कोविड-19 प्रतिद्रव्यांची चाचणी

Share
Covid-19

चित्र सौजन्य: Pixabay/Shafin_Protic


इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स, बंगळुरू येथील डिपार्टमेंट ऑफ केमिकल इंजिनिअरींग मधील सहाध्यायी प्राध्यापक राहूल रॉय यांनी प्रतिद्रव्य चाचण्यांचे कार्य कसे घडते आणि कोविड-19 महामारीच्या संदर्भात या चाचण्या का उपयुक्त आहेत, यासंबंधी पुढे चर्चा केलेली आहे.

 

प्रतिद्रव्य चाचणीत काय शोधले जाते? 

जर एखाद्या व्यक्तीला रोगकारकामुळे किंवा शरीरबाह्य पदार्थामुळे संसर्ग झाला, तर त्याच्या शरीरातील ‘अनुकूली प्रतिक्षम संस्था’ (सामान्य भाषेत तिला ‘रोगप्रतिकारशक्ती’ असेही म्हणतात) शरीरात घुसलेल्या त्या प्रतिजनांना ओळखते. हे प्रतिजन रोगकारकाच्या प्रथिनांचे, आरएनए किंवा डीएनए, यांचे तुकडे असू शकतात. प्रतिजनाच्या प्रकारांनुसार प्रतिक्षम पेशी (शरीराचे रक्षण करणाऱ्या पांढऱ्या पेशी) विद्राव्य प्रथिने स्रवतात, जी प्रतिजनांना निष्प्रभ करतात. अशा प्रथिनांनाच ‘प्रतिद्रव्ये (प्रतिपिंड)’ म्हणतात. कोविड-19 च्या संदर्भात, आपल्याला हे माहीत झाले आहे की प्रतिद्रव्ये तयार होण्यासाठी साधारणपणे १०-२५ दिवस लागतात. काही व्यक्तींमध्ये लक्षणे दिसायला लागल्यापासून अगदी पाच दिवसांनंतर प्रतिद्रव्ये आढळू शकतात. प्रतिद्रव्य चाचणीद्वारे याच प्रतिद्रव्यांचा शोध घेतला जातो.

वाढत्या वयानुसार, आपला प्रतिक्षम प्रतिसाद तसेच प्रतिद्रव्यांची पातळी कमीकमी होत जाते. मात्र रोगकारक शरीरात राहिला नसला, तरी त्याची ‘स्मृती’ टिकून राहते. एखाद्या व्यक्तीमधील रोगप्रतिकारक्षमता ही त्याच्या रोगप्रतिक्षम पेशी किती मजबूत आहेत आणि शरीरात त्यांची संख्या किती आहे, यांवर अवलंबून असते. त्याचबरोबर प्रतिजनाचा प्रकार आणि त्या प्रतिजनांनी शरीरातील ‘अनुकुली’ प्रतिक्षम संस्थेला किती उत्तेजित केले आहे, यांवरदेखील अवलंबून असते.

अर्थातच, वय आणि इतर घटक यांनुसार प्रतिद्रव्यांच्या पातळीत फरक असू शकतो. वृद्ध लोकांच्या ‘अनुकूली’ प्रतिक्षम संस्थेचा प्रतिसाद दुबळा असतो. तसेच एखाद्या व्यक्तीची प्रतिद्रव्य चाचणी खूप लवकर किंवा खूप उशिरा केली, तरीसुद्धा प्रतिद्रव्यांची पातळी कमी असते. परंतु, जेव्हा आपण मोठ्या संख्येने लोकांचे नमुने गोळा करतो आणि त्यांची चाचणी करतो, तेव्हा एखाद्या लोकसमुदायातील संसर्ग किती प्रमाणात झालेला आहे, याचा चांगला दर्शक म्हणजे प्रतिद्रव्यांची पातळी असते.
 

कोविड-19 रोगाच्या संदर्भात प्रतिद्रव्य चाचण्या कशा उपयुक्त आहेत?

