AndreyPopov / Getty Images
Võtmed kaasa
- Teadlased uurivad alkomeetrilaadset seadet COVID-19 tuvastamiseks.
- Seadet õpetatakse eristama „COVID signatuuri”, mis põhineb õhus leiduvatel lenduvatel orgaanilistel ühenditel.
- Hingetestil võib tulevikus olla koht viiruste sõeluuringus, potentsiaalselt rahvarohketes kohtades.
Ainus asi, mis on nii pettumusttekitav kui ootamine, et teada saada, kas koronaviiruse test on positiivne - protsess, mis võib kesta päevi, võib olla testi talumine. Kõige tavalisem test COVID-19 hõlmab pikka ninasõõrmesse kinnitatud tampooni, et koguda nina ja kurgu tagaküljelt eritisi - see pole just meeldiv tunne. Kuid teadlased murravad teed lihtsamatel meetoditel. Üks võib olla nagu märjukestamise hingeõhu testimine.
"See on mõte, et teil on COVID hingeõhk," ütleb Stanfordi ülikooli nakkushaiguste doktor Makeda Robinson, PhD. "Varem on näidatud, et viirused ja viirustega nakatunud rakud võivad neid lenduvaid orgaanilisi ühendeid või LOÜ-sid teie hinge heita."
Teadlased on välja töötanud ja viinud läbi väikese varajase uuringu alkomeetrilaadse seadme abil, et kiiresti tuvastada COVID-19 põhjustava viiruse SARS-CoV-2 olemasolu. Tulemused avaldati hiljuti aastalACS Nano, Ameerika Keemia Seltsi väljaanne.
Kuidas see töötab
Seadmel on andur, mis on valmistatud LOÜ-tundlike molekulidega ühendatud nanomaterjalidest. Kui hingeõhust lenduvad orgaanilised ühendid suhtlevad anduriga, muutub elektritakistus, luues mustri. Teadlased kasutasid sensorit masinõppe abil väljahingatava hingamise peamiste erinevuste tuvastamiseks ja võimaliku COVID-19 signatuuri tuvastamiseks elektritakistuse signaalide põhjal.
Anduri koolitamiseks võimaliku COVID-19 signatuuri äratundmiseks valisid teadlased kolm rühma: 49 patsienti, kellel oli kinnitatud COVID-19, 58 tervet inimest ja 33 patsienti, kellel oli mitte-COVID kopsuhaigus. Iga osaleja puhus paariks sekundiks prototüüpi.Järgmisena pidid teadlased kindlaks tegema, kas prototüübi potentsiaalne COVID-allkiri on täpne, nii et nad testisid seadet väiksemal arvul 140-st osalejast.
Kas see on täpne?
COVID-19 juhtude eristamisel tervete isikute kontrollrühmast oli seade 76% täpne. Sensor eristas COVID-19 ja 95% täpsusega teist tüüpi kopsuhaigusega diagnoositud isikuid ning 88% täpsusega paranenud ja haigeid COVID-19 patsiente.
"See kõik on täpselt arengukõvera vasakul küljel," ütleb Farley Cleghorn, MD, MPH, epidemioloog ja Palladiumi ülemaailmne tervishoiujuht. "See on esimene aruanne. Ja kuigi see näitab paljutõotavaid andmeid, vajavad isegi autorid ise, et vajame suuremat uuringut. "
Katse oli kõige vähem täpne COVID-19 nakkuse ja tervete katsealuste vahel. Uuringus registreeriti mitmeid valepositiivseid tulemusi, mis võivad viia tervishoiuteenuste kasutamise kasvu ja tarbetult kaasa ülekoormamisele, ütleb Robinson. Kuid valepositiivsed probleemid võivad olla vähem murettekitavad kui nakatunud kadunud inimesed.
"Kui kellelgi on teadmatult [COVID-19] ja ta läheb lennukisse või läheb tagasi tööle, paljastate teile sellega paljud inimesed," ütleb Robinson.
Mida see teie jaoks tähendab
Tulevikus võite teha COVID-19 jaoks alkomeetrilaadse testi. Kuid praegu suudavad tulemusi pakkuda ainult USA Toidu- ja Ravimiametilt (FDA) erakorraliseks kasutamiseks loa (EAU) andnud meetodid.
Test võib aidata parandada
Robinsoni sõnul on teda eriti huvitanud asjaolu, et andur suutis teatud määral eristada patsiente, kes põdesid COVID-19, ja neid, kes olid paranenud.
"See võib meile rääkida rohkem sellest, kuidas inimesed aja jooksul paranevad või ei parane," ütleb ta. "See ei ole kindel, et see võiks seda teha, kuid ma arvan, et võimalus on olemas."
Esialgse uurimistöö piirang on see, et see ei võta arvesse paljusid tegureid, nagu vanus, sugu, rahvus, kaasnevad haigused ja isegi seda, kus testi manustatakse. "See on nii väike uuring, mis viidi läbi Hiinas Wuhanis - seda enam homogeenses patsiendipopulatsioonis," ütleb Robinson. "Me ei tea, kas selle piirkonna COVID-19 hingamine sarnaneb teistega."
Makeda Robinson, MD, PhD
Saame areneda edasi. See test võib aja jooksul tegelikult aina paremaks muutuda.
- Makeda Robinson, doktorikraadKuid andurit võib olla võimalik koolitada nende tegurite arvestamiseks. "Ma arvan, et see on tõesti masinõppe lubadus," ütleb Robinson. "Me saame areneda edasi. See test võib aja jooksul tegelikult paremaks muutuda."
Tere tulemast alternatiiv tampoonidele
Ikka on vaja paremaid SARS-CoV-2 testimismeetodeid, eriti võimalusi, mis on vähem invasiivsed kui kardetud ninaneelu tampoon.
"See on väga ebameeldiv," ütleb Minnesota ülikooli rahvatervise kooli dotsent, MD, MPH Rebecca Wurtz Verywellile. "Kui see on tõesti korralikult saadud, peaksite tampooni suruma lõpuni tagaküljele ja keerutama siis viis korda."
Wurtz ütleb, et pole selle kohta ühtegi uuringut näinud, kuid kahtlustab kogumises kasutajate vigu, eriti teatud sissesõidutestimise saitidel, kus te ise tampooni tegelikult manustate. "Ma arvan, et paljud laboritehnikud, meditsiiniõed ja muud inimesed, kes hangivad isendeid ka kontrollitult, kardavad seda tampooni kogu aeg tagasi lükata ja sellist ebamugavust tekitada," ütleb ta.
USA Toidu- ja Ravimiamet (FDA) on andnud erakorralise kasutamise loa (EAU) 230 COVID-19 testile, sealhulgas 186 molekulaarsele, 40 antikeha ja 4 antigeeni testile. Väljatöötamisel olev hingamistest ei kuulu ühtegi neist kategooriatest.
"On olnud selline teine laine," ütleb Robinson innovatsiooni testimiseks. "Oleme saanud rohkem teavet selle kohta, et erinevatel isenditüüpidel võib tegelikult olla sarnane täpsus. Ja nüüd oleme omamoodi küsinud endalt: "Kas see on parim ja ainus viis?" "
Proovide kogumine on vaid pool võitu. Kuigi töös on uued ja uuenduslikud laborimeetodid, on selle pandeemia kuldstandardiks pöördtranskriptaasi polümeraasi ahelreaktsiooni (RT-qPCR) testimine. PCR on FDA andmetel keeruline ja aeganõudev protsess, mis hõlmab kemikaale ja masinaid laboris. Enne testimise algust tuleb proovid saata vastavasse laborisse, kus nad sageli järjekorras ootavad.
Cleghorn ütleb, et laborid on lihtsalt varundatud. Ta läks umbes kuu tagasi tasuta COVID-19 testimissaidile, räägib ta Verywellile. Tulemuste pöördeaeg selles saidis oli umbes 10 päeva. Sel ajal võib tema sõnul inimestel "puududa aken kõigi õigete epidemioloogiliste tõrjemeetmete tegemiseks, mida on vaja juhul, kui keegi on koronaviiruse suhtes positiivne või on kokku puutunud."
Tulemuste pikk pööranguaeg puudutab eksperte, eriti kui USA-s on paljudes kohtades test-positiivsed näitajad endiselt kõrged ning külma- ja gripihooaeg on algamas. "Soovitame, et positiivsuse määr jurisdiktsiooni järgi oleks alla 5%," selgitab Cleghorn, viidates Maailma Terviseorganisatsiooni mais kehtestatud COVID-19 võrdlusalusele. "USA-s on umbes 30 osariiki, kes pole seda saavutanud. . ”
See statistika, lisab Cleghorn, “on kaasa toonud palju suurema isu teiste testide järele. Ja sellepärast on tehtud suuri ja väga viljakaid jõupingutusi antikehade testide, antigeenitestide ja PCR-väliste testide väljatöötamiseks - kõik, mis kergendab osa meie kogetud koormusest. "
Hingamistestide jaoks kasutage juhtumeid
Nii et kas meid kõiki testitakse lähitulevikus oma päevad läbi? "Test ise on alkoholitesti jaoks väga sarnane alkomeetriga," ütleb Robinson uuringus mainitud prototüübi kohta. "Ja alkohol või etanool on LOÜ."
Oma hõlpsasti kasutatava kasutamise korral võib hingetest olla kasulik vahend sisenemispunkti skriinimiseks, lisab Robinson. Praegu kontrollivad paljud kohad, näiteks koolid, kliinikud ja kontorid, temperatuuri kontrolli ja küsivad inimestelt sümptomite kohta. "Ma arvan, et sellisel diagnostilisel testil on tõeline nišš, kuna see nõuab nii vähe täiendavaid töötajaid ja ümberistumisaeg on nii kiire," ütleb ta. "Koolide taasavamisega oleme näinud, et seal on palju tabamust või puudust."
Hüpoteetiliselt võiks alkomeeter aidata kooli administraatoritel õpilasi täpsemini ja tõhusamalt sõeluda. Ja sellist testi võiks kasutada ka kinodes või spordiüritustel. "Tundlikkust ja spetsiifilisust tuleks parandada," ütleb Wurtz, "kuid praegu kasutatavate testide tundlikkus ja spetsiifilisus pole liiga head ning aeg ja viivitus on märkimisväärsed."
Alkomeetri sarnane prototüüp kasutab oma anduris kuldseid nanoosakesi ja Robinsoni puhul tekitab see paar küsimust. "Kui kallid need testid on?" ta ütleb. "Kui tihti tuleb neid andureid asendada? Kas me saame sellist testi viia väga-väga kõrgele tasemele? Mul on küsimus, kas see on jätkusuutlik lahendus. "
Wurtz nõustub, et on veel vara öelda, kas võtame COVID-19 alkomeetreid enne, kui läheme kooli, tööle või kontserdile. "Ma ei ole nendest asjadest liiga vaimustuses," ütleb ta. "Kuid uurimisalana arvan, et see on paljulubav."
