Séroprevalenční studie jsou velmi důležitým nástrojem, který umožňuje na základě detekce specifických protilátek přesněji stanovit počet osob, které byly infikovány SARS-CoV-2. Bez znalosti séroprevalence je velmi náročné rozhodovat o rozsahu potřebných epidemiologických opatření v daném regionu či skupině osob.
Základní informaci o počtu infikovaných osob v daném čase poskytují výsledky laboratorního vyšetření přítomnosti SARS-CoV-2, při kterém se pomocí RT-PCR vyšetření (reverse transcription – polymerase chain reaction) detekuje přítomnost viru ve stěru ze sliznice nosohltanu, krku či ve slinách. Podobnou službu udělají i antigenní testy, které detekují virové antigeny ve stěru pomocí reagencie obsahující protilátky. Tyto testy jsou ale méně senzitivní a specifické než PCR. Počty PCR-pozitivních osob eviduje Ústav zdravotnických informací a statistiky (ÚZIS). První skupinu osob, kterou je třeba zvažovat, tvoří lidé s pozitivním výsledkem takového testu. Je třeba si uvědomit, že do této skupiny patří i osoby s falešně pozitivním výsledkem PCR testu, kterých zejména při nízké prevalenci výskytu viru není málo.
Další skupinu tvoří osoby, které již infekci prodělaly, avšak infekce u nich potvrzena nebyla, protože nevyhledaly lékařské ošetření, a jedinci, u kterých po kontaktu s virovou infekcí nedošlo k rozvoji klinických projevů. Jak velká je tato skupina, nevíme. Třetí nemalou skupinu tvoří lidé s falešně negativním výsledkem PCR testu. Příčin falešné negativity je řada:
Pomocí stanovení protilátek můžeme kvalifikovaně odhadnout počet lidí ze druhé a třetí skupiny. Na základě celosvětových dat je důvodné se domnívat, že na každou PCR-pozitivní osobu je v populaci násobně více osob, které již infekci prodělaly, ale nebyly PCR testem odhalené.
Stejně jako u jiných virových infekcí se také v případě infekce SARS-CoV-2 tvoří protilátky. K jejich stanovení se v současnosti používají laboratorní metody ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) nebo CLIA (chemiluminescent immunoassay). Velmi špatné zkušenosti máme s chromatografickými rychlotesty (např. Innovita), proto je nedoporučujeme používat. Odběr krve na detekci protilátek se provádí přibližně 3 týdny po prvních známkách onemocnění. Není nutné spěchat, ze zkušenosti víme, že hladina IgG roste několik týdnů a poměrně dlouho přetrvává. Naopak v prvních 2 týdnech onemocnění se stanovuje IgM nebo IgA, ale vzhledem k jejich polyspecificitě hrozí, že zachytíme spíše falešně pozitivní než skutečně pozitivní výsledek.
Pokud se protilátky neprokáží, nemusí to znamenat, že člověk koronavirovou infekci neprodělal. Organismus může na slabou virovou infekci reagovat pouze aktivací nespecifické imunitní odpovědi (produkcí interferonů apod.) nebo aktivací složek buněčné imunity (cytotoxických T lymfocytů, NK buněk). V Česku se tomuto vyšetření věnuje minimální pozornost, ale už i u nás máme první práci s výsledky měření aktivace buněčné imunity po in vitro stimulaci koronavirovými antigeny, která byla prokázaná pomocí průtokové cytometrie (1). Pro rutinní diagnostiku testy buněčné imunity dosud k dispozici nejsou.
V Česku proběhla v dubnu 2020 celostátní studie SARS-CoV-2-CZ-PREVAL (2). Pomocí rychlotestu WANTAI bylo otestováno více než 26 tisíc převážně dobrovolníků v Praze, Brně, Litoměřicích, Olomouci, Litovli a Uničově. Zjištěno bylo pouhých 108 pozitivních vzorků. Závěry studie byly shrnuty ve zprávě „Strategie testování onemocnění COVID 19 pro sezónu respiračních onemocnění 2020/2021“ následovně (sic!): „…Výsledky studie prokázaly velmi nízkou promořenost populace nemocí COVID-19, které se i v horním 95% bezpečnostním intervalu pohybovala řádově v nízkých jednotkách procent. S ohledem na velmi nízkou prevalenci séropozitivity a specificitu/sensitivitu použitých testů, promořenost populace nelze přesně určit…“ Vzhledem k tomu, že se počet zachycených případů pohyboval hluboko pod logicky nutným minimem daným parametry použitých testů, lze konstatovat, že v důsledku selhání testu studie neposkytla požadované informace.
