Makeda Robinson, MD, PhD, ist eine Spezialistin für Infektionskrankheiten, die derzeit an der Stanford University die Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirt bei neu auftretenden Viren untersucht. Jede Woche bricht Dr. Robinson komplizierte COVID-19-Themen auf und geht auf dringende Bedenken im Bereich der öffentlichen Gesundheit ein.
Aufgrund des massiven Testmangels, ineffektiver Tests und der Unfähigkeit, weit verbreitete Teststrategien umzusetzen, sind die USA seit Beginn dieser Pandemie von testbezogenen Problemen geplagt. Da die Technologie jedoch mit den sich entwickelnden Informationen rund um SARS-CoV-2 Schritt hält, beginnen Wissenschaftler, innovative, schnelle und genaue Tests zu entwickeln, die dazu beitragen können, die Verbreitung von COVID-19 einzudämmen.
Einer dieser Tests, SalivaDirect, wurde im August von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) die Emergency Use Authorization (EUA) erteilt und hat das Potenzial, die Infrastruktur der US-amerikanischen Testverfahren zu ändern. Wie funktioniert dieser Test? Wie stapelt es sich im Vergleich zu anderen Tests, die EUA erhalten haben? Dr. Robinson sprach mit Verywell Health über die neuesten Testoptionen.
Verywell Health: Wie funktioniert SalivaDirect und warum hat es in letzter Zeit so viel Aufmerksamkeit erhalten?
Dr. Robinson: Bei SalivaDirect müssen Benutzer ihren eigenen Speichel in einem sterilen Behälter sammeln, der dann zur Verarbeitung an ein Labor gesendet wird. ((Anmerkung des Herausgebers: Nach Angaben der FDA muss die Probe unter Aufsicht eines Arztes entnommen werden.) Einer der Gründe, warum dieser Test so viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat, ist, dass er schnell, billig und einfach ist.
Um diesen Test breiter verfügbar zu machen, testeten Forscher der Yale School of Public Health SalivaDirect mit mehreren Maschinen und stellten fest, dass für ihr Protokoll keine Maschine eines bestimmten Anbieters erforderlich war, um effizient zu arbeiten. Dies bedeutet, dass Labore, die an der Verwendung dieses Tests interessiert sind, wahrscheinlich keine spezielle Ausrüstung kaufen müssen, um diesen Test durchzuführen. Dies ist ein wichtiges Thema, wenn es um Engpässe in der Lieferkette geht.
Diese innovativen Verbesserungen führen zu Kostensenkungen und schnelleren Durchlaufzeiten. Mit SalivaDirect sehen wir weniger als 24 Stunden nach Ergebnissen und Kosten pro Test von weniger als 10 US-Dollar für die Öffentlichkeit. Die Kosten sind ein wichtiges Thema, wenn Sie über eine Ausweitung der Tests nachdenken, insbesondere in Ländern mit mittlerem oder niedrigem Einkommen, die möglicherweise breitere Bevölkerungstests durchführen möchten. SalivaDirect könnte eine großartige Option sein, da wir versuchen, die diagnostischen Tests auf Menschen ohne Symptome auszudehnen.
Verywell Health: Wie konnten Forscher einen schnelleren und billigeren Test durchführen? Was ist anders an seiner Technologie?
Dr. Robinson: Die Forscher, die den Test erstellt haben, haben zwei wesentliche Änderungen an Standard-PCR-Tests vorgenommen.
Erstens enthielten sie keine spezifischen Verbindungen, die üblicherweise während der Probenentnahme verwendet werden, was die Kosten für die Herstellung von SalivaDirect erheblich reduzierte. Diese Nukleinsäurekonservierungsmittel werden normalerweise in den Sammelbehälter gegeben, um die RNA-Integrität Ihrer Probe zu verbessern. Mit SalivaDirect bewerteten die Forscher, ob die Konservierungsmittel beim Testen auf SARS-CoV-2 erforderlich waren, und fanden keine signifikanten Unterschiede in der Testgenauigkeit, wenn sie ausgeschlossen wurden. Tatsächlich fanden sie nach sieben Tagen bei warmen Temperaturen eine Verbesserung der Detektion.
