaiheuttajia on kaikkialla, ja niitä on kaiken muotoisia ja kokoisia. Kuten huomaat, tartuntatautien torjunta on edelleen ratkaisevan tärkeää maailmanlaajuisen terveyden kannalta.

Lue lisää ❯Infektiot ja immuniteetti

smartboy10/Getty Images Antibioottiresistenssin ymmärtäminen

Antibioottiresistenssi on vakava uhka, joka vaarantaa kykymme hoitaa infektioita ja lisää rutiinileikkausten riskiä. Resistentit infektiot lisääntyvät antibioottien liikakäytön vuoksi, ja tämä on johtanut ”superbakteerien” (useille antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit) syntymiseen. Tällä ilmaisella kurssilla Understanding antibiotic resistance (Antibioottiresistenssin ymmärtäminen) kerrotaan antibioottiresistenssin taustalla olevasta tieteellisestä taustasta. Kurssilla käsitellään seuraavia kysymyksiä. Mitä antibiootit ovat? Miksi tarvitsemme niitä? Miten ne toimivat? Mitä on antibioottiresistenssi? Miksi se on ongelma? Mitä voimme tehdä asialle?

Lue lisää ❯Ymmärtää antibioottiresistenssiä

Käytetty luvalla Rokottaminen

Rokotuksia pidetään nykyään osana jokapäiväistä elämää, mutta miten ne toimivat? Rokottaminen on maksuton kurssi, joka auttaa biologista taustaa omaavia ymmärtämään rokotusten historiallista kehitystä, arvioimaan nykyisin käytettäviä erilaisia rokotteita, tarkastelemaan niiden valmistusta ja tutkimaan rokotusohjelmille asetettuja rajoituksia.

Lue lisää ❯Rokottaminen

Lisätietoa coronaviruksesta

Coronavirus: World Health Organization (WHO) on julistanut koronaviruksen (2019-nCoV) pandemiaksi. Olemme koonneet yhteen sisältöä viruksesta ja siitä, miten selviytyä näinä ennennäkemättöminä aikoina. Lue nyt ❯Coronavirus: The Lowdown

Copyright: Kuva 38319189 © Marcel De Grijs | Dreamstime.com Suru ja COVID-19: Mourning what we know, who we miss and the way we say goodbye

Tässä artikkelissa tarkastellaan lasten ja nuorten kokemuksia kuoleman aiheuttamasta ahdistuksesta COVID-19:n seurauksena sekä pandemian ja kuoleman vaikutusta hoitolaitoksissa työskentelevään henkilökuntaan ja sitä, miten surusta raportoitiin brittiläisissä sanomalehdissä.

Lue nyt ❯Suru ja COVID-19: Suremme sitä, mitä tiedämme, ketä kaipaamme ja miten hyvästelemme

Taaksepäin kontaminaation toimet COVID-19:n valossa

Jos ulkoavaruudesta tuotu bakteeri tuotaisiin takaisin Maahan, millaisia säännöksiä ja avaruuden hallintaa on olemassa sen varmistamiseksi, ettei siitä aiheudu haittaa? Tässä artikkelissa tarkastellaan…

Lue nyt ❯Takaisinkontaminaation toimet COVID-19:n valossa

Copyright: ID 175635363 © Igor Mojzes | Dreamstime.com Rokotteet viruksia vastaan

Immuunijärjestelmä on kehittynyt suojaamaan meitä tartunnanaiheuttajilta, myös viruksilta. Tällä hetkellä meneillään olevan Covid-19-pandemian vuoksi on suurta kiinnostusta siihen, miten immuunijärjestelmä suojautuu viruksilta ja miten viruksia vastaan tarkoitettuja rokotteita kehitetään. Tämä artikkeli on yleinen johdatus näihin aloihin.

Lue nyt ❯Rokotteet viruksia vastaan

Copyright: Dreamstime.com Suru COVID-19:n aikana: kollegojemme tukeminen, jotta he voivat palata työhön ja menestyä menetyksen jälkeen

Vaikka olemme olleet onnekkaita, ettemme ole itse kokeneet menetystä tämän pandemian aikana, saattaa olla kollegoita, jotka ovat kokeneet. Miten voimme siis tukea surevia kollegoita näinä haastavina aikoina?

Lue nyt ❯Surua COVID-19:n aikana: kollegojemme tukeminen työhön palaamisessa ja menestymisessä menetyksen jälkeen

Copyright: ID 161529627 © David Wilkinson | Dreamstime.com The Special Adviser’s Tale, or Political Storytelling in the Time of Covid

Kun Dominic Cummings rikkoi COVID-19-lukitussääntöjä, miten Cummingsin ja hallituksen yritykset ”muuttaa kertomusta” uhmasivat tarinankerronnan logiikkaa?