Na začátku května 2020 proběhla séroprevalenční studie v Jihočeském kraji (3). Bylo vyšetřeno 2011 osob z řad dobrovolníků i profesních skupin. Protilátky IgG a IgA byly stanoveny v laboratořích nemocnic v Písku a ve Strakonicích metodou ELISA EUROIMMUN (Lübeck, Německo). Tou dobou bylo ve Strakonicích 49 PCR-pozitivních osob na 100 tisíc obyvatel a v Písku 15 PCR-pozitivních osob na 100 tisíc obyvatel. Zjištěná séroprevalence činila 2,9 % (s dolním odhadem 1,09 %) pro Strakonice a 1,9 % (s dolním odhadem 0,5 %) pro Písek. Žádná další séroprevalenční klinická studie u náhodně vybraných osob (dobrovolníků) již uskutečněna nebyla. Stanovení protilátek ve vybraných skupinách osob se však provádělo na několika dalších pracovištích.
Zdravotníci patří k nejohroženějším skupinám, proto se pomocí průkazu protilátek zjišťuje, kteří ze zaměstnanců již infekci prodělali a jsou (snad) imunní vůči virové infekci. Mezi první větší soubory dat patřily Stomatologická studie a studie provedená Imunologickou laboratoří GENNET. Obě studie vyšetřovaly IgG a IgA protilátky ELISA testem od EUROIMMUN. Hlavní sběr vzorků proběhl od konce března do konce května 2020.
Stomatologická studie proběhla na klinice THE CLINIC a vzorky byly zpracovány laboratoří Agilab (3). Výsledky studie byly prezentovány široké veřejnosti prof. Jiřím Beranem, koordinátory studie byli MDDr. Jakub Studený a MUDr. Radek Mounajjed. Bylo vyšetřeno více než 500 osob – zaměstnanců kliniky a jejích pacientů. V Imunologické laboratoři GENNET bylo podle informací od koordinátorek studie Ing. Štěpánky Luxové a MUDr. Karin Malíčkové vyšetřeno přibližně 500 vzorků krve zaměstnanců klinik asistované reprodukce FutureLife a 160 pacientů z IBD centra ISCARE, přičemž průběžné výsledky již byly opublikovány (4, 5).
V letních měsících se protilátky začaly zjišťovat u zaměstnanců pražské Fakultní nemocnice Motol, kde vyšetření provedl ústav lékařské mikrobiologie, a ve Fakultní nemocnici Plzeň na oddělení imunochemické diagnostiky. Na základě informací od prof. Anny Šedivé a MUDr. Petra Hubáčka byly v Motole vyšetřeny IgG protilátky u více než 1800 vzorků. V Plzni byly stanoveny celkové protilátky u souboru zaměstnanců o velikosti cca 1500 osob. Výsledky této studie byly prezentovány doc. Radkem Kučerou na Severočeské imunologické konferenci v Ústí nad Labem (6). Od července se začaly vyšetřovat protilátky v laboratořích Thomayerovy nemocnice v Praze také jejím zaměstnancům. Podle informací poskytnutých MUDr. Klárou Bořeckou a RNDr. Markétou Ibrahimovou byly stanoveny u 808 osob.
Na podzim 2020 byla zahájena prospektivní studie vyšetření paměťových protilátek „Testování protilátek – studie COVID-19“ podporovaná fondem prevence Zdravotní pojišťovny Ministerstva vnitra ČR (7). Studie je prováděna ve spolupráci s výzkumným centrem RECETOX Masarykovy univerzity a s asociací laboratoří Qualitylab. Podle informací od garanta studie prof. Vojtěcha Thona je zajištěna kapacita vyšetření až 30 tisíc osob. V rámci projektu budou lidé vyšetřeni celkem 3× v půlročních odstupech v průběhu let 2020–2021.
Procentuální zastoupení IgG-pozitivních výsledků je uvedeno v tabulce. Ve všech sledovaných skupinách se hodnoty pohybovaly až do léta v rozsahu 1,0–4,0 % pozitivních vzorků (počítáme-li i hraniční hodnoty IgG protilátek jako pozitivní) (2–5). Od srpna se postupně začal zvyšovat počet osob s PCR pozitivit-ou a v souladu s tím roste i séroprevalence. V Plzni byly protilátky zjištěny u 5 % osob (vyšetřením celkových protilátek) (6). Oproti letním měsícům byl v září 2020 v rámci vyhodnocení pilotní fáze prospektivní studie zjištěn nárůst na 15 % IgG-pozitivních osob (Thon, osobní komunikace).
Tab. Přehled výsledků validních českých studií vyšetření protilátek proti koronaviru
Tato data odpovídají i evropským studiím. Asi největší evropskou séroprevalenční studií byla španělská studie z přelomu dubna a května 2020, ve které byl testován reprezentativní vzorek více než 60 tisíc obyvatel, jak v těžce zasažených oblastech, tak v lokalitách s menším počtem pacientů s COVID-19 (8). Byly použity rychlotesty a současně stanovení IgG protilátek chemiluminiscenční metodou (ARCHITECT, Abbott Laboratories, USA). V nejvíce postiženém centrálním Španělsku byla zjištěna séroprevalence 10,0–14,4 %, v celé zemi bylo zjištěno průměrně 5 % osob s protilátkami. V madridské metropolitní oblasti bylo v době zahájení studie 0,94 % lidí s diagnostikovaným COVID-19 (62 tisíc PCR-pozitivních osob z 6,5 milionu obyvatel). Při séroprevalenci 11,5 % tedy bylo koronavirovou infekcí nakaženo dalších přibližně 900 tisíc lidí jen v této oblasti.
Ve stejné době byla provedena studie v kantonu Ženeva ve Švýcarsku, kde byly vyšetřeny bezmála 3 tisíce účastníků v průběhu 5 týdnů (každý týden část skupiny) (9). Metodou ELISA EUROIMMUN byla zjištěna týden od týdne rostoucí séroprevalence, a to od 4,8 % do 10,8 %. V době studie bylo v ženevské oblasti 1 % PCR-pozitivních obyvatel.
V německém Gangeltu byla zjištěna koronavirová infekce u 2,69 % obyvatel města (340 PCR-pozitivních osob z 12 600) po epidemii, která proběhla v únoru po karnevalových oslavách (10). V březnu bylo vyšetřeno 900 lidí pomocí testu ELISA EUROIMMUN a 15,5 % z nich mělo protilátky.
V Praze bylo k 26. říjnu 2020 přibližně 40 tisíc osob s prokázanou infekcí (počet PCR-pozitivních osob dle dat verifikovaných hygienickou stanicí), což je 3,1 % obyvatel (11). Bohužel není prostor na to, aby byla provedena séroprevalenční studie, nevíme tedy, kolik lidí má skutečně protilátky. Pokud bychom ovšem srovnali současnou situaci s madridskou, ženevskou či německou studií, pak je možné usuzovat na séroprevalenci v rozmezí 10–15 % také v Praze. A výsledky pilotní fáze již zmíněné prospektivní české studie tuto skutečnost a změnu dynamiky v září 2020 ve srovnání s předchozím obdobím potvrzují (Thon, osobní komunikace). V tom případě by bylo v Praze kromě 35 tisíc PCR-pozitivních osob ještě dalších cca 130–195 tisíc osob s protilátkami. A obdobná situace by mohla být i v dalších epidemií silně zasažených lokalitách.
