Wie COVID-19-Tests funktionieren und was sich in der Entwicklung befindet

Wie COVID-19-Tests funktionieren und was sich in der Entwicklung befindet Einen Tupfer nehmen. Andrey_Popov / Shutterstock

Einer der Schlüsselfaktoren bei der Bekämpfung der weltweiten Verbreitung von COVID-19 ist das Testen. In Südkorea wurden beispielsweise Massentests durchgeführt, um dies zu versuchen schnell identifizieren und isolieren diejenigen mit der Krankheit. Tests sind auch wichtig, um genaue Infektions- und Überlebensraten zu berechnen - Daten, die für die Richtigkeit der öffentlichen Sicherheitsmaßnahmen von entscheidender Bedeutung sind. Und da sich dieses Coronavirus weiter verbreitet, werden den Menschen Tests zum Verkauf angeboten, entweder zu einem hohen Preis von Privatkliniken - einschließlich eines für £ 375oder Tests, die nicht offiziell genehmigt sind, oder vielleicht sogar falsch. Welche Tests werden von Gesundheitsbeamten verwendet, wie viel kosten sie wirklich und welche Entwicklungen stehen bevor?

Welche Tests gibt es?

Es gibt zwei Hauptmethoden, um eine Infektion mit SARS-CoV2 (dem Coronavirus, das die COVID-19-Krankheit verursacht) zu testen. Der erste ist ein sehr empfindlicher Test, der mithilfe einer Technik nach der RNA des Virus sucht genannt RT-PCR. Dies kann nur ein Viruspartikel in Tupfern nachweisen, die aus dem Mund oder der Nase entnommen wurden.

Eine zweite Art von Test misst die Antikörperreaktionen auf Viren im Blutserum. Es gibt viele Viruskomponenten, gegen die unser Körper viele verschiedene Antikörper herstellt. Einige Antikörper sind sehr nützlich und töten das Virus ab oder stoppen die Infektion. Einige sind weniger nützlich und binden an gemeinsame Teile des Virus, ohne jedoch unsere Abwehrkräfte zu unterstützen.

Der Test selbst ist sehr einfach: Beschichten Sie ein Reagenzglas mit einem Virusbrei oder ideal gereinigten Viruskomponenten, geben Sie dann eine winzige Menge einer sehr verdünnten Blutprobe des Patienten hinzu und lassen Sie alle Antikörper an das Reagenzglas binden. Entwickeln Sie abschließend den Test, um festzustellen, ob Antikörper vorhanden sind.

Zu Beginn des Ausbruchs vertrauten die meisten Länder auf RT-PCR-Tests, da sich diese am schnellsten entwickelten. Es werden jetzt mehr Antikörpertests verfügbar, die die Anzahl der gemeldeten Fälle erhöhen, wenn Lücken geschlossen werden. Große Unterschiede in den getesteten Gruppen machen es immer noch schwierig, die Gesamtzahlen zwischen den Ländern zu vergleichen. Großbritannien hat sehr schnell einen RT-PCR-Test entwickelt, und dies bleibt die primäre Methode, bei der ein Netzwerk von Labors verwendet wird, die denselben standardisierten Test durchführen. Dies ermöglicht konsistente Daten, hat jedoch die Kapazität aufgrund des enormen Ausmaßes des Ausbruchs und der Geschwindigkeit seiner Entwicklung erweitert.

Wie gut sind aktuelle COVID-19-Tests?

RT-PCR ist sehr spezifisch und empfindlich. Sobald Sie sich jedoch erholt haben, wird der Virus entfernt und diese Tests können nicht mehr feststellen, ob Sie infiziert wurden. Dies schafft erhebliche Unsicherheiten, insbesondere wenn sich jemand aufgrund milder und unklarer Symptome selbst isoliert hat. RT-PCR-Tests benötigen ein Labor, daher dauert es einige Zeit - selbst wenn der RT-PCR-Test selbst nur einige Stunden dauert, kann es Tage dauern, bis das Ergebnis bekannt ist, wenn Sie Probensammlung, Transport und Probenverarbeitung hinzufügen. Schnelle tragbare RT-PCR-Geräte sind die neuesten Diagnosetechnologien, und COVID-19-Tests sind für diese Maschinen gerade erst verfügbar - aber selbst die schnellsten Maschinen benötigen etwa zwei Stunden. Diese waren im NHS ausgewertet, um die Grippebehandlung zu verbessern.

Die Entwicklung eines Antikörpers gegen eine neue Infektion dauert in der Regel einige Wochen und hält im Blutkreislauf viel länger an als das Virus selbst. Dies liefert ein historisches Bild vergangener Infektionen. Die ersten Studien legen nahe Dies ist bei COVID-19 nicht anders. Diese Art der "Serologie" -Tests ist ein leistungsstarkes Tool zur Überprüfung wenn Impfstoffe wirkenZum Beispiel oder um herauszufinden, ob Menschen auf eine Infektion gestoßen sind.


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Aktuelle Antikörpertests für das neuartige Coronavirus wurden jedoch noch nicht vollständig getestet, um sicherzustellen, dass sie zuverlässig sind, weshalb die WHO-Richtlinien dies tun empfehlen RT-PCR-Tests. Chris Whitty, der Chefarzt des Vereinigten Königreichs, sagte, ein Test, der eine Infektion in der Vergangenheit zuverlässig erkennen könne, werde es sein "Transformational".