Lue nyt ❯Erikoisneuvonantajan tarina eli poliittinen tarinankerronta Covidin aikana

Copyright free: Kansanterveysviestintä pandemian aikana

Olemme kaikki nähneet hallituksen iskulauseet ”Pysy kotona” ja ”Ole varuillasi”, mutta ovatko ne tehokkaita? Tohtori Korina Giaxoglou tarkastelee ”hyvän” kansanterveysviestinnän suunnittelun kolmea pääelementtiä.

Lue nyt ❯Kansanterveysviestintä pandemian aikana

COVID-19:n vaikutus kielitieteilijöihin ja heidän mielenterveyteensä

Vuoden 2020 koronaviruspandemia on vaikuttanut elämäämme jokaisella alueella. Severine Hubscher-Davidson tutkii, mitä koronaviruksen vaikutukset mielenterveyteen kielitieteilijöiden keskuudessa voivat kertoa meille koronaviruksen vaikutuksista mielenterveyteen yhteiskunnassa.

Lue nyt ❯Koronavirus-19:n vaikutus kielentutkijoihin ja heidän mielenterveyteensä

Copyright free: Miten COVID-19 vaikuttaa syövän hoitoon?

Avoimessa yliopistossa työskentelevät syöpätutkijat vastaavat tässä artikkelisarjassa syöpään liittyviin kysymyksiin uudesta koronaviruksesta…

Lue nyt ❯Miten COVID-19 vaikuttaa syövän hoitoon?

Miten COVID-19 haastaa käsityksemme hyvästä kuolemasta

Lääketieteellinen antropologi ja The Open Universityn luennoitsija Erica Borgstrom tutkii, miksi koronaviruksen aiheuttama kuolema ei ole sellainen kuin odotamme.

Lue nyt ❯Kuinka COVID-19 haastaa käsityksemme hyvästä kuolemasta

Viisi vinkkiä rentoutumiseen vaikeina aikoina

Nykyaikainen elämä voi saada monet meistä tuntemaan itsensä stressaantuneiksi. Tässä tohtori Mathijs Lucassen antaa viisi vinkkiä, jotta voit rentoutua.

Lue nyt ❯Viisi vinkkiä rentoutumiseen vaikeina aikoina

Mikä on COVID-19?

Mikä tarkalleen ottaen on COVID-19 ja mistä se on peräisin? Tässä lyhyessä artikkelissa tarkastellaan vuoden 2020 koronaviruspandemiaa.

Lue nyt ❯Mikä on COVID-19?

Mikä on virus?

Viime aikoina uutisissa on puhuttu paljon viruksista. Mikä siis on virus ja mitä tiedämme COVID-19:ää aiheuttavasta uudesta koronaviruksesta?

Lue nyt ❯Mikä on virus?

Coronavirus: Miten urheilijat selviävät eristysjaksosta?

Coronavirus-pandemia vaikuttaa meidän kaikkien elämään eri tavoin – mutta oletko miettinyt sen vaikutusta urheilijoihin ja urheilijoihin?

Lue nyt ❯Coronavirus: Miten urheilijat voivat selvitä tästä eristyksen ajasta?

Copyright: ID 135216980 © Richardjohnsonuk | Dreamstime.com Miten ikääntyä hyvin itseeristäytymällä

Ihmisiä on pakotettu eristäytymään COVID-19-viruksen leviämisen lykkäämiseksi, mutta iäkkäille ihmisille itseeristäytymiseen liittyy useita riskejä. Tässä artikkelissa ja videolla annetaan vinkkejä niiden torjumiseen.

Katso nyt ❯How to age well while self-isolating

NIAID CC-BY-lisenssillä Creative-Commons-lisenssillä Simplistic models for understanding Coronavirus: Hyödyllisiä vai haitallisia?

Auttavatko Covid-19:n leviämistä kuvaavat mallit todella ymmärtämään sitä paremmin vai ovatko ne liian yksinkertaistettuja ja mahdollisesti vaarallisia?

Lue nyt ❯Simplistic models for understanding Coronavirus: Hyödyllisiä vai haitallisia?

Kuva: Wonderlane on Flickr. Creative-Commons-lisenssillä Paniikkiostokset ja niiden lopettaminen

Tohtori Volker Patent tarkastelee tarinaa nousevista normeista, signaloinnista ja valikoivasta tiedonkäsittelystä.

Lue nyt ❯Paniikkiostaminen ja sen lopettaminen