Séroprevalenční studie nám mohou pomoci vidět světlo na konci tunelu. Navíc na základě zkušeností z uzavřených komunit, ve kterých se virus rozšířil (výletní a letadlové lodě, domovy důchodců…), můžeme usuzovat, že jistá část populace je vůči nákaze přirozeně odolná. Hranice kolektivní imunity tedy může ležet níže, než naznačují výpočty z modelů považujících celou populaci za náchylnou. Pokud nás dosažení séroprevalence v rozmezí 10–15 % stálo 2500 životů, můžeme mít naději, že dosti podstatný kus této smutné cesty již máme za sebou. I proto by bylo velmi žádoucí mít spolehlivá data o séroprevalenci české populace z reprezentativní studie provedené kvalitními sérologickými testy.
Poděkování
Velmi děkujeme všem kolegům, kteří laskavě poskytli data ze studií stanovení protilátek na svých pracovištích.
Studie provedená v Thomayerově nemocnici byla finančně podpořená MZ ČR – RVO („Thomayerova nemocnice – TN, 00064190“)
RNDr. Zuzana Krátká, Ph.D.
Imunologická laboratoř GENNET, s. r. o., Praha
4BIN – Centrum pro bayesovskou inferenci
RNDr. Tomáš Fürst, Ph.D.
Katedra matematické analýzy a aplikací matematiky, PřF UP v Olomouci
4BIN – Centrum pro bayesovskou inferenci
Zdroje:
1. Táborská P. CD4+ T buňky pacientů s karcinomem prostaty mají sníženou imunitní odpověď na antigeny ze SARS-CoV-2 spike glykoproteinu. XXXVII. sjezd českých a slovenských alergologů a klinických imunologů, XVI. kongres českých a slovenských imunologů, Praha, 8.–9. 10. 2020.
2. Ministerstvo zdravotnictví. Strategie testování onemocnění COVID-19 pro sezónu respiračních onemocnění 2020/2021. Příloha 3: Průřezové studie protilátkové imunity. Dostupné na: https://koronavirus.mzcr.cz/wp-content/uploads/2020/10/Strategie-testování-COVID-19_def_200929.pdf
3. Krátká Z., Fürst T., Vencálek O. a kol. Průzkumný vrt: jak správně připravit, provést a vyhodnotit séroprevalenční studii. Časopis lékařů českých 2020; 159: v tisku.
4. Krátká Z., Luxová Š., Malíčková K. a kol. Testování COVID-19 – co bychom měli mít na paměti. Časopis lékařů českých 2020; 159: 72–77.
5. Malíčková K., Krátká Z., Luxová Š. et al. Anti-SARS-CoV-2 antibody testing in IBD healthcare professionals: are we currently able to provide COVID-free IBD clinics? Scand J Gastroenterol 2020 Aug; 55: 917–919, doi: 10.1080/00365521.2020.1791244.
6. Kučera R. Srovnání manuálních a automatizovaných metodik stanovení protilátek IgG SARS-CoV-2. 28. severočeská imunologická konference, Ústí nad Labem, 11.–12. 9. 2020.
7. Zdravotní pojišťovna Ministerstva vnitra ČR. Testování protilátek – Studie COVID-19. ZPMV, 2020. Dostupné na: https://zpmvcr.cz/pojistenci/bonusy-na-prevenci/testovani-protilatek-studie-covid-19
8. Pollán M., Pérez-Gómez B., Pastor-Barriuso R. et al. Prevalence of SARS-CoV-2 in Spain (ENE-COVID): a nationwide, population-based seroepidemiological study. Lancet 2020 Aug 22; 396: 535–544, doi: 10.1016/S0140-6736(20)31483-5.
9. Stringhini S., Wisniak A., Piumatti G. et al. Seroprevalence of anti-SARS-CoV-2 IgG antibodies in Geneva, Switzerland (SEROCoV-POP): a population-based study. Lancet 2020 Aug 1; 396: 313–319, doi: 10.1016/S0140-6736(20)31304-0.
10. Streeck H., Schulte B., Kuemmerer B. et al. Infection fatality rate of SARS-CoV-2 infection in a German community with a super-spreading event. Preprint. medRxiv 2020 Jun 2, doi: 1101/2020.05.04.20090076.
11. Ministerstvo zdravotnictví. COVID-19: Přehled aktuální situace pro Hlavní město Prahu. MZ ČR, 2020. Dostupné na: https://onemocneni-aktualne.mzcr.cz/covid-19/kraje/PHA
