Informacje IFCC dotyczące COVID-19

Aktualizacja z dnia 6 kwietnia

Choroba koronawirusowa 2019, w skrócie COVID-19, która spowodowała światową pandemię, to zespół ostrej ciężkiej niewydolności oddechowej 2 (SARS-COVID-2). Liczba osób zarażonych na całym świecie nieprzerwanie rośnie, stanowiąc istotne obciążenie krajowych systemów ochrony zdrowia. W tej sytuacji medyczne laboratoria diagnostyczne odgrywają kluczową rolę, wspomagając procesy badań przesiewowych u pacjentów, procesy diagnostyczne, monitorowanie/leczenie oraz przyczyniając się do liczby wyzdrowień i nadzoru epidemiologicznego. W niniejszym artykule zebrano dostępne informacje dla specjalistów medycyny laboratoryjnej, dotyczące przesiewowych badań laboratoryjnych, protokołów wykonywania oznaczeń, procesów diagnostycznych oraz innych zagadnień związanych z COVID-19. W artykule zamieszczone są również odnośniki do tymczasowych wytycznych. Informacje będą aktualizowane w miarę publikacji kolejnych opracowań i zaleceń.

Kluczowa rola medycyny laboratoryjnej podczas pandemii COVID-19

 

(adaptowane od Lippi et al, PIMD: 32191623)

Informacje ogólne:

Poniżej znajdują się odnośniki do pomocnych serwisów internetowych oraz wytycznych opracowanych przez specjalistów medycyny laboratoryjnej i klinicystów z całego świata:

American Association for Clinical Chemistry: COVID-19 Resources for Labs
British Medical Journal: COVID-19 Best Practice Guideline
British Medical Journal: COVID-19 Best Practice Guideline
Journal of the American Medical Association (JAMA): Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) (https://jamanetwork.com/journals/jama/pages/coronavirus-alert)
New England Journal of Medicine (NEJM): Coronavirus (Covid-19) (https://www.nejm.org/coronavirus)
Center for Disease Control: Information for Laboratories
European Centre for Disease Prevention and Control: COVID-19 Resources
FIND Diagnostics: COVID-19 Diagnostics Research Centre
Joint Commission International: COVID-19 Guidance & Resources
National Institute for HealthCOVID-19 Information Page
Oxford Centre for Evidence-Based Medicine: COVID-19 Evidence Service

Public Health Ontario: Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Testing
Royal College of Pathologists Australasia: Useful COVID-19 Resources0
Royal College of Pathologists UK: COVID-19 Recommendations
Singapore Resources: Practice RecommendationsPreparing LabsCurrent Experience
National Institute for HealthCOVID-19 Information Page
The Scientist Magazine: Follow the Coronavirus Outbreak
World Health Organization: COVID-19 Technical Guidance for National Laboratories 
Zhejiang University School of Medicine: Handbook of COVID-19 Prevention and Treatment

Badania przesiewowe wykonywane u pacjentów

Według przewodnika Global surveillance for COVID-19 caused by human infection with COVID-19 virus opracowanego przez Światową Organizację Zdrowia (WHO), wykonując badania przesiewowe na obecność COVID-19, należy brać pod uwagę dwa główne czynniki: historię epidemiologiczną i objawy kliniczne.

  1. Historia epidemiologiczna: w ciągu 14 dni od wystąpienia objawów pacjent podróżował lub przebywał w miejscach, w których dochodziło do zakażeń albo też miał kontakt z osobami, u których stwierdzono lub podejrzewano zakażenie.
  2. Objawy kliniczne: ostra niewydolność dróg oddechowych, charakteryzująca się gorączką i co najmniej jednym objawem ze strony układu oddechowego, takim jak kaszel lub spłycony oddech.

Podejrzane przypadki zdefiniowano w następujący sposób:

  • Pacjent z ostrą niewydolnością dróg oddechowych ORAZ historią epidemiologiczną

LUB

  • Pacjent z ostrą niewydolnością dróg oddechowych (charakteryzującą się objawami podanymi powyżej i wymagającą hospitalizacji) ORAZ brak innego rozpoznania mogącego tłumaczyć występujące objawy kliniczne.

