بررسی کاربرد کیت های تشخیص سریع در کنترل همه گیری کووید-19

دانشمندان هنوز بر سراینکه كه آیا میلیون‌ها كیت تشخیصی ارزان و سریع به كنترل همه گیری کرونا كمك می‌كنند یا خیر ، بحث می­كنند. دلیل آن هم در یادداشت پیش رو نگاشته شده است.

با افزایش موارد ویروس کرونا در انگلیس در اوایل سال 2021، دولت از یک عامل تعیین کننده ی بالقوه در مبارزه با COVID-19 خبر داد: میلیون‌ها تست ویروس سریع و ارزان. از 10 ژانویه، دولت اعلام کرد که این آزمایشات را در سراسر کشور، حتی برای افرادی که  هیچ علائمی نداشته باشند، انجام خواهد داد.

این آزمایشات سریع که معمولا" در آن  سواب های بینی یا گلو با مایعی مخلوط شده و به عنوان نمونه مورد استفاده قرار می­گیرد و درمدت زمان نیم ساعت نتیجه به دست می آید ، به عنوان آزمایش عفونت مثبت و عفونت منفی در نظر گرفته می‌شوند. این تست ها توانایی تشخیص بارهای ویروسی زیاد را دارند، بنابراین افرادی با سطح پایین­تر ویروس SARS-CoV-2 را شناسایی نمی­کنند. اما امید است که آنها با شناسایی سریع مسری­ ترین افراد، که ممکن است ندانسته ویروس را منتقل کنند، به مهار همه­ گیری بیماری کمک کنند.

با این حال، هنگامی که دولت برنامه خود را اعلام کرد، بحث های شدید و متعصابانه آغاز شد. برخی از دانشمندان از استراتژی آزمایش انگلستان استقبال کردند. برخی دیگر گفتند که این آزمایشات بسیاری از موارد ابتلا را شناسایی نمی­کنند، اگر میلیون‌ها آزمایش انجام شود، بیشتر از فواید آن، می تواند آسیب رسان باشد. جان دیکس، متخصص در ارزیابی تست ­ها در دانشگاه بیرمنگام در انگلستان، درباره ی کاربرد تست های  سریع می گوید: ممکن است با نتیجه منفی آزمایش، به بسیاری از افراد به دروغ اطمینان داده شود و آن­ها رفتار خود را با سهل انگاری در رعایت نکات بهداشتی تغییر دهند. او همچنین اینگونه استدلال می کند که  اگر آزمایشات به جای آنکه توسط متخصصین آموزش دیده انجام شود توسط خود افراد انجام شود، موارد ابتلای بیشتری از قلم خواهد افتاد . او  و همكارانش در بیرمنگام از دانشمندانی هستند كه قبل از استفاده گسترده از تست های سریع ویروس كرونا ، اطلاعات بیشتری در مورد کارایی  این تست ها می‌خواهند.

در طول عفونت SARS-CoV-2 مقدار ویروس در بدن افزایش و کاهش می­یابد. تست های بر اساس PCR قادرند مقدار کم از ژنتیک ویروس را تکثیردهدبنابراین نتیجه تست می­تواند حتی پس از اینکه عفونت متوقف شده است، مثبت باشد.

در اغلب موارد، تست ­های تشخیص سریع آنتی ­ژن وجود پروتئین ویروس را زمانی که فرد مبتلاست تشخیص دهد.

اما محققان دیگر سریعا واکنش نشان دادند و این ادعا که تست­ ها می­توانند آسیب رسان باشند را غیرمسئولانه و اشتباه خواندند. از جمله این محققان، مایکل مینا، متخصص اپیدمیولوژی در دانشکده بهداشت عمومی دانشگاه هاروارد، است. او معتقد است  این بحث‌ها راه­ حل مورد نیاز برای مبارزه با همه گیری کرونا را به تأخیر می‌اندازد. او می گوید: "ما هنوز اطلاعات کافی نداریم، اما در وسط یک جنگ هستیم - واقعاً نمی­توانیم از نظر تعداد بالای موارد ابتلا بدتر از آنچه در حال حاضر هستیم، شویم. "تنها چیزی که دانشمندان در مورد آن اتفاق نظر دارند این است که باید ارتباط کاربرد تستهای سریع و معنای نتیجه منفی روشن شود . مینا می‌گوید: "انداختن ابزار به سمت افرادی که نمی­دانند چگونه از آن به طور مناسب استفاده کنند، ایده ی وحشتناکی است."

