Czy możliwe jest wykonanie testu alkomatem na obecność wirusa koronowego?

Kluczowe dania na wynos

  • Naukowcy pracują nad urządzeniem przypominającym alkomat do wykrywania Covid-19.
  • Urządzenie jest przeszkolone w zakresie rozpoznawania „sygnatury COVID” na podstawie lotnych związków organicznych (LZO) w wydychanym powietrzu.
  • Test oddechowy może w przyszłości znaleźć zastosowanie w badaniach przesiewowych w kierunku wirusów, potencjalnie w zatłoczonych miejscach.

Jedyną rzeczą tak frustrującą jak oczekiwanie na pozytywny wynik testu na obecność koronaawirusa – a proces ten może trwać kilka dni – może być przede wszystkim przetrwanie testu. Najczęstszy test na obecność COVID-19 polega na włożeniu długiego wacika do nozdrza w celu zebrania wydzieliny z tylnej części nosa i gardła – co nie jest zbyt przyjemnym uczuciem. Naukowcy pracują jednak nad łatwiejszymi metodami. Można to porównać do sprawdzania oddechu pod kątem spożycia alkoholu.

„To pomysł, że masz oddech związany z wirusem COVID” – mówi Verywell Makeda Robinson, lekarz medycyny , specjalistka chorób zakaźnych na Uniwersytecie Stanforda. „Wykazano wcześniej, że wirusy i komórki zakażone wirusami mogą emitować do oddechu te lotne związki organiczne lub LZO”.

Naukowcy opracowali i przeprowadzili małe, wczesne badanie na urządzeniu przypominającym alkomat, aby szybko wykryć obecność SARS-CoV-2, wirusa wywołującego COVID-19. Wyniki opublikowano niedawno w ACS Nano , wydawnictwie Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.1

 

Jak to działa

Urządzenie posiada czujnik wykonany z nanomateriałów połączonych z cząsteczkami wrażliwymi na LZO. Kiedy LZO z oddechu wchodzą w interakcję z czujnikiem, opór elektryczny zmienia się, tworząc wzór. Naukowcy wykorzystali uczenie maszynowe do wytrenowania czujnika w zakresie rozpoznawania kluczowych różnic w wydychanym powietrzu i identyfikowania możliwej sygnatury wirusa COVID-19 na podstawie sygnałów oporności elektrycznej.

Aby wyszkolić czujnik w zakresie rozpoznawania możliwej sygnatury COVID-19, badacze powołali trzy grupy: 49 pacjentów z potwierdzonym zakażeniem wirusem Covid-19, 58 zdrowych osób i 33 pacjentów z infekcją płuc inną niż COVID. Każdy uczestnik wdmuchiwał się w prototyp na kilka sekund. Następnie badacze musieli ustalić, czy potencjalny podpis prototypu prototypu był dokładny, więc przetestowali urządzenie na mniejszej liczbie ze 140 uczestników.

 

Czy to jest dokładne?

Urządzenie wykazało skuteczność w 76% w różnicowaniu przypadków Covid-19 od grupy kontrolnej zdrowych osób. Czujnik rozróżnia osoby chore na Covid-19 od osób, u których zdiagnozowano inny rodzaj infekcji płuc z 95% dokładnością oraz pomiędzy wyzdrowiałymi i chorymi pacjentami z Covid-19 z 88% dokładnością.1

„Wszystko znajduje się po lewej stronie krzywej rozwoju” – mówi Verywell Farley Cleghorn, lekarz medycyny, MPH , epidemiolog i globalny dyrektor ds. zdrowia w Palladium. „To pierwszy raport. I chociaż pokazuje obiecujące dane, nawet sami autorzy twierdzą, że potrzebujemy szerszego badania”.

Test był najmniej dokładny w określaniu pomiędzy zakażeniem Covid-19 a zdrowymi osobami. W badaniu zarejestrowano szereg wyników fałszywie pozytywnych, które mogą prowadzić do częstszego korzystania z opieki zdrowotnej i niepotrzebnie przyczyniać się do nadmiernych obciążeń, twierdzi Robinson. Jednak fałszywe alarmy mogą być mniejszym problemem niż zaginięcie osób zakażonych.

„Jeśli ktoś nieświadomie ma [COVID-19] i wsiada do samolotu lub wraca do pracy, narażasz na to wiele osób” – mówi Robinson.

Co to oznacza dla Ciebie

W przyszłości być może będziesz mógł poddać się testowi na obecność Covid-19 na wzór alkomatu. Jednak obecnie jedynie metody badawcze, którym przyznano zezwolenie na stosowanie w sytuacjach awaryjnych (EAU) przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA), są w stanie zapewnić wyniki.

 

Test może pomóc w udoskonaleniu wskaźnika

Robinson twierdzi, że jest szczególnie zaintrygowana faktem, że czujnik był w stanie w pewnym stopniu rozróżnić pacjentów chorych na Covid-19 od pacjentów, którzy wyzdrowieli.

„Mogłoby nam to powiedzieć więcej o tym, jak ludzie poprawiają się lub nie poprawiają na przestrzeni czasu” – mówi. „Nie jest pewne, czy mógłby to zrobić, ale myślę, że istnieje taka możliwość”.

Ograniczeniem wstępnych badań jest to, że nie uwzględniają one wielu czynników, takich jak wiek, płeć, pochodzenie etniczne, choroby współistniejące, a nawet miejsce wykonania testu. „To tak małe badanie, które przeprowadzono w Wuhan w Chinach, a więc na bardziej jednorodnej populacji pacjentów” – mówi Robinson. „Nie wiemy, czy oddech Covid-19 w tym obszarze będzie podobny do innych”.

Możemy się ciągle rozwijać. Z biegiem czasu ten test może być coraz lepszy.

— MAKEDA ROBINSON, MD, PHD

Można jednak wyszkolić czujnik, aby uwzględniał te czynniki. „Myślę, że to naprawdę obietnica uczenia maszynowego” – mówi Robinson. „Możemy się rozwijać. Ten test może z czasem być coraz lepszy”.

 

Mile widziana alternatywa dla wacików

Nadal potrzebne są lepsze metody badania SARS-CoV-2, zwłaszcza opcje mniej inwazyjne niż budzący strach wymaz z nosogardzieli.

„To bardzo nieprzyjemne” – mówi Verywell Rebecca Wurtz, MD, MPH , profesor nadzwyczajny w Szkole Zdrowia Publicznego na Uniwersytecie w Minnesocie. „Jeśli rzeczywiście pobrano wymazówkę prawidłowo, należy wepchnąć wacik do samego końca, a następnie zakręcić nim pięć razy”.

Wurtz twierdzi, że nie widziała żadnych badań na ten temat, ale podejrzewa błąd użytkownika podczas pobierania, zwłaszcza w niektórych witrynach przeprowadzających testy typu drive-up, w których faktycznie samodzielnie podajesz wymaz. „Myślę, że wielu techników laboratoryjnych, pielęgniarek i innych osób pobierających próbki nawet w kontrolowanych warunkach boi się wepchnąć wymazówkę całkowicie do tyłu i spowodować taki dyskomfort” – mówi.

Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wydała zezwolenie na zastosowanie w sytuacjach nadzwyczajnych (EAU) 230 testów na obecność wirusa Covid-19, w tym 186 testów molekularnych, 40 testów na obecność przeciwciał i 4 testy na antygeny. Test oddechowy będący w fazie rozwoju nie należy do żadnej z tych kategorii.2

„Nastąpiła swego rodzaju druga fala” – mówi Robinson o testowaniu innowacji. „Zdobyliśmy więcej informacji, że różne typy próbek mogą w rzeczywistości charakteryzować się podobną dokładnością. A teraz zaczęliśmy zadawać sobie pytanie: „Czy to najlepszy i jedyny sposób?”

Pobranie próbek to tylko połowa sukcesu. Chociaż opracowywane są nowe i innowacyjne metody laboratoryjne, złotym standardem w przypadku tej pandemii jest badanie reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkryptazą (RT-qPCR). Według FDA PCR to złożony i czasochłonny proces, w którym biorą udział środki chemiczne i maszyny w laboratorium.3

Przed rozpoczęciem badań próbki muszą zostać wysłane do odpowiedniego laboratorium, gdzie często czekają w kolejce.

Cleghorn twierdzi, że laboratoria są po prostu archiwizowane. Jak mówi Verywell, około miesiąc temu udał się na bezpłatną stronę, w której przeprowadzane są testy na obecność wirusa Covid-19. Czas oczekiwania na wyniki w tym ośrodku wynosił około 10 dni. Jego zdaniem w tym czasie ludzie mogą „przegapić okazji do podjęcia wszelkich właściwych środków kontroli epidemiologicznej, które są wymagane w przypadku, gdy ktoś ma pozytywny wynik na obecność wirusa lub był narażony na kontakt”.

Długie terminy oczekiwania na wyniki niepokoją ekspertów, zwłaszcza że w wielu miejscach w USA odsetek pozytywnych testów jest nadal wysoki, a sezon przeziębień i grypy wkrótce się rozpocznie. „Zalecamy, aby wskaźnik pozytywnych wyników w zależności od jurysdykcji wynosił mniej niż 5%” – wyjaśnia Cleghorn, cytując punkt odniesienia dotyczący COVID-19 określony przez Światową Organizację Zdrowia w maju.4„ W USA  jest około 30 stanów , które tego nie osiągnęły”.

Te statystyki, dodaje Cleghorn, „doprowadziły do ​​znacznie większego apetytu na inne testy. I dlatego podjęto ogromne, bardzo płodne wysiłki, aby opracować testy na przeciwciała, testy na antygeny, testy inne niż PCR – wszystko, co złagodzi część ciężaru, którego doświadczamy”.

 

Przypadki użycia testów oddechowych 

Czy w najbliższej przyszłości wszyscy będziemy poddawani testom na obecność „oddechu COVID”? „Sam test jest bardzo podobny do alkomatu do badania zawartości alkoholu” – mówi Robinson o prototypie wspomnianym w badaniu. „A alkohol lub etanol to LZO.”

Dzięki łatwości obsługi test oddechowy może być użytecznym narzędziem do kontroli przesiewowej w miejscu wejścia do szpitala, dodaje Robinson. Obecnie w wielu miejscach, takich jak szkoły, kliniki i urzędy, przeprowadza się pomiary temperatury i pyta osoby o objawy. „Myślę, że istnieje prawdziwa nisza dla takiego testu diagnostycznego, ponieważ wymaga niewielkiej liczby dodatkowego personelu, a czas realizacji jest tak szybki” – mówi. „Po ponownym otwarciu szkół widzieliśmy, że jest tam wiele chybień”.

Hipotetycznie alkomat mógłby pomóc administratorom szkół w dokładniejszej i skuteczniejszej kontroli uczniów. Taki test można by zastosować także w kinach czy na wydarzeniach sportowych. „Należy poprawić czułość i swoistość” – mówi Wurtz – „ale czułość i swoistość testów, którymi obecnie dysponujemy, nie jest zbyt dobra, a czas i opóźnienie są znaczne”.

Prototyp przypominający alkomat wykorzystuje w czujniku nanocząsteczki złota, co dla Robinsona rodzi kilka pytań. „Jak drogie są te badania?” ona mówi. „Jak często należy wymieniać te czujniki? Czy możemy skalować taki test do bardzo, bardzo wysokiego poziomu? Mam pytanie, czy jest to rozwiązanie zrównoważone.”

Wurtz zgadza się, że jest za wcześnie, aby określić, czy przed pójściem do szkoły, pracy lub na koncert będziemy brać alkomaty na obecność wirusa Covid-19. „Nie ekscytują mnie zbytnio takie rzeczy” – mówi. „Ale jako obszar eksploracji uważam, że jest obiecujący”.

Informacje zawarte w tym artykule są aktualne na podany dzień, co oznacza, że ​​w momencie przeczytania tego artykułu mogą być dostępne nowsze informacje. Aby zapoznać się z najnowszymi aktualizacjami na temat Covid-19, odwiedź naszą stronę z aktualnościami dotyczącymi koronaawirusa .

4 Źródła

  1. Shan B., Broza YY, Li W. i in. Multipleksowany układ czujników oparty na nanomateriałach do wykrywania COVID-19 w wydychanym powietrzu . ACS Nano . doi:10.1021/acsnano.0c05657
  2. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków. Aktualizacja dotycząca koronaawirusa (COVID-19): Codzienne podsumowanie .
  3. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków. Podstawy testów na obecność wirusa koronowego .
  4. Światowa Organizacja Zdrowia. Kryteria zdrowia publicznego mające na celu dostosowanie środków w zakresie zdrowia publicznego i środków społecznych w kontekście Covid-19 .

Related Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *