AndreyPopov / Getty Images
Tärkeimmät takeaways
- Tutkijat tutkivat alkometriä muistuttavaa laitetta COVID-19: n havaitsemiseksi.
- Laite on koulutettu erottamaan "COVID-allekirjoitus", joka perustuu hengittävissä oleviin haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin (VOC).
- Hengitystestillä voi olla paikka virusten seulonnassa tulevaisuudessa, mahdollisesti ruuhkaisissa paikoissa.
Ainoa asia, joka on turhauttavaa kuin odottaa sen selvittämistä, onko sinulla positiivinen koronaviruksen tulos, prosessi, joka voi kestää päiviä, saattaa olla testin kestäminen. Yleisimpiin COVID-19 -testeihin kuuluu pitkä siipipussiin kiinnitetty vanupuikko kerätä eritteitä nenän ja kurkun takaosasta - ei aivan miellyttävä tunne. Mutta tutkijat ovat murtautuneet helpommin menetelmiin. Yksi voisi olla kuin testata hengitystä alkoholin kulutukselle.
"Se on ajatus, että sinulla on COVID-hengitystä", Stanley Universityn tartuntatautien tutkija, lääkäri Makeda Robinson kertoo Verywellille. "Aiemmin on osoitettu, että virukset ja virustartunnan saaneet solut voivat päästää näitä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä tai VOC-yhdisteitä hengitykseen."
Tutkijat ovat kehittäneet ja suorittaneet pienen alkututkimuksen alkometrin kaltaisesta laitteesta SARS-CoV-2: n, COVID-19: n aiheuttavan viruksen, havaitsemiseksi nopeasti. Tulokset julkaistiin äskettäin vuonnaACS Nano, American Chemical Societyn julkaisu.
Kuinka se toimii
Laitteessa on anturi, joka on valmistettu nanomateriaaleista, jotka on kytketty VOC-herkkiin molekyyleihin. Kun hengityksen VOC-yhdisteet ovat vuorovaikutuksessa anturin kanssa, sähköinen vastus muuttuu muodostaen kuvion. Tutkijat käyttivät koneoppimista anturin kouluttamiseen tunnistamaan tärkeimmät erot uloshengitettynä ja tunnistamaan mahdollisen COVID-19-allekirjoituksen sähköisten vastusignaalien perusteella.
Anturin kouluttamiseksi tunnistamaan mahdollinen COVID-19-allekirjoitus tutkijat liittivät kolme ryhmää: 49 potilasta, joilla oli vahvistettu COVID-19, 58 terveellistä henkilöä ja 33 potilasta, joilla oli ei-COVID-keuhkoinfektio. Jokainen osallistuja puhalsi prototyyppiin muutaman sekunnin ajan.Seuraavaksi tutkijoiden oli selvitettävä, onko prototyypin potentiaalinen COVID-allekirjoitus oikea, joten he testasivat laitetta pienemmällä määrällä 140 osallistujaa.
Onko se tarkka?
COVID-19 -tapausten erottamisessa terveiden yksilöiden kontrolliryhmästä laite oli 76% tarkka. Anturi erotti yksilöt, joilla oli COVID-19, ja ne, joilla diagnosoitiin erityyppinen keuhkoinfektio 95 prosentin tarkkuudella, ja toipuneet ja sairaat COVID-19-potilaat 88 prosentin tarkkuudella.
"Kaikki on aivan kehityskäyrän vasemmalla puolella", Farley Cleghorn, MD, MPH, epidemiologi ja globaali terveysjohtaja Palladiumissa, kertoo Verywellille. "Se on ensimmäinen raportti. Ja vaikka se osoittaa lupaavia tietoja, jopa kirjoittajat itse sanovat, että tarvitsemme suuremman tutkimuksen. "
Testi oli vähiten tarkka määrittäessä COVID-19-infektiota terveiden koehenkilöiden välillä. Tutkimuksessa kirjattiin useita vääriä positiivisia tuloksia, jotka voivat johtaa terveydenhuollon käytön lisääntymiseen ja tarpeettomasti lisätä ylikuormitusta, Robinson sanoo. Mutta vääriä positiivisia tuloksia saattaa olla vähemmän huolta kuin kadonneita ihmisiä, jotka ovat saaneet tartunnan.
"Jos jollakin on tietämättään [COVID-19] ja hän nousee koneeseen tai palaa töihin, altistat nyt monet ihmiset", Robinson sanoo.
Mitä tämä tarkoittaa sinulle
Tulevaisuudessa saatat pystyä tekemään alkometrin kaltaisen testin COVID-19: lle. Mutta tällä hetkellä vain testausmenetelmät, joille Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on myöntänyt hätäkäyttöluvan (EAU), voivat tarjota tuloksia.
Testi voi auttaa parantamisen arvioinnissa
Robinson sanoo olevansa erityisen kiinnostunut siitä, että anturi pystyi erottamaan tietyssä määrin potilaat, jotka olivat sairaita COVID-19: llä, ja toipuneet.
"Se voisi mahdollisesti kertoa meille enemmän siitä, kuinka ihmiset paranevat tai eivät paranna ajan myötä", hän sanoo. "Ei ole selvää, että se voisi tehdä tämän, mutta mielestäni mahdollisuus on olemassa."
Alkuperäisen tutkimuksen rajoitus on, että siinä ei oteta huomioon monia tekijöitä, kuten ikä, sukupuoli, etnisyys, rinnakkaissairaudet eikä edes testiä annettaessa. "Tämä on niin pieni tutkimus, joka tehtiin Wuhanissa Kiinassa - siis enemmän homogeenisessa potilasryhmässä", Robinson sanoo. "Emme tiedä, onko kyseisen alueen COVID-19 -hengitys samanlainen kuin muut."
Makeda Robinson, tohtori
Voimme kehittyä jatkuvasti. Tämä testi voi tosiasiallisesti parantua ajan myötä.
- Makeda Robinson, tohtoriMutta anturi voidaan ehkä kouluttaa ottamaan huomioon nämä tekijät. "Luulen, että se on todella koneoppimisen lupaus", Robinson sanoo. "Voimme kehittyä jatkuvasti. Tämä testi voi itse asiassa parantua ajan myötä."
Tervetuliaisvaihtoehto pyyhkeille
SARS-CoV-2: n testausmenetelmiä tarvitaan edelleen, etenkin vaihtoehtoja, jotka ovat vähemmän invasiivisia kuin pelätty nenänielupuikko.
"Se on erittäin epämiellyttävää", Rebecca Wurtz, MD, MPH, apulaisprofessori Minnesotan yliopiston kansanterveyskoulussa, kertoo Verywellille. "Jos se on todella saatu oikein, sinun on työnnettävä vanupuikko kokonaan takaosaan ja sitten pyöritettävä sitä viisi kertaa."
Wurtz sanoo, että hän ei ole nähnyt mitään tutkimuksia tästä, mutta hän epäilee käyttäjien virheitä keräämisessä, varsinkin tietyissä ajotestaussivustoissa, joissa itse annat vanupuikon. "Luulen, että monet laboratoriotekniikat, sairaanhoitajat ja muut ihmiset, jotka hankkivat näytteitä jopa kontrolloidussa ympäristössä, pelkäävät työntää vanupuikkoa takaisin ja aiheuttaa tällaista epämukavuutta", hän sanoo.
Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on myöntänyt hätäkäyttöluvan (EAU) 230 COVID-19 -testille, mukaan lukien 186 molekyyli-, 40 vasta-aine- ja 4 antigeenitestille. Kehitettävä hengitystesti ei kuulu mihinkään näistä luokista.
"Tällainen toinen aalto on ollut", Robinson kertoo innovaatioiden testaamisesta. "Olemme saaneet enemmän tietoa siitä, että eri näytetyypeillä voi olla samanlainen tarkkuus. Ja nyt olemme tavallaan siirtyneet kysymään itseltämme: "Onko tämä paras ja ainoa tapa?" "
Näytekokoelma on vain puolet taistelusta. Vaikka uusia ja innovatiivisia laboratoriomenetelmiä onkin tekeillä, tämän pandemian kultastandardi on ollut käänteistranskriptaasipolymeraasiketjureaktion (RT-qPCR) testaus. PCR on FDA: n mukaan monimutkainen ja aikaa vievä prosessi, johon liittyy kemikaaleja ja koneita laboratoriossa. Ennen testauksen aloittamista näytteet on lähetettävä sopivaan laboratorioon, jossa ne usein odottavat jonossa.