مقایسه تست های سریع

به دست آوردن اطلاعات قابل اعتماد در مورد تست های سریع دشوار است زیرا - حداقل در اروپا - محصولات را می‌توان صرفاً براساس داده­ های تولید کننده و بدون ارزیابی مستقل به فروش رساند. هیچ دستورالعمل استانداردی برای اندازه ­گیری عملکرد وجود ندارد، که این موضوع مقایسه سنجش‌ها را دشوار می‌کند و هر کشور را مجبور می‌کند اعتبارسنجی خود را انجام دهد.

کاتارینا بوهم، مدیر اجرایی بنیاد نوآوری تشخیص­های جدید (FIND)، یک گروه غیرانتفاعی در ژنو، سوئیس، می‌گوید: "این غرب وحشی در تشخیص است"، او ده‌ها سنجش (آزمایش)  COVID-19را دوباره ارزیابی و مقایسه کرده است. در فوریه 2020، FIND  کار جاه­ طلبانه ارزیابی صدها نوع آزمایش COVID-19 را در یک آزمایش استاندارد آغاز کرد. با همکاری سازمان بهداشت جهانی (WHO) و موسسات تحقیقاتی در سرتاسر جهان، این بنیاد کیت­ های تشخیص سریع را با صدها نمونه ویروس کرونا آزمایش کرد و عملکرد آنها را با عملکرد بسیار حساس واکنش زنجیره­ای پلیمراز(PCR) مقایسه کرد. این روش توالی ژنتیکی ویروسی اختصاصی در نمونه گرفته شده از بینی یا گلو ی فرد (یا گاهی بزاق) را جستجو می­ کند. آزمایش­ های مبتنی بر PCR نسخه­ های بیشتری از این ماده ژنتیکی را از طریق چندین چرخه­ ی تکثیر ایجاد می‌کنند، بنابراین آنها می‌توانند مقادیر کم ویروس را تشخیص دهند. اما ممکن است زمانبر باشد و به پرسنل آموزش دیده و تجهیزات آزمایشگاهی گران قیمت نیاز داشته باشند.

تست­ های ارزان­تر و سریعتر تمایل دارند پروتئین­ های اختصاصی که در مجموع آنتی ژن نامیده می‌شوند، روی سطح SARS-CoV-2 را تشخیص دهند. این "آزمایشات سریع آنتی ژن" موارد موجود در نمونه را تکثیر نمی­کند، بنابراین فقط هنگامی می‌تواند ویروس را تشخیص دهد که در بدن فرد به سطح بالایی برسد- با صدها هزار یا میلیون‌ها نسخه از ویروس در هر میلی­لیتراز نمونه. ویروس معمولاً در همان زمان شروع علائم، زمانی که افراد در عفونی ­ترین حالت هستند، به این سطح می‌رسد.داده­ های مورد استفاده جهت محاسبه حساسیت تست، بیشتر از آزمایش های روی افراد دارای علائم، که بار ویروسی زیادی دارند، حاصل می‌شود. در این آزمایش ها، بسیاری از تست های تشخیص سریع بسیار حساس به نظر می‌رسند. آنها همچنین بسیار اختصاصی هستند: بعید است که نتیجه مثبت کاذب بدهند. اما ارزیابی های دنیای واقعی عملکرد متفاوتی را در افراد با بار ویروسی کمتر نشان می‌دهد. سطح ویروسی در یک نمونه به طور معمول با ارجاع دادن به تعداد چرخه­ های تکثیر PCR که برای شناسایی ویروس نیاز است، کمی می­ شود . به طور کلی، اگرتعداد چرخه های تکثیر PCR عدد 25 یا کمتر باشد( تحت عنوان تعداد آستانه ی چرخه تکثیر یا Ct که 25 یا کوچکتر است ) ، استنباط می شود که سطح ویروس زنده بالا است و نشان می­دهد که افراد احتمالاً  مبتلا هستند، اگر چه سطح کلیدی مشخصی برای تعیین  مسری بودن یا نبودن افراد وجود ندارد. 

آزمایش های آنتی ژن از تولید کنندگان مختلف حساسیت مشابه به بارهای ویروسی زیاد، دارند، اما در هنگام کم بودن ویروس‌هاحساسیت های بسیار متفاوت به چشم می خورد.
*تعداد چرخه PCR مورد نیاز برای شناسایی ویروس در یک نمونه.
رابطه بین Ct و بار ویروسی می‌تواند بین آزمایشگاه‌ها متفاوت باشد.

نمونه کیتهای سریع آزمایش که در کره جنوبی تهیه شده اند.

در نوامبر گذشته، دولت انگلیس نتایج تحقیقات انجام شده در پارک علمی پورتون داون و دانشگاه آکسفورد را منتشر کرد. نتایج کامل، که هنوز مورد بازبینی قرار نگرفته اند، در تاریخ 15 ژانویه به صورت آنلاین در آمد. این تحقیقات اظهار داشت که تستهای سریع حساسیت 91-100٪ بر روی نمونه هایی با مقادیر Ct 25 یا کمتر داشتند. همچنین ارزیابی مجدد FIND از تعدادی کیت تست سریع به طور کلی حساسیت 90٪ یا بیشتر را در این سطح ویروسی نشان می‌دهد.

با پایین آمدن سطح ویروسی - یعنی با افزایش مقادیر Ct، تست تشخیص سریع افراد مبتلای کمتری را شناسایی می کند.

 دانشمندان پورتون داون توجه ویژه­ای به آزمایشات Innova Medical در پاسادنا، کالیفرنیا داشتند. دولت انگلیس در حال حاضر بیش از 800 میلیون پوند (1.1 میلیارد دلار آمریكا) برای سفارش این تستها هزینه كرده است، كه یك برنامه مهم در استراتژی خود برای كند كردن  شیوع ویروس کرونا است. حساسیت این تست­ها در سطح Ct 25-28 به 88٪ ، و برای Ct 28-31 به 76٪ کاهش یافت .

این مقایسه با ارزیابی ماه دسامبر آزمون سریع BinaxNOW از آزمایشگاه­های Abbott در Abbott Park، Illinois مقایسه می‌شود. این مطالعه بیش از 3300 نفر را در سانفرانسیسکو، کالیفرنیا آزمایش کرد و حساسیت 100٪ را برای نمونه­های دارای سطح Ct زیر 30 (حتی اگر افراد آلوده علائمی نشان ندادند) ثبت نمود.

اما به دلیل سیستم­های مختلف کالیبره شده PCR، سطح Ct به راحتی نمی­تواند بین آزمایشگاه‌ها مقایسه شود و همیشه همان سطح ویروس را در یک نمونه نشان نمی­دهد. Innova می‌گوید که مطالعات انگلیس و ایالات متحده از سیستم­های PCR مختلفی استفاده کرده است و در حالی که فقط مقایسه مستقیم روی یک سیستم، معتبر است. آنها به گزارشی از دولت انگلستان اشاره كردند كه توسط دانشمندان پورتون داون در اواخر ماه دسامبر نوشته شده و آزمایش Innova را با آزمون Abott Panbio (کیت BinaxNOW که ابوت در ایالات متحده می فروشد) همزمان انجام دادند. کمی بیش از دوازده نمونه با سطح Ct کمتر از 27، هر دو 93٪ مثبت بودند .

دیکس می‌گوید، اظهارات مبنی بر اینکه این تست­ها می‌تواند محل کار را کاملاً ایمن کند، راهی صحیح برای آگاهی دادن به مردم در مورد کارایی آنها نیست. او می‌گوید: "اگر مردم احساس امنیت کاذب پیدا کنند، می‌توانند ویروس را در اطراف گسترش دهند." اما مینا و دیگران پیشنهاد می‌کنند که مردم چنین رفتاری نداشته باشند و به آنها گفته می‌شود که هنوز ممکن است ویروس را به دیگران انتقال دهند. مینا تأكید می‌كند كه استفاده مكرر از آزمایش‌ها- مثلاً دو بار در هفته - كلیدی برای موثر واقع شدن آنها در خاموش كردن شیوع است. تفسیر نتیجه آزمون نه تنها به صحت آزمون بلکه به احتمال ابتلای قبلی فرد  به COVID-19 نیز بستگی دارد. این به میزان عفونت در منطقه آنها و اینکه علائم را نشان می‌دهند بستگی دارد. اگر در یکی از مناطق با سطح بالای COVID-19 علائم معمولی بیماری داشته باشد و نتیجه منفی داشته باشد، احتمالاً یک منفی کاذب است که نیاز به بررسی مجدد با PCR دارد.

تست تشخیص سریع در خانه­ مناسب است ؟ به نظر می‌رسد آزمایش های تشخیص سریع آنتی ژن در صورتیکه توسط افراد آموزش دیده مراقبت های بهداشتی انجام شود حساس­تر از زمانی است كه توسط خود افراد انجام می‌شود.

محققان همچنین در مورد اینکه که آیا افراد باید خودشان آزمایشات را انجام دهند (در خانه، مدرسه یا محل کار) یا نه اتفاق نظر ندارند. عملکرد تست سریع می­تواند بستگی زیادی به روش فرد آزمایش کننده در نمونه­گیری با سواب و آماده­سازی و کنترل نمونه‌ها داشته باشد . به عنوان مثال، دانشمندان آزمایشگاهی با استفاده از تست Innova تقریباً 79٪ حساسیت را در همه نمونه‌ها (از جمله افرادی که بار ویروسی بسیار کمی دارند) به دست آوردند، اما این عدد در افراد مستقل (افرادی که خودشان تست را انجام دادن) به فقط 58٪ می رسد. با وجود این، در ماه دسامبر، سازمان تنظیم دارو در انگلستان اجازه استفاده از تست Innova برای تشخیص خانگی موارد ابتلا در افراد بدون علائم را داد. تست­های لترال فلو ایمنو اسی مورد استفاده توسط دولت انگلستان از طریق ارزیابی دقیق توسط دانشمندان برجسته کشور انجام می‌شود. سخنگوی این سازمان در بیانیه ای گفت: "این بدان معنی است که این تستها دقیق و قابل اعتماد هستند و کسانی که مبتلا به COVID-19 هستند و علائمی از خود نشان نمی­دهند را با موفقیت شناسایی می‌کنند ".

یک مطالعه آلمانی نشان می‌دهد که تستهای خودآزمایی (تستی که توسط خود فرد انجام می­شود) می­توانند به خوبی آزمایش­های انجام شده توسط متخصصان باشند. این مطالعه، که هنوز بازبینی نشده است، نشان داد که وقتی افراد از طریق سواب بینی از خود نمونه­گیری می­کنند و یک تست سریع تایید شده توسط سازمان بهداشت جهانی WHO ، بدون نام را انجام می‌دادند، حساسیت‌ها بسیار شبیه به آنچه توسط متخصصان انجام میشود بود، حتی اگر مردم اغلب از دستورالعمل‌ها منحرف می‌شدند. در ایالات متحده، سازمان غذا و دارو مجوز استفاده اضطراری را برای 13 آزمایش آنتی­ژن صادر کرده است، اما فقط یک تست ( تست خانگی Ellume COVID-19 ) در افراد بدون علائم قابل استفاده است. طبق گفته الوم، شرکتی در استرالیا، این آزمایش ویروس کرونا را در 10 نفر از 11 فرد بدون علامت که قبلا آزمایش PCR مثبت داشتند، شناسایی کرد. در ماه فوریه، دولت ایالات متحده اعلام کرد که 5/8 میلیون تست سریع کرونا را خریداری می‌کند.