Das zweite, was sie modifizierten - was einen größeren Einfluss auf das Testergebnis haben kann - ist der RNA-Extraktionsschritt. Dieser Schritt wird verwendet, um RNA aus den Probenproben zu konzentrieren und zu extrahieren, um die Genauigkeit des Tests zu verbessern. Die meisten unserer aktuellen SARS-CoV-2-PCR-Diagnosetests verwenden diesen Schritt, für den spezielle Nukleinsäureextraktionskits erforderlich sind. Leider hatten wir während der Pandemie einen Mangel an diesen Kits. Das SalivaDirect-Protokoll schneidet den RNA-Extraktionsschritt ab.
Um diesen Schritt zu eliminieren, aber die Genauigkeit aufrechtzuerhalten, ersetzten die Wissenschaftler, die SalivaDirect entwickelt haben, die RNA-Extraktion durch die Zugabe eines Enzyms, Proteinase K. Proteinase K kann Proteine inaktivieren, die die RNA in den Proben abbauen können.
Verywell Health: Wie vergleicht sich SalivaDirect mit anderen diagnostischen Speicheltests für SARS-CoV-2?
Dr. Robinson: Ich denke, SalivaDirect hebt sich teilweise von anderen diagnostischen Tests durch die Verbesserung der Kosten und der Zugänglichkeit ab. Im April gab die FDA ihre erste EUA für einen Speicheltest heraus, der vom Rutgers Clinical Genomics Laboratory erstellt wurde. Dies ist derzeit im Handel erhältlich, kostet jedoch 150 US-Dollar, sodass zwischen diesem und SalivaDirect ein großer Preisunterschied besteht. Der [Rutgers] -Test entspricht jedoch eher den herkömmlichen PCR-Tests, da Ärzte einen RNA-Extraktionsschritt durchführen.
Verywell Health: Wie vergleicht sich SalivaDirect mit Standard-Nasopharynxabstrichen?
Dr. Robinson: Ein wichtiger Unterschied ist, dass Sie selbst eine Speichelprobe entnehmen können. Während eines Nasopharynxabstrichs kann es zu vermehrtem Husten und Niesen kommen, wodurch das medizinische Personal, das den Test durchführt, gefährdet wird.
Was ist ein Nasopharyngealabstrich?
Ein Nasopharynxabstrich entnimmt eine Probe tief in der Nase und erreicht den Rachen.
Speicheltests können auch etwas konsistenter sein. Die Ergebnisse eines Nasopharynx-Tupfertests können von der Person abhängen, die die Probe erhält. Der Faktor Mensch kann eine wichtige Rolle spielen, wenn der Tupfer nicht tief genug platziert wird, um eine ausreichende Probe zu erhalten.
Viele Menschen finden es auch unangenehm, einen Tupfertest zu machen. Ein Speicheltest kann daher von Vorteil sein, wenn mehr Menschen aufgrund ihrer Leichtigkeit und ihres Komforts bereit sind, sich testen zu lassen.
Verywell Health: Glauben Sie, dass Speicheltests Nasopharyngealabstrich-Tests ersetzen könnten?
Dr. Robinson: Ich denke, beide Tests haben einen Platz in der Gesundheitsbranche.
Speicheltests können im ambulanten Bereich bei Menschen mit leichten Symptomen nützlicher sein. Patienten, die bereits im Krankenhaus sind, haben möglicherweise größere Schwierigkeiten, genügend Speichel zu produzieren. Probleme wie Mundtrockenheit und erhöhte Schleim- oder Blutproduktion können das Testverfahren beeinträchtigen.
Empfindlichkeit vs. Spezifität
- Die Empfindlichkeit ist der Prozentsatz der infizierten Personen, die tatsächlich ein positives Testergebnis zeigen.
- Die Spezifität ist der Prozentsatz der Personen, die es sindnichtinfiziert, die tatsächlich ein negatives Testergebnis zeigen.
Verywell Health: Wie hoch ist die Sensitivität und Spezifität von SalivaDirect?
