COVID-19測試如何工作以及開發中的內容

COVID-19測試如何工作以及開發中的內容 拭子。 Andrey_Popov /存在Shutterstock

測試是解決COVID-19在全球範圍內傳播的關鍵因素之一。 例如,在韓國,大規模測試已被用來嘗試和 快速識別和隔離 那些患有這種疾病的人。 測試對於計算準確的感染率和存活率也至關重要-這些數據對於正確制定公共安全措施至關重要。 隨著這種冠狀病毒的繼續傳播,人們正在接受高價出售的測試。 從私人診所 –包括一個 為£375或未經官方批准的測試,或者 甚至是假的。 那麼,衛生官員正在使用哪些測試,它們的實際成本是多少,以及會有哪些發展?

有哪些測試可用?

有兩種主要方法可以測試SARS-CoV2(引起COVID-19疾病的冠狀病毒)感染。 第一個是非常敏感的測試,使用一種技術來尋找病毒的RNA 稱為RT-PCR。 這樣一來,從口腔或鼻子內部獲取的棉籤中檢測到的病毒顆粒最少即可。

第二種類型的測試測量抗體對血清中病毒的反應。 我們的身體針對許多病毒成分製造許多不同的抗體。 有些抗體非常有用,可以殺死病毒或停止感染,而有些抗體則不太有用,可以與病毒的常見部分結合,但無助於防禦。

測試本身非常簡單:在試管中塗上病毒“糊劑”或理想地純化的病毒成分,然後從患者身上添加少量極稀釋的血液樣本,並使任何抗體結合到試管上。 最後,進行測試以查看是否存在任何抗體。

爆發開始時,大多數國家都依賴RT-PCR測試,因為這些測試開發最快。 現在可以進行更多的抗體測試,隨著空白的出現,將增加報告的病例。 受測群體之間的巨大差異仍然使國家之間的總體數字難以比較。 英國很快開發了RT-PCR測試,這仍然是主要方法,使用的實驗室網絡進行相同的標準化測試。 這允許獲得一致的數據,但由於爆發的規模及其發展速度而擴展了容量。

當前的COVID-19測試有多好?

RT-PCR非常特異且敏感。 但是,一旦恢復,病毒便被清除,這些測試無法再判斷您是否已被感染。 這會帶來很大的不確定性,尤其是當某人由於症狀輕微和不清楚而自我隔離時。 RT-PCR測試需要實驗室,因此需要時間-即使RT-PCR測試本身僅花費幾個小時,到您添加樣品收集,運輸和样品處理時,結果可能要幾天后才能知道。 快速便攜式RT-PCR機 是診斷技術的最前沿,而COVID-19測試僅在這些機器上可用–但是即使最快的機器也需要大約兩個小時。 這些已經 在NHS中評估以改善流感治療.

抗體通常需要幾週的時間才能抵抗新的感染,並且在血液中的持續時間比病毒本身要長得多,從而提供了過去感染的歷史記錄。 初步研究表明 這與COVID-19相同。 這種“血清學”測試是一種強大的工具,可用於檢查 如果疫苗有效(例如),或者找出人們是否感染了病毒。


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然而,目前尚無針對新型冠狀病毒的抗體測試經過全面測試,以確保其可靠性,這就是世界衛生組織指南的原因 推薦RT-PCR測試。 英國首席醫學顧問克里斯·惠蒂(Chris Whitty)說,可以可靠地檢測出過去感染的測試將是 “轉型”.

優點和缺點

雖然抗體測試的概念已經很成熟,但是在製造和使用它們方面仍存在挑戰。 與RT-PCR不同,抗體測量需要花費時間來完善,並且需要生產病毒成分,然後必須對其進行純化和標準化。 為了檢查這些測試是否有用,需要非常仔細地收集患者樣本集。

必須用許多不同的樣本檢查抗體測試,不僅是為了了解準確性,而且是要知道樣本在感染後多長時間變為陽性,以及在患者康復後保持陽性多長時間。 這必須由許多不同的患者完成,因為每個人都會產生一套獨特的抗體。

COVID-19測試如何工作以及開發中的內容 在密封的無菌管中拭子。 Ben Birchall / PA電線/ PA圖像

相反,可以通過攝取已知數量的病毒並檢查結果來評估RT-PCR檢測。 自從首批英國患者被識別出幾週以來,這種病毒就已經在實驗室中生長,因此一段時間以來,我們已經進行了準確的RT-PCR測試。 但是,能夠運行大量RT-PCR的繁重中央實驗室的勞動力需求使其相對緩慢且昂貴。

實驗室測試與家庭測試套件

另一方面,快速檢測的工作原理類似於妊娠檢測(但檢測抗病毒抗體而非妊娠激素),速度更快,而且價格可能更低,但準確性不如實驗室方法。

COVID-19測試如何工作以及開發中的內容 另一種結果。 非洲工作室/ Shutterstock

這些測試使用經過特殊修改的紙張來代替試管。 血液樣本沿著紙張流動,並產生眾所周知的“一條線=負,兩條線=正”的條紋。

快速測試易於製造且易於使用,但必須經過仔細的設計和驗證,這就是為什麼它們未經批准使用且我們尚未見到廣泛的正式使用的原因。 質量控制和驗證為這些測試增加了可觀的成本:與通常需要花費約50英鎊的經過認證的快速測試相比,可以以不到5p的價格購買不受管制的測試,甚至可以使用。

與疫苗一樣,任何測試都必須準確,安全且耗時耗錢,這一點至關重要。 當前爆發中不正確的測試可能會造成災難性的後果-想像一下,如果您測試陰性,但被感染,又外出感染了更多的人。 其中一些測試的準確度約為80%-已針對許多重要的病毒感染進行了深入研究 如登革熱 –聽起來不錯,但五分之一的測試結果是錯誤的。

錯誤因疾病而異。 對於某些感染,如果您沒有冠狀病毒,檢測可以給您帶來積極的結果,因為您具有針對類似疾病的抗體。 對於大多數這些快速測試,您僅因難以看清行而可以讀取否定結果。

即使該測試在實驗室測試中可以正常運行,而無需培訓,使用它們時也很容易出錯。 因此,實驗室測試優於快速家庭測試的另一個優點是提高了準確性。 通過組合多個測試,例如針對許多不同的病毒片段,可以提高準確性。 但這是以需要更多動手時間和專家解釋為代價的,更不用說實驗室設備了。

開發中

準確但費力的實驗室測試與不太準確但便於攜帶的快速測試之間的對比,就是為什麼諸如雷丁大學這樣的研究小組正在努力工作的原因 開發 新穎的微生物學和血液檢測技術。

創新者的主要目標是允許在一台小型,便攜式和快速的設備中進行多項實驗室測試。 同時,隨著當前大流行的發展,例如通過擴大NHS測試能力來擴大常規驗證測試的規模,對於跟踪COVID-19也同樣至關重要。

我希望當前對測試的迫切需求將推動創新技術的快速採用,並同時促進 我們的能力 使用久經考驗的實驗室方法檢測微生物和病毒。談話

關於作者

亞歷山大·愛德華茲,生物醫學技術副教授, 雷丁大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.


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