Testy diagnostyczne: aspekty analityczne i kliniczne

Po potwierdzeniu podejrzanego przypadku, należy niezwłocznie pobrać i oznaczyć próbki. W swoich wytycznych Interim Guidelines for Collecting, Handling, and Testing Clinical Specimens from Persons for Coronavirus Disease 2019 Amerykańskie Centrum Zapobiegania i Kontroli Chorób (CDC) zaleca, aby do pierwszego oznaczenia pobierać próbki z górnych dróg oddechowych. Kolejne próbki można pobrać przy pomocy wymazówki: z jamy nosowo-gardłowej (preferowana), jamy ustno-gardłowej, małżowiny nosowej lub przedniej ściany nozdrzy. CDC zaleca również oznaczanie próbek z dolnych dróg oddechowych, jeżeli istnieje możliwość ich uzyskania.


Amplifikacja kwasów nukleinowych (NAAT)

Obecnie złotym standardem diagnostycznym w przypadku podejrzenia COVID-19 jest reakcja łańcuchowa polimerazy z odwrotną transkrypcją w czasie rzeczywistym (rRT-PCR). Jest to metoda oparta na amplifikacji kwasów nukleinowych (NAAT), umożliwiająca wykrycie unikalnych sekwencji wirusa wywołującego COVID-19 (SARS-CoV-2), w próbkach pobranych z układu oddechowego. Obecnie celem są geny wirusa N, E, S i RdRP (WHO,  Laboratory testing for coronavirus disease (COVID-19) in suspected human cases). Corman i in. opublikowali niedawno następujący sposób postępowania (PMID: 31992387): (a) badania przesiewowe pierwszego rzutu: gen E, (b) badania potwierdzające: gen RdRP oraz (c) dodatkowe badania potwierdzające: gen N.

W poniższej tabeli przedstawiono kryteria WHO dla przypadku, który można uznać za potwierdzony w laboratorium metodą NAAT:

Lokalizacja przypadku Kryteria potwierdzenia
 Regiony, w których potwierdzono występowanie     COVID-19
  • Dodatni wynik NAAT dla pojedynczego dyskryminującego targetu w genomie SARS-CoV-2
 Regiony, w których nie potwierdzono występowania   COVID-19
  • Dodatni wynik dla co najmniej dwóch różnych targetów, z których jeden jest swoisty dla wirusa SARS-CoV-2 (opcja preferowana)
  • Dodatni wynik NAAT na obecność betakoronawirusa oraz identyfikacja wirusa SARS-CoV-2 poprzez sekwencjonowanie części lub całego genomu (uwaga: target sekwencji musi być większy lub różnić się od zastosowanego amplikonu)

W niektórych przypadkach wynik u osoby z podejrzeniem zakażenia COVID-19 może być ujemny. W przypadku uzyskania wyniku ujemnego wyłącznie w próbce z górnych dróg oddechowych, należy również oznaczyć próbkę z dolnych dróg oddechowych. W dalszej kolejności można wykonać badania krwi i kału (WHO, Laboratory testing for coronavirus disease (COVID-19) in suspected human cases).

Dostępne testy diagnostyczne

Obecnie trwają prace and rozwojem i optymalizacją testów wewnętrznych i komercyjnych. Poniżej znajdują się odnośniki do dostępnych protokołów wewnętrznych (dostępne za pośrednictwem WHO):

China CDC Primers and probes for detection 2019-nCoV (24 stycznia 2020 r.)
Diagnostic detection of Wuhan coronavirus 2019 by real-time RT-PCR – Charité, Berlin Germany (17 stycznia 2020 r.)
Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) in suspected human cases by RT-PCR – Hong Kong University (23 stycznia 2020 r.)
PCR and sequencing protocol for 2019-nCoV – Department of Medical Sciences, Ministry of Public Health, Thailand (aktualizacja 28 stycznia 2020 r.)
PCR and sequencing protocols for 2019-nCoV- National Institute of Infectious Diseases Japan (24 stycznia 2020 r.)
US CDC Real-Time RT-PCR Panel for Detection 2019-Novel Coronavirus  (28 stycznia 2020 r.)
US CDC panel primer and probes– U.S. CDC, USA (28 stycznia 2020 r.)
Real-time RT-PCR assays for the detection of SARS-CoV-2 Institut Pasteur, Paris (2 marca 2020 r.)