Dr. Robinson: Der SalivaDirect-Test scheint im Vergleich zum Standard-PCR-Test eine leichte Verringerung der Empfindlichkeit zu haben, da dieser RNA-Extraktionsschritt übersprungen wird. Dies war jedoch zu erwarten. Diese Verringerung der Empfindlichkeit führt zu mehr falsch negativen Ergebnissen. Drei von 41 positiven Patienten werden von SalivaDirect vermisst.
Um die Spezifität zu bestimmen, untersuchten die Forscher, ob diese Teststrategie zu einer Kreuzreaktivität für Grippe führen würde. Würde dieser Test bei Menschen mit Grippe, aber ohne SARS-CoV-2 zu falsch positiven Ergebnissen führen? Sie testeten Proben der Grippestämme der letzten zwei Jahre und stellten fest, dass ihr Test nicht mit diesen Grippestämmen kreuzreagierte, was bedeutet, dass er für SARS-CoV-2 hochspezifisch ist.
Verywell Health: Welche anderen zugelassenen Diagnosetests könnten Ihrer Meinung nach das Spiel verändern?
Dr. Robinson: Die Lumina (COVIDSeq) ist ein weiterer Testansatz, der seine eigenen einzigartigen Vorteile hat. Es können bis zu 3.000 Proben gleichzeitig abgefüllt werden, was innerhalb von 24 Stunden zu Ergebnissen führt. [Forscher] berichten von einer Sensitivität von 98% und einer Spezifität von 97%.
Dieser Test verwendet Nasopharynx- und Oropharynx-Tupfer, keinen Speichel. Es unterscheidet sich jedoch von anderen Tests, da es Forschern ermöglicht, das Virus zu sequenzieren und Einblicke in Übertragungsketten und Mutationsraten zu geben. Da das SARS-CoV-2-Virus mehr Zeit mit der Interaktion mit dem menschlichen Immunsystem verbringt, wird es versuchen, Wege zu finden, um unserer Abwehr durch Mutation auszuweichen. Diese Mutationen müssen wir genau beobachten, wenn wir über Impfstoffe und Therapeutika nachdenken. Sie können mithilfe der Sequenzierungstechnologie überwacht werden.
Eine Einschränkung dieser Teststrategie besteht darin, dass Probleme auftreten können, wenn bestimmte Geräte eines bestimmten Anbieters benötigt werden, was zu Problemen in der Lieferkette führen kann.
Der DETECTR-Test ist ein weiterer diagnostischer Testansatz mit EUA von der FDA. Es verwendet mehrere fortschrittliche Technologien, um die Bearbeitungszeit auf unter eine Stunde zu reduzieren, was wirklich transformativ sein könnte.
Verywell Health: Wie kann die Fülle und Zugänglichkeit von Schnelltests dazu beitragen, die Gesundheitspolitik und die Eindämmungsbemühungen zu informieren?
Dr. Robinson: Ich glaube, wir haben derzeit die notwendigen Werkzeuge, um dieses Virus einzudämmen. Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit durch die individuellen Bemühungen um Maskengebrauch und soziale Distanzierung sowie weit verbreitete diagnostische Tests und Kontaktverfolgung haben gezeigt, dass sie unsere Gemeinden vor der Übertragung von COVID-19 schützen können.
Wir haben gesehen, dass diese Maßnahmen in anderen Ländern wie Südkorea und Taiwan, die sich sehr früh auf Eindämmungsbemühungen konzentrierten und ihre Fallzahlen relativ niedrig gehalten haben, einen großen Unterschied machen können. Heim- und Schnelltests können uns bei unseren Bemühungen unterstützen und sind ein weiteres potenzielles Werkzeug in der Toolbox, um auf sichere Weise wieder zu öffnen.
Da zum Beispiel einige Unternehmen anfangen, über die Logistik nachzudenken, dass eine Untergruppe von Mitarbeitern ins Büro zurückkehrt, könnten schnelle Testprotokolle zu Hause es uns ermöglichen, dies auf viel sicherere Weise zu tun. Im Idealfall würden wir auf dem Trio aus Händehygiene, Masken und sozialer Distanzierung aufbauen und schnelle Tests zu Hause und eine fortschrittlichere, technisch gesteuerte Kontaktverfolgung hinzufügen. Diese Ansätze könnten auch auf das schulische Umfeld angewendet werden.