تست­های سریع را انجام دهید :

برخی از کشورها که بسیاری از منابع آزمایشات PCR را ندارند، مانند هند، ماه هاست که از تست­های آنتی­ژن استفاده می‌کنند و به سادگی ظرفیت تست­هایشان را تکمیل می­کنند. دولت­هایی که آزمایش سریع را در مقیاس وسیع  انجام داده­اند، آن را یک موفقیت خوانده­اند. اسلواکی، کشوری با 5/5 میلیون نفر جمعیت، اولین کشوری بود که سعی کرد کل جمعیت بزرگسال خود را آزمایش کند. آزمایش گسترده به کاهش میزان بیماری تا 60٪ کمک کرده است. اما این آزمایش­ها همراه  با محدودیت­های سرسختانه ای  که در سایر کشورها اعمال نمی­شود، همچنین حمایت مالی دولت از کسانی که آزمایش مثبت داشتند ، برای کمک به در خانه ماندن آنها ، انجام شد.بنابراین اگرچه به نظر می‌رسید ترکیبی از آزمایشات و محدودیت‌ها سرعت کاهش شیوع بیماری را سریعتر از محدودیت‌ها به­تنهایی کاهش می‌دهد، اما کارشناسان در اثر گذاری این روش در جاهای دیگرشک دارند. در کشورهای دیگر، ممکن است بسیاری از افراد تمایل به انجام آزمایشات سریع نداشته باشند و کسانی که آزمایش مثبت دارند ممکن است انگیز­ه­ای برای جداسازی (قرنطینه خود) نداشته باشند. از آنجا که تست­های سریع تجاری بسیار ارزان است - حتی در حد 5 دلار آمریکا - مینا می‌گوید که شهرها و ایالتها می‌توانند میلیون‌ها عدد  از آنها را با کسری از هزینه­هایی که همه­گیری کرونا برای دولت­ها داشته، خریداری کنند.

آزمایش­های سریع ممکن است به ویژه برای غربالگری افراد بدون علامت مناسب باشد، زندان‌ها، پناهگاه­های بی خانمان‌ها، مدارس و دانشگاه‌ها موقعیت­هایی هستند که مردم در آنجا جمع می‌شوند، به طوری که هر تست که بتواند بسیاری از موارد بیماری را شناسایی کند، مفید است. اما دیکس هشدار می‌دهد که نباید اجازه دهیم از این تست‌ها به شیوه­ای استفاده شود که ممکن است رفتار افراد را تغییر دهد یا باعث شود اقدامات احتیاطی خود را کم کنند. مثلا  مردم نتیجه منفی را به عنوان تشویق برای ملاقات با یکی از اقوام خود در خانه سالمندان تفسیر نکنند.

در ایالات متحده، تست سریع تاکنون  در مقیاس انبوه در مکان­هایی مانند مدارس، زندان‌ها، فرودگاه‌هاو دانشگاه‌ها اجرا شده است. به عنوان مثال، دانشگاه آریزونا در توسان از ماه مه برای آزمایش ورزشکاران خود از تست­های سوفیا که توسط کوئیدل در سن دیگو، کالیفرنیا تهیه شده استفاده می‌کند. از ماه آگوست، حداقل یک بار در ماه دانش­آموزان را آزمایش می‌کند (برخی از دانشجویان - به ویژه کسانی که در خوابگاه­ها زندگی می­کنند - بیشتر آزمایش می‌شوند، هر هفته یک بار). تاکنون، این دانشگاه تقریباً 150،000 آزمایش را انجام داده است و طی دو ماه گذشته افزایش وقوع COVID-19 را گزارش نکرده است.

دیوید هریس، محقق سلولهای بنیادی مسئول برنامه آزمایش انبوه آریزونا، می‌گوید انواع مختلف این آزمایش‌ها کاربردهای مختلفی دارند: وی خاطرنشان می‌کند از آزمایشات سریع آنتی­ژن نباید برای ارزیابی شیوع ویروس در یک جمعیت استفاده شود. همچنین  می‌گوید: "اگر از آن مانند PCR استفاده كنید، حساسیت بسیار پایینی به دست می­آورید." "اما از این جنبه که  ما سعی در جلوگیری از شیوع بیماری  داریم ،  به نظر می‌رسد آزمایش آنتی­ژن، به ویژه هنگامی که چندین بار استفاده می‌شود، عالی عمل می‌کند."

تستهای کووید 19 چطور عمل می­کنند:

دو نوع آزمایش ویروس کرونا ، مواد ویروسی را شناسایی می کنند. نوع سوم پاسخ ایمنی به عامل عفونی را بررسی می‌کند. بسیاری از گروه­های تحقیقاتی در سراسر جهان به دنبال طراحی روش­های آزمایش سریعتر و ارزان­تر هستند. برخی برای بهبود  بخشیدن بهPCR دنبال افزایش سرعت تکثیر در این روش هستند، اما بسیاری از این آزمایشات هنوز به تجهیزات ویژه ای نیاز دارند. سال گذشته، محققان دانشگاه ایلینوی روش تشخیص سریع خود را ایجاد کردند: یک آزمایش مبتنی بر PCR که به جای سواب بینی از بزاق استفاده می‌کند و از یک مرحله گران و آهسته چشم پوشی می کند. هزینه این تست 10-14 دلار است و در کمتر از 24 ساعت نتیجه می‌دهد و به دانشگاه این امکان را می‌دهد تا همه افراد در دانشگاه دو بار در هفته غربال کند، اگرچه برای اجرای PCR به یک آزمایشگاه در محل، متکی است. در ماه آگوست گذشته، برنامه آزمایش مکرر به دانشگاه اجازه داد تا افزایش در موارد ابتلا در دانشگاه را تشخیص داده و آنها را تا حد زیادی تحت کنترل درآورد. طی یک هفته، موارد جدید 65٪ کاهش یافته است و دانشگاه افزایش مشابه را از آن زمان گزارش نکرده است.

بوهم می‌گوید که هیچ آزمایشی متناسب با همه نیازها وجود ندارد، اما سنجش­هایی که می‌توانند افراد مبتلا را شناسایی کنند برای باز نگه داشتن اقتصاد دنیا بسیار مهم هستند. وی می‌گوید: "آزمایش در فرودگاه­ها، مرزها، محل­های کار، مدارس و محیط­های بالینی  همه مواردی است که آزمایش­های سریع قدرت زیادی دارند زیرا استفاده از آنها آسان، کم هزینه و سریع است." روند تأیید اتحادیه اروپا برای آزمایش های تشخیصی COVID-19 در حال حاضر مشابه با سایر موارد تشخیصی است، اما نگرانی‌ها در مورد عملکرد برخی سنجش‌ها دستورالعمل­های جدید را در آوریل گذشته ایجاد کرد و تولیدکنندگان را به تولید کیت­های تشخیصی با  حداقل کیفیت تستهای پیشرفته COVID-19 دعوت می‌کند. اما از آنجا که تست­ها می‌توانند در آزمایشات تولیدکنندگان متفاوت با دنیای واقعی عمل کنند، دستورالعمل‌ها توصیه می‌کنند که کشورهای عضو قبل از  به کارگیری تستها، اعتبار سنجی کنند.

  منبع:( G. Guglielmi.Rapid Coronavirus Tests: A Guide For The Perplexed. Nature 590, 202-205 (2021