Istnieje wiele czynników fazy przedanalitycznej i analitycznej, które mogą mieć wpływ na proces oznaczeń diagnostycznych na obecność zakażenia COVID-19. Czynniki fazy przedanalitycznej to między innymi nieprawidłowe pobranie próbki, niewłaściwe postępowanie, transport i wykorzystanie wymazów, jak również pobranie nieodpowiedniego materiału, lub niewystarczającej objętości materiału, substancje interferujące i kontaminacja próbki. Częstym problemem fazy analitycznej jest wykonywanie oznaczeń poza okienkiem diagnostycznym, jak również aktywna rekombinacja wirusa oraz niedostateczna walidacja testów (Lippi et al, PMID: 31992387).

Dodatkowe źródła/publikacje dotyczące badań serologicznych oraz sekwencjonowania wirusa COVID-19:

Trwają dyskusje dotyczące aktualnej wartości badan serologicznych w procesie rozpoznania i monitorowania zakażenia COVID-19. CDC, NHS ani inne organizacje prozdrowotne nie zalecają obecnie wykonywania badań serologicznych. Główną obawą związaną z ich wykorzystaniem w fazie ostrej jest to, że zbyt późno wykrywają infekcję (zazwyczaj po ponad 7-10 dniach) i że mogą wchodzić w reakcję krzyżową z odpowiedzią serologiczną na koronawirusy sezonowe. Prognozuje się jednak przyszły wzrost wartości udoskonalonych testów serologicznych w obszarze monitorowania i oceny zdrowia publicznego oraz higieny pracy.

W kwestii monitorowania poziomu przeciwciał w surowicy, zgodnie z “Handbook of Covid-19 Prevention and Treatment” (Zhejiang University School of Medicine), IgM w surowicy można wykryć po 10, a IgG po 12 dniach od wystąpienia objawów. Za wynik dodatni uznaje się dodatni wynik IgM lub miano IgG ponad czterokrotnie przewyższające miano w fazie ostrej.

John Hopkin’s Center for Health Security: Serology Testing for COVID-19
WHO: Laboratory testing for coronavirus disease 2019 (COVID-19) in suspected human cases

Li Z, Yi Y, Luo X, Xiong N, Liu Y, Li S, Sun R, Wang Y, Hu B, Chen W, Zhang Y. Development and Clinical Application of A Rapid IgM‐IgG Combined Antibody Test for SARS‐CoV‐2 Infection Diagnosis. Journal of medical virology. 2020 Feb 27. PMID: 32104917

Meyer B, Drosten C, Müller MA. Serological assays for emerging coronaviruses: challenges and pitfalls. Virus research. 2014 Dec 19;194:175-83. PMID: 24670324

Wytyczne dotyczące bezpieczeństwa biologicznego w medycznych laboratoriach diagnostycznych

Laboratoria, w których oznaczane są próbki od pacjentów z podejrzeniem COVID-19, muszą przestrzegać wytycznych dotyczących bezpieczeństwa biologicznego. 19 marca 2020r. WHO zaktualizowała tymczasowe wskazówki dotyczące bezpieczeństwa biologicznego w laboratoriach w związku z infekcją koronawirusem. Najważniejsze z nich:

  • Procedury mogą być wykonywane wyłącznie przez personel o potwierdzonych umiejętnościach, w oparciu o ocenę ryzyka oraz przy ścisłym przestrzeganiu wszelkich odnośnych protokołów
  • Wstępne przygotowanie (przed inaktywacją) wszystkich próbek powinno mieć miejsce w sprawdzonej komorze bezpieczeństwa biologicznego lub pierwotnym urządzeniu do separacji
  • Prace diagnostyczne niezwiązane z namnażaniem wirusa (na przykład sekwencjonowanie czy amplifikacja kwasów nukleinowych [NAAT]) należy wykonywać w placówce przestrzegającej procedur równoważnych z poziomem bezpieczeństwa biologicznego 2 (BSL-2)
  • Prace związane z namnażaniem wirusa (na przykład zakładanie hodowli, izolacja lub neutralizacja) należy wykonywać w laboratorium zamkniętym z nawiewem skierowanym do wewnątrz (BSL-3)
  • Należy stosować odpowiednie środki odkażające, o potwierdzonej skuteczności przeciwko wirusom w otoczce (na przykład podchloryn [wybielacz], alkohol, nadtlenek wodoru, czwartorzędowe związki amonu i związki fenolowe)
  • Próbki od pacjentów z podejrzeniem infekcji należy transportować tak jak preparaty UN3373, “substancja biologiczna kategorii B”.

Pełna lista środków odkażających sugerowanych przez WHO jest dostępna tutaj. Pełna lista środków odkażających sugerowanych przez EPA jest dostępna tutaj.

Skuteczność stosowania maseczek (nowe!): Skuteczność i konieczność noszenia maseczek chirurgicznych lub N95 w medycznych laboratoriach diagnostycznych oraz przez populację nie została dokładnie określona. W najnowszym opracowaniu w Nature Medicine  Leung i in. sugerują, że maseczki w istotny sposób ograniczyły wykrywanie RNA wirusa grypy w wydychanych kropelkach oraz RNA koronawirusa w aerozolach, z trendem ograniczenia wykrywania RNA koronawirusa w wydychanych kropelkach. W związku z rosnącą liczbą dowodów na skuteczność noszenia maseczek, WHO zmieniło swoje pierwotne zalecenia i obecnie wspiera inicjatywy organów rządowych, które wymagają lub zachęcają do noszenia maseczek na ulicy. Używanie maseczek, szczególnie przez pracowników opieki zdrowotnej, bez względu na to, czy mają kontakt z pacjentem, zaleca również CDC.

Oznaczanie COVID-19 w różnych typach próbek klinicznych (nowe!): Ważnym problemem z zakresu bezpieczeństwa biologicznego jest wykrywalność COVID-19 w próbkach klinicznych. W niedawno opublikowanym artykule w czasopiśmie  JAMA zbadano biodystrybucję pomiędzy różnymi typami próbek klinicznych od hospitalizowanych pacjentów z COVID-19. Wnioski były następujące:

 Próbka kliniczna  Odsetek wyników dodatnich
 Popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe  93% (14/15)
 Plwocina  72% (72/104)
 Wymaz z nosa  63% (5/8)
 Biopsja szczoteczkowa podczas   fiberobronchoskopii  46% (6/13)
 Wymaz z gardła  32% (126/398)
 Kał  29% (44/153)
 Krew  1% (3/307)
 Mocz  0% (0/72)

Wnioski te zostały potwierdzone w opisie badania opublikowanym w czasopiśmie Nature z 1 kwietnia 2020 r. w którym wirusy wyizolowano z próbek pobranych z gardła i płuc, jednak nie wykryto ich w kale pomimo wysokiego stężenia RNA. Wirusa nie wykryto również w próbce krwi ani moczu.

Dalsze wytyczne/źródła dotyczące bezpieczeństwa biologicznego:
Health Canada: COVID-19 BioSafety Advisory
Public Health England: Safe handling and processing for COVID-19 samples in laboratories

Monitorowanie biochemiczne pacjentów z COVID-19:

Kluczowa rola medycznych laboratoriów diagnostycznych podczas pandemii wykracza poza diagnostykę etiologiczną COVID-19. Monitorowanie biochemiczne pacjentów z COVID-19 na drodze badań diagnostycznych in vitro jest bardzo ważne w ocenie natężenia i rozwoju infekcji oraz oszacowaniu skuteczności interwencji terapeutycznej. O niekorzystnym przebiegu infekcji COVID-19 mogą świadczyć wyniki kilkunastu często wykonywanych badań diagnostycznych in vitro, które mogą dostarczyć istotnych informacji prognostycznych. Poniżej podano listę zalecanych testów opracowaną w oparciu o dostępną literaturę, wraz z najistotniejszymi nieprawidłowościami występującymi u dorosłych pacjentów z COVID-19 i wykrywanymi w badaniach laboratoryjnych, jak również ewentualne wskazania kliniczne (1-10). Ponadto według najnowszych danych u pacjentów z COVID-19 o dużym natężeniu może zachodzić ryzyko wystąpienia burzy cytokinowej. Tam gdzie jest to możliwe, u pacjentów w stanie ciężkim z podejrzeniem IL-6 lub stanem zapalnym o znacznym natężeniu, należy oznaczać cytokiny, a w szczególności IL-6 (7,9).

W przeciwieństwie do pacjentów dorosłych, profil laboratoryjny pacjentów pediatrycznych z COVID-19 o dużym natężeniu, nie jest jasny ani nie pokrywa się z profilem SARS. Autorzy najnowszych publikacji zalecają monitorowanie liczby limfocytów, stężenia białka C-reaktywnego oraz prokalcytoniny w celu oceny stopnia natężenia infekcji. Potencjalnym wskaźnikiem prognostycznym u pacjentów pediatrycznych może również być IL-6 (2).

 Lista zalecanych testów:

Test laboratoryjny Główne nieprawidłowości w zakresie badań laboratoryjnych stwierdzone u pacjentów dorosłych z postępującym zakażeniem COVID-19  (poprawka z 1-12) Potencjalna istotność kliniczna i biologiczna (modyfikacja 3)
 Morfologia krwi  Podwyższony poziom krwinek białych
Podwyższona liczba neutrofili
Obniżona liczba limfocytów
Obniżona liczba płytek krwi
 Zakażenie/nadkażenie bakteryjne
Zakażenie/nadkażenie bakteryjne
Obniżona odpowiedź immunologiczna na wirusa
Koagulopatia (rozsiana) ze zużycia
 Albumina  Poziom obniżony  Upośledzona czynność wątroby
 Dehydrogenaza mleczanowa  Poziom podwyższony  Uszkodzenie płuc i/lub rozległe uszkodzenie narządów
 Aminotransferaza alaninowa  Poziom podwyższony  Uraz wątroby i/lub rozległe uszkodzenie narządów
 Aminotransferaza
asparaginianowa
 Poziom podwyższony  Uraz wątroby i/lub rozległe uszkodzenie narządów
 Bilirubina całkowita  Poziom podwyższony  Uraz wątroby
 Kreatynina  Poziom podwyższony  Uraz nerek
 Troponiny sercowe  Poziom podwyższony  Uraz serca
 Dimery-D  Poziom podwyższony  Aktywacja krzepnięcia krwi i/lub rozsiane wykrzepianie
wewnątrznaczyniowe
 Czas protrombinowy  Poziom podwyższony  Aktywacja krzepnięcia krwi i/lub rozsiane wykrzepianie wewnątrznaczyniowe
 Prokalcytonina  Poziom podwyższony  Zakażenie/nadkażenie bakteryjne
 Białko C-reaktywne  Poziom podwyższony  Infekcja wirusowa/wiremia/posocznica wirusowa o           dużym nasileniu
 Ferrytyna  Poziom podwyższony  Stan zapalny o dużym nasileniu
 Cytokiny (IL-6)  Poziom podwyższony  Burza cytokinowa

 

Materiał źródłowy:
IFCC Information Guide on COVID-19 – Monday 20 April updates

Piśmiennictwo: 

    1. Fan BE, Chong VC, Chan SS, Lim GH, Lim KG, Tan GB, Mucheli SS, Kuperan P, Ong KH. Hematologic parameters in patients with COVID-19 infection. American journal of hematology. 2020 Mar 4. PMID: 32129508
    2. Henry BM, Lippi G, Plebani M. Laboratory abnormalities in children with novel coronavirus disease 2019. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). 2020 Mar 16. PMID: 32172227
    3. Lippi G, Plebani M. The critical role of laboratory medicine during coronavirus disease 2019 (COVID-19) and other viral outbreaks. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). 2020 Mar 19. PMID: 32191623
    4. Lippi G, Plebani M. Laboratory abnormalities in patients with COVID-2019 infection. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). 2020 Mar 3. PMID: 32119647
    5. Lippi G, Plebani M. Procalcitonin in patients with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): a meta-analysis. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry. 2020 Mar 4. PMID: 32145275
    6. Lippi G, Plebani M, Henry BM. Thrombocytopenia is associated with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19) infections: A meta-analysis. Clinica Chimica Acta. 2020 Mar 13. PMID: 32178975
    7. Lippi G, Lavie CJ, Sanchis-Gomar F. Cardiac troponin I in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19): Evidence from a meta-analysis. Progress in cardiovascular diseases. 2020 Mar 10. PMID: 32169400
    8. Mehta P, McAuley DF, Brown M, Sanchez E, Tattersall RS, Manson JJ. COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. The Lancet. 2020 Mar 16. PMID: 32192578
    9. Rodriguez-Morales AJ, Cardona-Ospina JA, Gutiérrez-Ocampo E, Villamizar-Peña R, Holguin-Rivera Y, Escalera-Antezana JP, Alvarado-Arnez LE, Bonilla-Aldana DK, Franco-Paredes C, Henao-Martinez AF, Paniz-Mondolfi A. Clinical, laboratory and imaging features of COVID-19: A systematic review and meta-analysis. Travel Medicine and Infectious Disease. 2020 Mar 13:101623. PMID: 32179124
    10. Ruan Q, Yang K, Wang W, Jiang L, Song J. Clinical predictors of mortality due to COVID-19 based on an analysis of data of 150 patients from Wuhan, China. Intensive Care Medicine. 2020 Mar 3:1-3. PMID: 32125452
    11. Gao Y, Li T, Han M, Li X, Wu D, Xu Y, Zhu Y, Liu Y, Wang X, Wang L. Diagnostic Utility of Clinical Laboratory Data Determinations for Patients with the Severe COVID‐ Journal of Medical Virology. 2020 Mar 17. PMID: 32181911
    12. Zhou F, Yu T, Du R, Fan G, Liu Y, Liu Z, Xiang J, Wang Y, Song B, Gu X, Guan L. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. The Lancet. 2020 Mar 11. PMID: 32171076
    13. Guo T, Fan Y, Chen M, Wu X, Zhang L, He T, Wang H, Wan J, Wang X, Lu Z. Cardiovascular implications of fatal outcomes of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). JAMA cardiology. 2020 Mar 27. PMID: 32219356
    14. Xia W, Shao J, Guo Y, Peng X, Li Z, Hu D. Clinical and CT features in pediatric patients with COVID‐19 infection: Different points from adults. Pediatric pulmonology. 2020 Mar 5. PMID: 32134205

Inne materiały edukacyjne i webinary

Free Course on COVID-19 from AACC Learning LabAACC developed this content with leading scientists as part of AACC Learning Lab on NEJM Knowledge+. The free course covers COVID-19 transmission, complications, diagnosis, and more.
Free AACC Laboratory Pearl on COVID-19: The Pearl by Dr. Lippi reveals potential origins for the virus, how it attacks the body, it’s symptoms, and associated laboratory abnormalities.
Free AACC Clinical Chemistry Podcast – Why Clinical Labs Are Essential to Containing COVID-19: Dr. Matthew Binnicker gives an update on the coronavirus outbreak and discusses what is needed to bring this global epidemic under control.
Free AACC Clinical Chemistry Podcast – Molecular Diagnosis of a Novel Coronavirus: Dr. Leo Poon of the University of Hong Kong gives expert insight into the 2019 novel coronavirus, and discusses the new molecular diagnostic assays his team has developed to detect and quantify this virus.
Springer Nature: Latest Research in COVID-19
New  England Journal of Medicine: Latest Research in COVID-19 – Journal Watch!