Angesichts der außergewöhnlichen Auswirkungen dieser Pandemie habe ich manchmal das Gefühl, hilflos zu sein, aber ich glaube, dies ist eine Zeit, um in unsere Gemeinden zu investieren und unsere Augen für die Notwendigkeit grundlegender Investitionen in die öffentliche Gesundheitsinfrastruktur zu öffnen. Wir sind vor dem nächsten unbenannten Virus nicht sicherer als zu Beginn des Jahres 2020.
Sehr gute Gesundheit: Viele dieser kostengünstigen Schnelltests weisen nachweislich eine geringere Empfindlichkeit auf. Halten Sie es für wichtiger, hochpräzise oder zugängliche Tests zu haben?
Dr. Robinson: Vieles davon hängt davon ab, was Sie mit diagnostischen Tests erreichen möchten. Wir verwenden diagnostische Tests, um mehrere Fragen zu beantworten, einschließlich der Frage, ob jemand eine akute Infektion hat, ob er sich erholt hat oder ob jemand eine asymptomatische Infektion hat.
Wir verwenden diese Tests auch, um bevölkerungsweite Daten zu erhalten, um besser zu verstehen, wer bereits infiziert ist. Je nachdem, welche Frage Sie stellen, möchten Sie möglicherweise einen außerordentlich sensiblen Test oder einen Test mit besserer Skalierbarkeit, dh einen Test, der billig und einfach zu verwenden ist und den Sie größeren Bevölkerungsgruppen zur Verfügung stellen können. Ich würde nicht sagen, dass einer wichtiger ist als der andere, aber dass die Art des Tests auf die Frage zugeschnitten sein sollte, die Sie beantworten möchten.
Ich denke, dass schnelle Tests zu Hause nützlich sein können, um die Black Box von Personen zu beleuchten, die „unwissentlich infiziert“ oder asymptomatisch sind. Da wir jetzt gute genaue Standard-PCR-Tests haben, sollte der Fokus meiner Meinung nach darauf liegen, diese schnelleren, billigeren Tests weiter zu validieren und Wege zu finden, um sie rational zu implementieren.
Verywell Health: Gibt es Tests, mit denen gleichzeitig COVID-19 und Influenza nachgewiesen werden können?
Dr. Robinson: Ja. Im Juli gab die FDA eine EUA für den CDC Influenza SARS-CoV-2 (Grippe SC2) Multiplex-Assay-Test heraus. Dieser Test ist ein RT-PCR-Assay, der in der Lage ist, zwischen SARS-CoV-2 und zwei Arten von Influenza zu unterscheiden: Influenza-A-Virus und Influenza-B-Virus.
Die Entwicklung solcher Tests vor der Grippesaison ist unglaublich wichtig. Wenn wir uns dem Herbst nähern und lernen, wie sich die Wiedereröffnung der Schule und die Rückkehr zur Büroarbeit auf die Pandemie auswirken, werden solche Tests dazu beitragen, wirksame Behandlungsschemata zu ermitteln. Diese Tests helfen uns auch dabei, überlappende Symptome zu verstehen und zu verstehen, wie häufig Koinfektionen auftreten können.
Verywell Health: Was sollte Ihrer Meinung nach der nächste Testschritt sein?
Dr. Robinson: Ich denke, die Verbesserung des Zugangs zu Testeinrichtungen und die Verkürzung der Bearbeitungszeit sind wichtige nächste Schritte in unserem Ansatz für SARS-CoV-2.
Wir müssen strategisch darüber nachdenken, wer und wo wir testen, und diagnostische Testzentren an Orten einrichten, die vom Virus schwer getroffen wurden. Eine weitere Aufklärung der Gemeinden über den Testprozess und die Ermutigung von Menschen, die möglicherweise selbst kein hohes Risiko haben, aber mit Hochrisikopopulationen interagieren, z. B. in Haushalten mit mehreren Generationen, könnte einen tiefgreifenden und umfassenden Einfluss auf die Bekämpfung der Ausbreitung des Virus haben.
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