Андрій Попов / Getty Images
Ключові винос
- Дослідники досліджують схожий на алкотестер пристрій для виявлення COVID-19.
- Пристрій навчений розпізнавати «ознаку COVID» на основі летких органічних сполук (ЛОС) у диханні.
- Тест на дихання може мати місце в скринінгу на віруси в майбутньому, можливо в місцях скупчення людей.
Єдине, що так розчаровує, як очікування, щоб дізнатись, чи є у вас позитивний результат тесту на коронавірус - процес, який може зайняти дні, - це може бути витривалість тесту насамперед. Найпоширеніший тест на COVID-19 включає довгий мазок, застряглий в ніздрі, для збору виділень із задньої частини носа та горла - не зовсім приємне відчуття. Але дослідники перебирають простіші методи. Це може бути як тестування дихання на випивку.
"Це ідея того, що у вас є поразка дихання COVID", - говорить Македа Робінсон, доктор медичних наук, доктор філософії, інфекціоніст із Стенфордського університету. "Раніше було показано, що віруси та клітини, заражені вірусами, можуть виділяти ці леткі органічні сполуки або ЛОС у ваше дихання".
Дослідники розробили та провели невелике раннє дослідження на алкотестер-подібному приладі для швидкого виявлення присутності SARS-CoV-2, вірусу, що викликає COVID-19. Висновки були нещодавно опубліковані вСАУ Nano, видання Американського хімічного товариства.
Як це працює
Пристрій має датчик з наноматеріалів, пов’язаних з VOC-чутливими молекулами. Коли ЛОС від дихання взаємодіють з датчиком, електричний опір змінюється, створюючи візерунок. Дослідники використовували машинне навчання, щоб навчити сенсор розпізнавати ключові відмінності у видихуваному диханні та ідентифікувати можливу ознаку COVID-19 на основі сигналів електричного опору.
Щоб навчити датчик розпізнавати можливий підпис COVID-19, дослідники включили три групи: 49 пацієнтів із підтвердженим COVID-19, 58 здорових людей та 33 пацієнти з легеневою інфекцією, що не є COVID. Кожен учасник вдував у прототип протягом декількох секунд. Потім дослідникам потрібно було визначити, чи потенційний підпис прототипу COVID був точним, тому вони протестували пристрій на меншій кількості із 140 учасників.
Це точно?
У диференціації випадків COVID-19 від контрольної групи здорових людей прилад був 76% точним. Датчик розрізняв осіб з COVID-19 та тих, у кого діагностовано інший тип легеневої інфекції з 95% точністю, та між одужалими та хворими COVID-19 з точністю 88%.
"Це все прямо з лівої сторони кривої розвитку", - говорить Фарлі Клегорн, доктор медичних наук, лікар-епідеміолог і керівник відділу охорони здоров'я Палладіума. “Це перший звіт. І хоча це показує деякі перспективні дані, навіть самі автори кажуть, що нам потрібно більш масштабне дослідження ".
Тест був найменш точним при визначенні інфекції COVID-19 та здорових суб'єктів. Дослідження зафіксувало низку помилкових спрацьовувань, які можуть призвести до збільшення кількості медичних послуг та без потреби призвести до надмірних обтяжень, говорить Робінсон. Але помилкові спрацьовування можуть викликати менше занепокоєння, ніж зниклі заражені люди.
"Якщо хтось несвідомо має [COVID-19], і він сідає в літак або повертається на роботу, тепер ти піддаєш цьому багато людей", - говорить Робінсон.
Що це означає для вас
У майбутньому ви зможете пройти аналіз на алкотестер на COVID-19. Але на даний момент результати можуть дати лише методи тестування, які отримали дозвіл на екстрене використання (EAU) Американською адміністрацією з контролю за продуктами та ліками (FDA).
Тест може допомогти вдосконалити датчик
Робінсон каже, що її особливо заінтригував той факт, що датчик зміг до певної міри розрізнити пацієнтів, хворих на COVID-19, і тих, хто вилікувався.
"Це, можливо, може сказати нам більше про те, як люди вдосконалюються чи не покращуються з часом", - каже вона. "Невідомо, що він міг це зробити, але я думаю, що така можливість є".
Обмеження початкового дослідження полягає в тому, що воно не враховує багатьох факторів, таких як вік, стать, етнічна приналежність, супутні захворювання та навіть те, де проводиться тест. "Це настільки невелике дослідження, яке було проведене в Ухані, Китай - так у більш однорідній популяції пацієнтів", - говорить Робінсон. "Ми не знаємо, чи дихання COVID-19 у цій області буде подібним до інших".
Македа Робінсон, доктор медичних наук, доктор філософії
Ми можемо продовжувати розвиватися. Цей тест з часом може покращуватися.
- Македа Робінсон, доктор медичних наук, доктор філософіїАле датчик може бути навчений враховувати ці фактори. "Я думаю, що це справді обіцянка машинного навчання, - каже Робінсон. - Ми можемо продовжувати розвиватися. Цей тест насправді може покращуватися з часом".
Ласкава альтернатива тампонам
Все ще потрібні кращі методи тестування на ГРВІ-CoV-2, особливо варіанти, які є менш інвазивними, ніж страшний мазок з носоглотки.
"Це дуже неприємно", - говорить Ребекка Вюрц, доктор медичних наук, доктор медичних наук, доцент Школи громадського здоров'я при Університеті Міннесоти, дуже добре. "Якщо він дійсно отриманий належним чином, вам слід просунути тампон до упору назад, а потім закрутити ним п'ять разів".
Вюрц каже, що не бачила жодних досліджень з цього приводу, але вона підозрює помилки користувачів у збиранні, особливо на певних сайтах тестування під'їзду, де ви фактично вводите мазок самостійно. "Я думаю, що багато лабораторії, медсестри та інші люди, які отримують зразки навіть у контрольованому середовищі, бояться відсунути цей тампон назад і викликати такий дискомфорт", - каже вона.
Адміністрація США з питань харчових продуктів і медикаментів (FDA) надала дозвіл на екстрене використання (EAU) для 230 тестів на COVID-19, включаючи 186 молекулярних, 40 антитіл та 4 антигенних тести. Дихальний тест у розвитку не підпадає під жодну з цих категорій.
"Була якась друга хвиля", - говорить Робінсон про тестування інновацій. «Ми отримали більше інформації про те, що різні типи зразків насправді можуть мати подібну точність. І зараз ми якось перейшли до запитання: "Це найкращий і єдиний спосіб?"
Збір проб - це лише половина справи. Незважаючи на те, що розробляються нові та інноваційні лабораторні методи, золотим стандартом для цієї пандемії було тестування ланцюгової реакції полімеразної зворотної транскриптази (RT-qPCR). За даними FDA, ПЛР - це складний і трудомісткий процес, що включає хімікати та обладнання в лабораторії. Перед початком тестування зразки повинні бути доставлені у відповідну лабораторію, де вони часто чекають у черзі.
Клегорн каже, що лабораторії просто бекапуються. Він розповів Verywell, що близько місяця тому він зайшов на безкоштовний сайт для тестування COVID-19. Час виконання результатів на цій ділянці становив близько 10 днів. У той час, за його словами, люди можуть "пропустити вікно, щоб виконати всі правильні заходи епідеміологічного контролю, які необхідні, коли хтось або позитивно оцінюється щодо коронавірусу, або був підданий".
Тривалий час отримання результатів стосується експертів, особливо в той час, коли показники позитивних тестів все ще високі в багатьох місцях США, а сезон холоду та грипу повинен розпочатися. "Ми рекомендуємо, щоб рівень позитивності за юрисдикцією був менше 5%", - пояснює Клегорн, посилаючись на показник COVID-19, встановлений Всесвітньою організацією охорони здоров'я в травні. "У нас є близько 30 штатів в США, які цього не досягли. . "
Ця статистика, додає Клегорн, “призвела до набагато більшого апетиту до інших тестів. І тому докладаються величезні, дуже родючі зусилля щодо розробки тестів на антитіла, антигенних тестів, не-ПЛР-тестів - все, що полегшить частину тягаря, який ми зазнаємо »
Використовуйте кейси для тестів на дихання
Тож чи ми всі будемо тестуватися на “дихання COVID” у найближчому майбутньому? "Сам тест дуже схожий на алкотестер для алкогольного тесту", - говорить Робінсон про прототип, згаданий у дослідженні. "А алкоголь або етанол - це ЛОС".
Завдяки простоті використання дихальний тест може стати корисним інструментом для скринінгу точки входу, додає Робінсон.Зараз багато місць, таких як школи, клініки та офіси, проводять перевірку температури та запитують людей про симптоми. "Я думаю, що існує справжня ніша для такого діагностичного тесту, тому що для цього потрібно так мало додаткового персоналу, а час виконання так швидко", - каже вона. "Ми пересвідчились у тому, що в школах знову відкриваються школи, що там багато хітів чи пропусків".
Гіпотетично, що алкотестер може допомогти адміністраторам шкіл відстежувати учнів більш точно та ефективно. І такий тест можна було б також використовувати у кінотеатрах або на спортивних заходах. "Чутливість і специфіку потрібно було б покращити, - каже Вюрц, - але чутливість і специфіка тестів, які ми маємо зараз, не надто хороші, і час та затримка значні".
Прототип, схожий на алкотестер, використовує на сенсорі наночастинки золота, і для Робінзона це викликає кілька питань. "Наскільки дорогі ці тести?" вона каже. “Як часто доводиться замінювати ці датчики? Чи можемо ми довести такий тест до дуже, дуже високого рівня? У мене питання про те, чи є це стійким рішенням чи ні ”.
Вюрц погоджується, що поки рано говорити, чи будемо ми брати алкотестери COVID-19 перед тим, як піти в школу, на роботу чи на концерт. "Я не надто захоплююся цими речами", - каже вона. "Але як область дослідження я думаю, що це перспективна сфера".
.jpg)