कोविड-19 च्या बाबतीत, मोठ्या संख्येने लोक लक्षणरहित असतात. अशा लोकांना संसर्ग झाला होऊन गेला आहे किंवा नाही, हे समजून घेण्याचा एकमेव मार्ग म्हणजे त्यांची प्रतिद्रव्य चाचणी. एखाद्या व्यक्तीच्या रक्ताच्या नमुन्यात आपल्याला नवीन कोरोनाविषाणूविरुद्ध प्रतिद्रव्ये आढळून आली, तर त्याचा अर्थ त्या व्यक्तीला कधीतरी या रोगाचा संसर्ग होऊन गेला आहे, असा होतो. या चाचणीच्या वेळी त्या व्यक्तीमध्ये कदाचित विषाणू आढळणार नाहीत, खासकरून अशी व्यक्ती पूर्णपणे बरी झालेली असेल तर आणि तरीही या वेळी त्या व्यक्तीच्या शरीराने तयार केलेल्या प्रतिद्रव्यांचा शोध घेऊ शकतो. संसर्ग होऊन गेल्यानंतर अगदी वर्षभरदेखील आपल्या शरीरातील पेशी मुबलक प्रमाणात प्रतिद्रव्ये तयार करीत असतात, जी या प्रतिद्रव्य चाचणीद्वारे शोधता येतात.

एखाद्या लोकसमुदायातील किती लोकांना संसर्ग झाला असेल, हे जाणून घेण्यासाठी साथीच्या कोणत्याही टप्प्यावर तेथील लोकांच्या रक्तातील प्रतिद्रव्यांचा शोध घेणे, उपयोगी ठरू शकते. अशा अभ्यासाला रक्तद्रवीय सर्वेक्षण (सिरॉलॉजीकल सर्व्हे) म्हणतात. भारतीय वैद्यकीय संशोधन परिषद (आयसीएमआर) काही रक्तद्रवीय सर्वेक्षणे करण्याच्या प्रयत्नात आहे. अशा सर्वेक्षणांतून मिळालेली मर्मदृष्टी रोगाच्या साथीमागील कारणे जाणून घेण्यासाठी महत्त्वाची ठरू शकते.

सर्वप्रथम, आपल्याला हे जाणून घ्यायला आवडेल की जर बहुतांशी लोकांना संसर्ग होऊन गेलेला असेल, तर आपल्याला खूप काळजी करायचे कारण नाही, कारण अशा लोकसमुदायातील पुरेशा लोकांमध्ये रोगप्रतिक्षमता आधीच विकसित झालेली असेल. अर्थातच, या चाचणीवरून एखादी व्यक्ती रोगप्रतिक्षम आहे किंवा नाही, हे ठामपणे सांगता येत नाही; या चाचणीचे मुख्य उद्दिष्ट नवीन कोरोनाविषाणूचा संसर्ग कधीतरी या लोकांना झाला होता, हे जाणून घेणे आहे. दुसरे, या चाचणीतून मिळालेल्या माहितीचा उपयोग प्रशासनाला लसीकरण प्राधान्याने कोठे करावे, तसेच कोणत्या संवेदनशील भागावर (जेथे संसर्गाचे प्रमाण जास्त आहे) लक्ष केंद्रित कसे करावे, हे ठरवायला मदत होते.

 

प्रतिद्रव्य चाचणी आणि इतर प्रकारच्या चाचण्या यांची तुलना कशी करावी? 

प्रतिद्रव्य चाचणी आणि आरटी-पीसीआर चाचणी (या चाचणीत विषाणूचा आरएनए शोधला जातो) एकमेकांपेक्षा भिन्न आहेत. प्रतिद्रव्य चाचण्यांचा वापर निदान लवकर करण्यासाठी केला जातो कारण या चाचणीच्या प्रक्रियेला केवळ १०-१५ मिनिटे पुरेशी होतात. तसेच प्रतिद्रव्य चाचणीद्वारे केलेले निदान समजायला सोये असते; ही चाचणी गर्भधारणा चाचणीसारखीच असून तिचे निदान सकारात्मक (पॉझिटिव्ह) किंवा नकारात्मक (निगेटिव्ह), असे एका ओळीत केलेले असते. कल्पना करायची झाली तर, मधुमेहाचे रुग्ण जसे घरच्या घरी रक्तातील ग्लुकोजची चाचणी करतात, त्याप्रमाणे प्रतिद्रव्य चाचणीदेखील बोटातील रक्ताचा थेंब घेऊन स्वतंत्रपणे घरी करता येऊ शकते. प्रतिद्रव्य चाचणी स्वस्तदेखील आहे; भारतात या चाचणीचे किट १०० रूपयांपेक्षा कमी खर्चात तयार करणे शक्य आहे.

मात्र याबाबत काही चेतावण्या देण्यात आलेल्या आहेत. लोकसमुदाय जेवढा मोठा तेवढा प्रतिद्रव्य चाचण्यांचा अर्थ लावणे कठीण. शिवाय त्या अचूकच असतील, असे नाही. त्यांच्या अचूकतेचे मूल्यमापन दोन निकषांवर करता येते. पहिला निकष म्हणजे संवेदनक्षमता. एखाद्या व्यक्तीला कोविड-19 चा संसर्ग झाला आणि तिच्या शरीरात प्रतिद्रव्ये तयार झाली, तर ती चाचणी किती वेळा प्रतिद्रव्ये अचूकपणे शोधू शकेल? म्हणजेच जितक्या वेळा चाचणी केली तितक्या वेळा चाचणीचा निष्कर्ष सकारात्मक आला, तर चाचणीची संवेदनक्षमता १००% आहे, असे म्हणता येईल.

दुसरा निकष ‘विशिष्टता’ असतो. आपल्या पर्यावरणात अनेक, सारख्याच स्वरूपाचे रोगकारक आणि कोरोनाविषाणू असतात. अशा वेळी इतर सर्व रोगकारकांना वगळून फक्त आणि फक्तच कोविड-19 विषाणूचे प्रतिजन यशस्वीपणे ही चाचणी कशी ओळखेल? म्हणून अशा वेळी दोन विषाणूंच्या अशा प्रतिजनांचा शोध घेतला जातो ज्यांच्यात एकमेकांपेक्षा खूप फरक असतो. उदाहरणार्थ, २००३ सालचा सार्स विषाणू आणि आताचा नवीन कोरोनाविषाणू यांच्या (आश्रयी पेशीच्या ग्राहीला जोडणाऱ्या) खिळ्यासारख्या संरचनेतील S-प्रथिने जवळपास ७०% सारखी आहेत, तर दोघांच्या केंद्रकातील प्रथिने जवळपास ९०% सारखी आहेत. अशा परिस्थितीत S-प्रथिनांविरुद्ध तयार झालेली प्रतिद्रव्ये चुकीने ओळखले जाण्याची शक्यता कमी असेल. 

दुर्दैवाने, आपल्याला हे निश्चित उमगलेले नाही की नवीन कोरोनाविषाणूच्या कोणत्या प्रथिनांविरुद्ध आपल्या शरीरात प्रतिद्रव्ये तयार होत आहेत. ही परिस्थिती नेहमीपेक्षा वेगळी आहे कारण या रोगाचा संसर्ग पहिल्यांदा श्वसनमार्गात आढळतो, रक्तात नाही. तसेच प्रतिजनांचे शरीरातील इतर पेशींकडून अवनतीकरण झाल्यानंतर रोगप्रतिक्षम पेशी आणि प्रतिजने यांच्यात सामना होत आहे. म्हणून विषाणूतील कोणती प्रथिने नेमकी ओळखली जात आहेत, हे आपण खात्रीने सांगू शकत नाही. त्यांचा केवळ अंदाज करू शकतो.

 

भारतात कोणत्या प्रकारच्या प्रतिद्रव्य चाचण्या विकसित केल्या किंवा वापरल्या जात आहेत?

आयसीएमआर ने केलेली प्रतिद्रव्य चाचणी ही निष्प्रभ केलेल्या पूर्ण विषाणूंपासून बनविली असून तिच्याद्वारे रक्तातील प्रतिद्रव्यांचा शोध घेता येऊ शकतो. मात्र, पूर्ण विषाणूंपासून अशी चाचणी विकसित करणे खर्चिक असते आणि अशा चाचण्या मोठ्या प्रमाणावर बनविणे, हे एक मोठे आव्हान असते. अन्य देश पुन:संयोजी प्रथिनांचा (प्रयोगशाळेत पुन:संयोजी डीएनए रेणू वापरून केलेली प्रथिने) वापर करीत आहेत.

सामान्यपणे, अशा चाचण्यांसाठी आपण परदेशातून आयात केलेली किट वापरतो. परंतु आताच्या परिस्थितीत, बाहेरच्या जगातदेखील परिस्थिती आपल्यापेक्षा वेगळी नसल्याने आपल्याला तातडीने अशा चाचण्यांच्या दर्जेदार किट मिळणे, कठीण बनले आहे.

 

इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स विकसित करीत असलेल्या किटसंबंधी काही माहिती द्याल का?

जर आपण नवीन कोरोनाविषाणूतील सर्व प्रथिने वापरली, तर भारतात अशा काही थोड्या औषधकंपन्या आहेत ज्या पेशी-संवर्धनासाठी सस्तन प्राण्यांच्या पेशींचा वापर करून अशी प्रथिने मोठ्या प्रमाणात तयार करू शकतात. मात्र औषधकंपन्या १०० रुपयांपेक्षा कमी किंमतीत लहान किट करायला तयार होणार नाहीत. आम्हाला मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करण्याचा सापळा टाळायचा आहे. म्हणून आम्ही पेप्टाइडांवर काम करण्याचे निश्चित केले आहे. पेप्टाइडे ही प्रथिनांचे लहानलहान तुकडे असतात आणि त्यांनाही प्रतिक्षम संस्थेद्वारे प्रतिसाद दिला जातो.

आम्ही सध्या रेषीय पेप्टाइडांवर काम करीत आहोत, जी रसायनांपासून बनविता येतात आणि त्यामुळे त्यांचे गुणवत्ता नियंत्रण करणे सोपे जाते. या पेप्टाइडांची रचना आम्ही संगणकाद्वारे करतो. पेप्टाइडे ही प्रथिनांपेक्षा अधिक स्थिर असतात; काही वेळा प्रथिनांच्या गुणधर्मांमध्ये बदल होऊ शकतो आणि त्यामुळे प्रतिद्रव्ये त्यांना ओळखू शकत नाहीत. आम्ही आपल्या देशातल्या तसेच परदेशांतल्या पेप्टाइडे संश्लेषित करणाऱ्या अनेक उद्योगांकडून चाचण्यांचे उत्पादन करण्यासाठी ऑर्डर देऊ शकतो. त्यामुळे बॅचनुसार बदलणाऱ्या गुणवत्तेविषयी काळजी करण्याचे कारण नाही. 

पेप्टाइडे अनेक वेगवेगळ्या प्रतिद्रव्यांशी जोडली जाऊ शकतात आणि म्हणून त्यांचा प्रतिसाद व्यापक असू शकतो. पेप्टाइडांद्वारे ही बाब आम्ही कशी सोडवली? आम्ही विषाणूच्या सर्व प्रथिनांच्या संचामधली अशी अनेक रेषीय पेप्टाइडे शोधली जी प्रतिक्षम प्रतिसाद उत्पन्न करू शकतात आणि प्रतिद्रव्यांशी जोडली जाऊ शकतात. सध्या आम्ही बँगलोर मेडिकल कॉलेज आणि रिसर्च इन्स्टिट्यूट तसेच व्हिक्टोरिया हॉस्पिटल येथील डॉक्टरांबरोबर रक्ताचे नमुने मिळवण्यासाठी आणि आमच्या चाचण्या प्रमाणित करण्यासाठी काम करीत आहोत.

 

रंजिनी रघुनाथ या इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स (IISc) येथील माहिती विभागात माहिती अधिकारी आहेत.