Cleghorn sanoo, että laboratoriot yksinkertaistetaan. Hän meni ilmaiseen COVID-19-testaussivustoon noin kuukausi sitten, hän kertoo Verywellille. Tulosten läpimenoaika kyseisellä sivustolla oli noin 10 päivää. Tuolloin hän sanoo, että ihmiset saattavat puuttua ikkunasta kaikkien oikeiden epidemiologisten torjuntatoimenpiteiden tekemiseksi, joita tarvitaan, kun joku on joko positiivinen koronavirukselle tai on altistunut.
Tulosten pitkät läpimenoajat koskevat asiantuntijoita, varsinkin kun testipositiiviset tulokset ovat edelleen korkeat monissa paikoissa Yhdysvalloissa ja kylmän ja flunssan kauden alkaessa. "Suosittelemme, että positiivisuusaste lainkäyttöalueen mukaan on alle 5%", Cleghorn selittää vedoten Maailman terveysjärjestön toukokuussa asettamaan COVID-19-vertailuarvoon. "Meillä on Yhdysvalloissa noin 30 osavaltiota, jotka eivät ole saavuttaneet sitä. . ”
Nämä tilastot, Cleghorn lisää, "ovat johtaneet paljon suurempaan ruokahaluun muita testejä varten. Ja siksi on tehty valtavia, erittäin hedelmällisiä pyrkimyksiä kehittää vasta-ainetestit, antigeenitestit, ei-PCR-testit - mikä tahansa, mikä helpottaa kokemaamme taakkaa. "
Käytä koteloita hengitystesteihin
Joten testataanko meitä kaikkia COVID-hengityksen suhteen lähitulevaisuutemme aikana? "Itse testi on hyvin samanlainen kuin alkoholitestin alkometri", Robinson kertoo tutkimuksessa mainitusta prototyypistä. "Ja alkoholi tai etanoli ovat VOC."
Helppokäyttöisyytensä ansiosta hengitystesti voi olla hyödyllinen työkalu tulopisteseulonnassa, Robinson lisää. Tällä hetkellä monet paikat, kuten koulut, klinikat ja toimistot, suorittavat lämpötilatarkastuksia ja kysyvät ihmisiltä oireista. "Mielestäni tällaisella diagnostiikkatestillä on todellinen markkinarako, koska se vaatii niin vähän ylimääräistä henkilöstöä ja läpimenoaika on niin nopea", hän sanoo. "Koulujen avaamisen yhteydessä olemme nähneet, että siellä on paljon osumia tai kaipauksia."
Hypoteettisesti alkometri voisi auttaa kouluvastaavia tarkkailemaan oppilaita tarkemmin ja tehokkaammin. Ja tällaista testiä voitaisiin käyttää myös elokuvateattereissa tai urheilutapahtumissa. "Herkkyyttä ja spesifisyyttä olisi parannettava", Wurtz sanoo, "mutta tällä hetkellä testien herkkyys ja spesifisyys eivät ole liian hyviä, ja aika ja viive ovat merkittäviä."
Alkometrin kaltainen prototyyppi käyttää anturissaan kultaisia nanohiukkasia, ja Robinsonille tämä herättää muutaman kysymyksen. "Kuinka kalliita nämä testit ovat?" hän sanoo. "Kuinka usein nämä anturit on vaihdettava? Voimmeko skaalata tällaisen testin erittäin, erittäin korkealle tasolle? Minulla on kysymys siitä, onko tämä kestävä ratkaisu. "
Wurtz on samaa mieltä siitä, että on liian aikaista sanoa, otammeko COVID-19-alkometrejä ennen kuin menemme kouluun, töihin tai konserttiin. "En ole liian innoissaan näistä asioista", hän sanoo. "Mutta tutkimusalueena mielestäni se on lupaava."
