Вирусная нагрузка при COVID-19: недооценённый клинический и эпидемиологический маркер

Обоснование. Вирусная нагрузка SARS-CoV-2, возбудителя новой коронавирусной инфекции, приобретает всё большее значение в клиническом и эпидемиологическом контекстах. Несмотря на это, существуют значительные ограничения во внедрении количественного измерения вирусной нагрузки в клиническую практику.

Цель данной работы заключалась в разработке подхода для количественной оценки вирусной нагрузки SARS-CoV-2 по значению пороговых циклов образца (Ct) относительно Ct внутреннего контрольного образца, получаемых в ходе рутинной лабораторной ПЦР-диагностики вируса, и в его использовании для мониторинга вирусной нагрузки среди первично выявленных пациентов из Иркутской области.

Материалы и методы. С использованием регрессионных моделей на основе метода наименьших квадратов разработан подход для определения количества копий РНК SARS-CoV-2 в 1 мл носоглоточного секрета. Проведён мониторинг вирусной нагрузки SARS-CoV-2 в образцах носоглотки и зева, полученных от 1370 пациентов из гг. Иркутск и Ангарск с первично диагностированным положительным ПЦРрезультатом в период с 1 июля по 10 ноября 2020 г.

Результаты. Выявлено десятикратное увеличение среднемесячной вирусной нагрузки среди пациентов в сентябре-октябре 2020 г. Мы предполагаем, что изменение эпидемиологической модели распространения новой коронавирусной инфекции в этот период ассоциировано с повышением количества контактов в популяции, связанным с началом учебного года. Более высокая вирусная нагрузка наблюдается в группах риска по COVID-19 – среди медицинских работников и взрослых/пожилых пациентов.

Заключение. Разработка стандартизованного количественного определения вирусной нагрузки SARSCoV-2 в мазке может служить прогностическим клиническим маркером и надёжным инструментом для совершенствования эпиднадзора за COVID-19 при использовании предложенного подхода по оценке средней вирусной нагрузки в географически ограниченной популяции.

1. Wu F, Zhao S, Yu B, Chen YM, Wang W, Song ZG, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020; 579(7798): 265-269. https://doi.org/10.1038/s41586020-2008-3

2. World Health Organization. COVID-19 weekly epidemiological update 22. 2021. URL: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/situation-reports/weekly_epidemiological_update_22.pdf.

3. Zhou F, Yu T, Du R, Fan G, Liu Y, Liu Z, et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020; 395(10229): 1054-1062. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30566-3

4. Peckham H, de Gruijter NM, Raine C, Radziszewska A, Ciurtin C, Wedderburn LR, et al. Male sex identified by global COVID-19 meta-analysis as a risk factor for death and ITU admission. Nat Commun. 2020; 11(1): 1-10. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19741-6

5. Li X, Xu S, Yu M, Wang K, Tao Y, Zhou Y. Risk factors for severity and mortality in adult COVID-19 in patients in Wuhan. J Allergy Clin Immunol. 2020; 146(1): 110-118. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2020.04.006

6. Richardson S, Hirsch JS, Narasimhan M, Crawford JM, McGinn T, Davidson KW, et al. Presenting characteristics, comorbidities, and outcomes among 5700 patients hospitalized with COVID-19 in the New York city area. JAMA. 2020; 323(20): 20522059. https://doi.org/10.1001/jama.2020.6775

7. Cheng VCC, Hung IFN, Tang BSF, Chu CM, Wong MML, Chan KH, et al. Viral replication in the nasopharynx is associated with diarrhea in patients with severe acute respiratory syndrome. Clin Infect Dis. 2004; 38(4): 467-475. https://doi.org/10.1086/382681

8. Hung IFN, Cheng VCC, Wu AKL, Tang BSF, Chan KH, Chu CM, et al.Viral loads in clinical specimens and SARS manifestations. Emerg Infect Dis. 2004; 10(9): 1550-1557. https://doi.org/10.3201/eid1009.040058

9. To KKW, Tsang OTY, Leung WS, Tam AR, Wu TC, Lung DC, et al. Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study. Lancet Infect Dis. 2020; 20(5): 565-574. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30196-1

10. Xu K, Chen Y, Yuan J, Yi P, Ding C, Wu W, et al. Factors associated with prolonged viral RNA shedding in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Clin Infect Dis. 2020; 71(15): 799-806. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa351

11. He X, Lau EHY, Wu P, Deng X, Wang J, Hao X, et al. Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19. Nat Med. 2020; 26(5): 672-675. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0869-5

12. Wu JT, Leung K, Bushman M, Kishore N, Niehus R, de Salazar PM, et al. Estimating clinical severity of COVID-19 from the transmission dynamics in Wuhan, China. Nat Med. 2020; 26(4): 506-510. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0822-7

13. Guan W, Ni Z, Hu Y, Liang W, Ou C, He J, et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N Engl J Med. 2020; 382(18): 1708-1720. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2002032

14. Fajnzylber J, Regan J, Coxen K, Corry H, Wong C, Rosenthal A, et al. SARS-CoV-2 viral load is associated with increased disease severity and mortality. Nat Commun. 2020; 11(1): 1-9. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19057-5

15. Das M, Chu PL, Santos GM, Scheer S, Vittinghoff E, McFarland W, et al. Decreases in community viral load are accompanied by reductions in new HIV infections in San Francisco. PLoS One. 2010; 5(6): e11068. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0011068

16. Tang YW, Schmitz JE, Persing DH, Stratton CW. Laboratory diagnosis of COVID-19: Current issues and challenges. J Clin Microbiol. 2020; 58(6): e00512-e00520. https://doi.org/10.1128/JCM.00512-20

17. Tom MR, Mina MJ. To interpret the SARS-CoV-2 test, consider the cycle threshold value. Clin Infect Dis. 2020; 71(16): 2252-2254. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa619