כיצד מאבחנים את נגיף הקורונה? - מדע גדול, בקטנה : מדע גדול, בקטנה

אדם חזר מחו"ל עם תסמינים של שיעול, חולשה וחום - תסמינים שעלולים להעיד על מחלת הקורונה החדשה (הנקראת COVID-19), אבל גם על מחלות אחרות כמו הצטננות ושפעת. כיצד מזהים האם הוא אכן חולה בקורונה?

בהחלטה לבצע את הבדיקה, הצוות הרפואי מתחשב בתסמינים והיסטוריה של חשיפה אפשרית לנגיף. אם אכן יש חשד להדבקה - לוקחים דגימה לזיהוי הנגיף. הדגימה נלקחת לרוב מדרכי הנשימה, למשל על ידי דגימת האף והלוע בעזרת מטושים (כמו "מקל אוזניים", רק מחומר סינתטי או מתכת). במעבדה, מזהים את נוכחות הנגיף באמצעות בדיקה הנקראת "PCR בזמן-אמת" - real time RT PCR, או בקצרה, rRT PCR. איך זה בדיוק עובד?

ראשית, המקרה מאובחן לפי תסמינים והיסטוריה של חשיפה אפשרית לנגיף. נגיף הקורונה החדש לא אובחן בישראל נכון להיום (16.2.2020), לכן, אין הנחייה להיבדק אם לא חזרתם ממדינה שנחשבת כנגועה בנגיף או שנחשפתם לאדם חולה שחזר ממדינה כזו.

אם אכן יש חשד להדבקה - לוקחים דגימה לזיהוי הנגיף. הדגימה יכולה להיות נוזלים ממערכת הנשימה (למשל ליחה), דגימות מדרכי הנשימה שנאספו בעזרת מטושים (כמו "מקל אוזניים", רק מחומר סינתטי או מתכת), או דגימת דם. הדגימות מגיעות למעבדה, שם מבצעים להן בדיקת PCR בזמן-אמת (real time RT PCR או בקצרה, rRT PCR). איך זה בדיוק עובד?

בבדיקה בוחנים את החומר התורשתי של הנגיף - שכולל רצפי RNA ייחודיים, המאפשרים להבדיל בינו לבין נגיפים אחרים. בעוד שהבדיקה נועדה ל-DNA, החומר התורשתי של נגיף הקורונה הוא RNA. לכן יש הכרח בשלב מקדים לתהליך, בו נעשה שימוש באנזים מיוחד הנקרא reverse transcriptase (רברס טרנסקריפטאז), - אנזים המייצר DNA התואם את ה-RNA של הנגיף, בתהליך שנקרא "תעתוק הפוך". DNA (איור 1). פרט מעניין: מקורו של האנזים במשפחת הרטרו-וירוסים (Retroviridae) - משפחה של נגיפי RNA, שבמהלך הדבקת התא המאכסן מייצרים העתק DNA של הגנום שלהם המשתלב בכרומוזום. משפחה כוללת גם את נגיף ה-HIV, הגורם לאיידס.

איור 1: תהליך התעתוק ההפוך, בו נבנה DNA על בסיס ה-RNA הנגיפי

תהליך ה-PCR כולל ייצור כמות גדולה של רצפי DNA מאוד ספציפיים, על בסיס תבנית של DNA - וזה עובד אפילו אם יש מעט מאד DNA בדגימה (הגברה מעריכית). בתהליך זה מכניסים למבחנה את הדגימה הנבדקת ורצפים קצרים, שנקראים פריימרים (תחלים). הפריימרים בנויים כך שהרצף שלהם יהיה תואם באופן מדוייק למקטע מתוך רצף ה-DNA שרוצים לבדוק, כך שרק אם יש את נגיף הקורונה החדש תהיה הגברה של כמות ה-DNA. בזכות הכמות הגדולה של ה-DNA שנוצר, נוכל לדעת שהנגיף נוצר - וכל זאת בפרק זמן של פחות משעה מרגע הפעלת המכשיר. אבל איך נוכל לדעת האם נוצר DNA בתהליך?

לתהליך מכניסים סמן פלורסנטי (probe) הפולט אור נראה כאשר הוא מוקרן באור על-סגול. בהתחלה, סמן זה קשור ל-DNA המתאים לרצף של הנגיף, באופן שאינו מאפשר את פעילות הסמן (הוא אינו מאיר). בעת שכפול ה-DNA, הסמן הפעיל משתחרר לחופשי. את הסמן הזוהר ניתן למדוד במכשיר בו מתבצעת הבדיקה. כך ניתן לעקוב בזמן אמת ( real time PCR זוכרים?) אחרי רמות האור שנפלט מהסמן, שהן מדד לכמות ה-DNA שנוצר בתהליך (איורים 2, 3). במידה ואכן נוצר DNA שתואם את ה-RNA של נגיף הקורונה - ניתן לאשר שהאדם אכן חולה כתוצאה מהדבקה בנגיף.

איור 2: ראקציית הPCR בזמן-אמת, הכוללת שכפול מעריכי של DNA, ובהתאם, שחרור של סמן פלורסנטי אותו המכשיר מסוגל לקלוט ולהעריך את יצירת ה-DNA בתהליך.

איור 3: תוצאת ראקציית ה-real time PCR. המכשיר קורא את עוצמת האור שמוחזר מהסמן הפלוריסנטי, שמתגבר לאורך הראקציה במידה ואכן היה מטען גנטי של הנגיף בדגימה. מעל ערך סף מסויים, נקבע שהדגימה אכן הכילה את הנגיף. (מקור: Zuzanna K. Filutowska, Wikimedia)

מקורות וקריאה נוספת:

מאת:

אורן אוסטר

מיקרוביולוג, חוקר חובב חרקים וצילום מאקרו.