Badanie IHC COVID-19

Jesteśmy świadkami historycznych zdarzeń, które niechlubnie zapiszą się na kartach naszej historii. Mowa oczywiście o pandemii koronawirusa, która została ogłoszona przez Światową Organizację Zdrowia 11 marca 2020 r. Wcześniej podobny status uzyskało rozprzestrzenianie się H1N1 w 2009 r., co było krytykowane jako szerzenie paniki na świecie.

Pierwsze przypadki infekcji wirusem nazwanym 2019-nCoV miały miejsce w Wuhan w Chinach pod koniec zeszłego roku i w dosyć szybkim czasie swoim zasięgiem objęły inne państwa świata. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) w dniu 11 lutego 2020 r. oficjalnie nazwała wirusa COVID-19, a po jego sklasyfikowaniu przez Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów nadano mu nazwę patogenu zespołu ciężkiego ostrego układu oddechowego wirusem koronowym 2 lub SARS-CoV-2.

*Rys. 1. Budowa Koronawirusa SARS-CoV-2.*

Objawy COVID-19 i wywołane uszkodzenia

Pacjenci z SARS-CoV-2 mogą doświadczać różnorodnych problemów - od łagodnych objawów, po ciężką chorobę. Objawy te pojawiają się zwykle po 2-14 dniach od ekspozycji na wirusa. Badania pokazują, że pacjenci mogą być najbardziej zakaźni w dniach poprzedzających wystąpienie objawów. Głównymi początkowymi objawami SARS-CoV-2 są dreszcze, bóle mięśni, ból głowy, ból gardła oraz utrata smaku i węchu. Co najmniej 80 procent osób zakażonych SARS-CoV-2 wydaje się wykazywać typową odpowiedź immunologiczną. W normalnej odpowiedzi immunologicznej kilka różnych typów komórek odpornościowych (limfocytów) i przekaźników chemicznych jest uwalnianych w skomplikowanej sekwencji, powodując łagodny miejscowy stan zapalny.

Obecnie posiadamy niewiele makroskopowych i mikroskopowych informacji o patologicznych uszkodzeniach powodowanych przez SARS-CoV-2. Makroskopowe cechy SARS-CoV-2 prawdopodobnie występują w klatce piersiowej i mogą obejmować zapalenie opłucnej, zapalenie osierdzia, konsolidację płuc i obrzęk płuc. Masa płuc może wzrosnąć powyżej normy. Należy zauważyć, że na infekcję wirusową może nakładać się wtórna infekcja, która może prowadzić do ropnego zapalenia typowego dla wtórnych infekcji bakteryjnych. Odkrycia mikroskopowe są niespecyficzne i obejmują obrzęki, rozrost pneumocytów, ogniskowe zapalenie i powstawanie wielojądrowych komórek olbrzymich z uogólnionym rozlanym uszkodzeniem pęcherzyków płucnych z wysiękami. Zapalenie jest głównie limfocytarne i wielojądrowe komórki olbrzymie widoczne obok dużych atypowych pneumocytów, bez widocznych wtrąceń wirusowych. Ogólnie cechy są bardzo podobne do tych obserwowanych w zakażeniach SARS i koronawirusem MERS.

Syndrom burzy cytokinowej

Zdecydowana większość pacjentów z COVID-19 ma dobre rokowanie, ale istnieją osoby dla których nie są one optymistyczne, a choroba kończy się śmiercią. U większości tych krytycznie chorych i zmarłych pacjentów nie występują ciężkie objawy kliniczne we wczesnych stadiach choroby. Niektórzy pacjenci wykazują jedynie łagodną gorączkę, kaszel lub bolesność mięśni. Warunki te nagle się pogarszają w późniejszych stadiach choroby lub w procesie zdrowienia. Zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) i niewydolność wielonarządowa pojawiają się szybko, powodując śmierć w krótkim czasie. Burza cytokin jest uważana za jedną z głównych przyczyn ARDS i niewydolności wielonarządowej.

Zespół Burzy Cytokinowej (CSS) charakteryzuje się ogólnoustrojowymi objawami i oznakami wynikającymi z masywnej i niekontrolowanej odpowiedzi zapalnej spowodowanej rozregulowaniem pro- i przeciwzapalnych cytokin. Wirusy, takie jak opryszczka i Epstein-Barr, są znane z wywoływania CSS, podobnie jak grypa H5N1. Obecna literatura wskazuje, że SARS-CoV-2 wyzwala CSS i został przypisany ciężkim objawom charakterystycznym dla krytycznych pacjentów. CSS u tych pacjentów często kończy się śmiercią, tak jak miało to miejsce w przypadku poprzednich epidemii SARS i MERS.

Pierwsze uwalniane cytokiny to interleukina 1β (IL-1β) i czynnik martwicy nowotworu-α (TNF-α), które przyciągają do miejsca zakażenia różne krążące białe krwinki (WBC), w tym neutrofile, monocyty, makrofagi i komórki NK. Ta odpowiedź, wraz z antypatogennymi substancjami chemicznymi uwalnianymi przez te komórki (tj. dopełniaczem), obejmuje wrodzoną odpowiedź odpornościową. Komórki te bezpośrednio atakują infekujący patogen, a także uwalniają dodatkowe cytokiny, w tym przede wszystkim interleukinę-1 (IL-1) i interleukinę-6 (IL-6). IL-6 jest niezbędna do wywołania adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, która wywołuje komórki T, komórki B i komórki pomocnicze T (Th) do miejsca zakażenia. IL-6 stymuluje także dalszą rekrutację, proliferację i aktywację makrofagów.

Najprawdopodobniej świadkami jednego z najbardziej śmiertelnych przejawów nieprawidłowej odpowiedzi immunologicznej, zespołu burzy cytokin (CSS) są lekarze i pracownicy oddziałów OIOM. Ta odpowiedź jest również określana przez niektórych jako zespół uwalniania cytokin (CRS). CSS charakteryzuje się ciągłą aktywacją i ekspansją populacji makrofagów i limfocytów, które wydzielają duże ilości cytokin, powodując burzę cytokin. To masowe uwalnianie cytokin jest podobne do choroby hemofagocytarnej limfohistiocytozy (HLH), zespołu charakteryzującego się początkową niekontrolowaną i trwałą aktywacją cytotoksycznych limfocytów T i komórek NK.

Ta aktywacja indukuje zapalne monocyty do silnej ekspresji IL-6, rozpoczynając miejscowy, a następnie ogólnoustrojowy efekt kaskadowy, który skutkuje nadprodukcją IL-6, co przyspiesza proces zapalny. Ponieważ IL-6 zwiększa również przepuszczalność naczyń, nadmierny jej poziom powoduje, że naczynia krwionośne stają się bardzo nieszczelne. To, wraz z czynnikami krzepnięcia uwalnianymi z komórek śródbłonka naczyniowego, stymuluje kaskadę krzepnięcia, powodując mikrombozę (małe skrzepy), która prowadzi do niedokrwienia i śmierci tkanek nerek, jelit, serca, wątroby, mózgu i kończyn.

*Rys. 2. Zespół burzy cytokinowej (CSS). Źródło: https://www.biosb.com/sars-cov-2-covid-19-ihc/*

Kiedy dochodzi do infekcji, układ odpornościowy reaguje, uwalniając dziesiątki cytokin prozapalnych i przeciwzapalnych. Przypuszcza się, że interleukina-6 (IL-6) jest kluczowym składnikiem odpowiedzi cytokinowej. Sekwencje na ryc. 2 są bardzo uproszczonymi przeglądami ilustrującymi rozregulowaną odpowiedź immunologiczną skutkującą CSS.

Diagnostyka koronawirusa

W Polsce mamy 3 dostępne i najczęściej stosowane rodzaje testów na koronawirusa:

testy serologiczne – próbka do badania pobierana jest z krwi żylnej
test immunochromatograficzny – wariant testu serologicznego, do którego pobierana jest próbka krwi włośniczkowej lub żylnej,
test metodą RT-PCR – materiał do badania zawarty jest w pobranych od pacjentów wymazach.

Powyższe techniki stosowane są rutynowo w diagnostyce pacjentów z podejrzeniem COVID-19. Niemniej jednak dostępne są również inne metody, którymi możliwa jest detekcja. Immunohistochemia – technika stosowana szczególnie w diagnostyce onkologicznej, również może się poszczycić produktami do detekcji obecności wirusa SARS-CoV-2 w materiale pobranym od pacjenta. IHC opiera się na specyficznym powinowactwie przeciwciał do antygenu. Następnie przeciwciała te są odpowiednio znakowane w materiale metodami chromogennymi.

Amerykańska firma BioSB ogłosiła dostępność następujących produktów do wykrywania i badań IHC COVID-19:

Przeciwciała rozpoznające wirusa SARS-CoV-2:

SARS-CoV-2 – mysie monoklonalne o klonie BSB-134, do stosowania na materiale mrożonym i utrwalonym w formalinie i zatopionym w parafinie, oraz dla preparatów komórkowych. Produkt dostępny w wersji stężonej i gotowej do użycia. Immunogen to rekombinowany nukleokapsyd SARS-CoV-2. Odczynnik RUO.