Vor-und Nachteile

Während das Konzept eines Antikörpertests gut etabliert ist, gibt es Herausforderungen bei der Herstellung und Verwendung. Im Gegensatz zur RT-PCR dauert die Verfeinerung der Antikörpermessung einige Zeit und es müssen virale Komponenten hergestellt werden, die dann gereinigt und standardisiert werden müssen. Um zu überprüfen, ob diese Tests nützlich sind, werden sehr sorgfältig gesammelte Sätze von Patientenproben benötigt.

Ein Antikörpertest muss mit vielen verschiedenen Proben überprüft werden, um nicht nur die Genauigkeit zu verstehen, sondern auch um zu wissen, wie lange nach der Infektion die Probe positiv wird und wie lange sie positiv bleibt, nachdem sich der Patient erholt hat. Dies muss bei vielen verschiedenen Patienten durchgeführt werden, da jeder Einzelne einen einzigartigen Satz von Antikörpern erzeugt.

Wie COVID-19-Tests funktionieren und was sich in der Entwicklung befindet In einem verschlossenen sterilen Röhrchen abwischen. Ben Birchall / PA Draht / PA Bilder

Im Gegensatz dazu kann der RT-PCR-Nachweis bewertet werden, indem eine bekannte Virusmenge entnommen und das Ergebnis überprüft wird. Das Virus wurde in Laboratorien seit einigen Wochen nach der Identifizierung der ersten britischen Patienten gezüchtet, daher haben wir seit einiger Zeit einen genauen RT-PCR-Test. Der Arbeitsaufwand überlasteter zentraler Labors, die eine große Anzahl von RT-PCR durchführen können, macht es jedoch relativ langsam und teuer.

Labortests gegen Heimtests

Schnelltests - die wie Schwangerschaftstests funktionieren (aber antivirale Antikörper anstelle von Schwangerschaftshormonen nachweisen) - sind dagegen schneller und möglicherweise billiger, aber weniger genau als Labormethoden.

Wie COVID-19-Tests funktionieren und was sich in der Entwicklung befindet Ein anderes Ergebnis. Africa Studio / Shutterstock

Bei diesen Tests wird anstelle eines Reagenzglases speziell modifiziertes Papier verwendet. Die Blutprobe fließt entlang des Papiers und ergibt die bekannten Streifen „eine Linie = negativ, zwei Linien = positiv“.

Schnelltests sind schnell herzustellen und einfach zu verwenden, müssen jedoch sorgfältig entworfen und validiert werden, weshalb sie nicht für die Verwendung zugelassen sind und wir noch keine weit verbreitete offizielle Verwendung gesehen haben. Die Qualitätskontrolle und -validierung verursacht erhebliche Kosten für diese Tests: Ein nicht regulierter Test kann für weniger als 50 Pence erworben werden - und er könnte sogar funktionieren - im Vergleich zu einem zertifizierten Schnelltest, der normalerweise etwa 5 GBP kostet.

Wie bei Impfstoffen ist es absolut wichtig, dass jeder Test genau und sicher ist, und das kostet Zeit und Geld. Ungenaue Tests beim aktuellen Ausbruch könnten verheerend sein - stellen Sie sich vor, Sie würden negativ getestet, wären aber infiziert und hätten mehr Menschen infiziert. Einige dieser Tests haben eine Genauigkeit von etwa 80% - dies wurde intensiv für viele wichtige Virusinfektionen untersucht wie Dengue - was großartig klingt, außer dass jedes fünfte Testergebnis falsch ist.

Der Fehler variiert mit der Krankheit. Bei einigen Infektionen können Tests zu einem positiven Ergebnis führen, wenn Sie das Coronavirus nicht hatten, da Sie Antikörper gegen etwas Ähnliches haben. Bei den meisten dieser Schnelltests können Sie ein negatives Ergebnis ablesen, nur weil die Linie schwer zu erkennen ist.

Selbst wenn der Test im Labortest einwandfrei funktioniert, kann es ohne Schulung leicht zu Fehlern kommen, wenn Sie ihn verwenden. Ein weiterer Vorteil von Labortests gegenüber schnellen Heimtests ist die verbesserte Genauigkeit. Durch die Kombination mehrerer Tests, beispielsweise gegen viele verschiedene Virusfragmente, kann die Genauigkeit verbessert werden. Dies kostet jedoch mehr praktische Zeit und fachkundige Interpretation, ganz zu schweigen von Laborgeräten.

In Entwicklung

Dieser Kontrast zwischen genauen, aber mühsamen Labortests und weniger genauen, aber tragbaren Schnelltests ist der Grund, warum Forschungsgruppen wie unsere an der University of Reading hart arbeiten entwickeln neuartige Mikrobiologie- und Bluttesttechnologie.

Ein Hauptziel für Innovatoren ist es, die Durchführung mehrerer Labortests in einem kleinen, tragbaren und schnellen Gerät zu ermöglichen. Gleichzeitig ist die Erhöhung des Umfangs konventioneller, validierter Tests, beispielsweise durch Erweiterung der NHS-Testkapazität, ebenso wichtig, um COVID-19 im Verlauf der aktuellen Pandemie zu verfolgen und zu verfolgen.

Ich hoffe, dass der derzeitige dringende Bedarf an Tests sowohl die rasche Einführung innovativer Technologien als auch den Schub fördern wird unsere Kapazität zum Nachweis von Mikroben und Viren mit bewährten Labormethoden.Das Gespräch

Über den Autor

Alexander Edwards, Außerordentlicher Professor für Biomedizinische Technologie, University of Reading

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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