アンドレイポポフ/ゲッティイメージズ
重要なポイント
- 研究者たちは、COVID-19を検出するための飲酒検知器のような装置を模索しています。
- このデバイスは、呼気中の揮発性有機化合物（VOC）に基づいて「COVIDシグネチャ」を区別するように訓練されています。
- 呼気検査は、将来、混雑した場所でウイルススクリーニングに使用される可能性があります。
コロナウイルスの検査で陽性かどうかを確認するのを待つのと同じくらいイライラする唯一のことは、数日かかる可能性のあるプロセスであり、そもそも検査に耐えることかもしれません。最も一般的なCOVID-19検査では、長い綿棒を鼻孔に突き刺して、鼻と喉の後ろから分泌物を収集しますが、これは必ずしも心地よい感覚ではありません。しかし、研究者たちはより簡単な方法に着手しています。 1つは、酒の消費について息をテストするようなものかもしれません。
「それはあなたがCOVID呼吸をしているという考えです」とスタンフォード大学の感染症フェローであるMakedaRobinson、MD、PhDはVerywellに話します。 「ウイルス、およびウイルスに感染した細胞が、これらの揮発性有機化合物またはVOCを呼吸に放出する可能性があることが以前に示されています。」
研究者たちは、COVID-19を引き起こすウイルスであるSARS-CoV-2の存在を迅速に検出するために、飲酒検知器のようなデバイスに関する小規模な初期研究を開発し、実施しました。調査結果は最近で公開されましたACSナノ、アメリカ化学会の出版物。
使い方
このデバイスには、VOCに敏感な分子にリンクされたナノ材料で作られたセンサーがあります。呼吸からのVOCがセンサーと相互作用すると、電気抵抗が変化し、パターンが作成されます。研究者は、機械学習を使用してセンサーをトレーニングし、呼気の重要な違いを認識し、電気抵抗信号に基づいてCOVID-19の可能性のある兆候を特定しました。
可能性のあるCOVID-19シグネチャを認識するようにセンサーをトレーニングするために、研究者は3つのグループを参加させました：確認されたCOVID-19の49人の患者、58人の健康な個人、および非COVID肺感染症の33人の患者。各参加者は数秒間プロトタイプに息を吹き込みました。次に、研究者はプロトタイプの潜在的なCOVID署名が正確であるかどうかを判断する必要があったため、140人の参加者のうち少数でデバイスをテストしました。
それは正確ですか？
COVID-19の症例を健康な個人の対照群と区別する際に、デバイスは76％正確でした。センサーは、COVID-19の患者と、異なるタイプの肺感染症と診断された患者を95％の精度で区別し、回復したCOVID-19患者と病気のCOVID-19患者を88％の精度で区別しました。
「それはすべて開発曲線の左側にあります」と、疫学者でパラディウムのグローバルヘルス責任者であるファーリークレグホーン医学博士はベリーウェルに語ります。 「これは最初のレポートです。そして、それはいくつかの有望なデータを示していますが、著者自身でさえ、より大規模な研究が必要であると言っています。」
このテストは、COVID-19感染と健康な被験者との間の決定において最も正確ではありませんでした。この研究では、多くの誤検知が記録されており、これはヘルスケアの使用の増加につながり、不必要に過負荷につながる可能性があるとロビンソン氏は述べています。しかし、誤検知は、感染した人を失踪するよりも懸念が少ないかもしれません。
「誰かが無意識のうちに[COVID-19]を持っていて、飛行機に乗ったり、仕事に戻ったりした場合、今では多くの人がそれにさらされています」とロビンソンは言います。
これがあなたにとって何を意味するか
将来的には、COVID-19の飲酒検査のような検査を受けることができるかもしれません。しかし、現時点では、米国食品医薬品局（FDA）によって緊急使用許可（EAU）が付与された試験方法のみが結果を提供できます。
テストはゲージの改善に役立つ可能性があります
ロビンソン氏は、センサーがCOVID-19に感染した患者と回復した患者をある程度区別できたという事実に、特に興味をそそられたと言います。
「それは、人々が時間の経過とともにどのように改善しているか、または改善していないかについて、私たちにもっと教えてくれるかもしれません」と彼女は言います。 「これができるかどうかは定かではありませんが、可能性はあると思います。」
初期の研究の限界は、年齢、性別、民族性、併存疾患、さらには検査が実施される場所などの多くの要因を考慮していないことです。 「これは中国の武漢で実施された非常に小規模な研究であるため、より均質な患者集団で実施されました」とロビンソン氏は言います。 「その地域のCOVID-19の呼吸が他の領域と似ているかどうかはわかりません。」
マケダロビンソン、MD、PhD
私たちは進化し続けることができます。このテストは、実際には時間の経過とともに改善し続ける可能性があります。
— Makeda Robinson、MD、PhDしかし、センサーはこれらの要因を説明するように訓練できるかもしれません。 「それは本当に機械学習の約束だと思います。私たちは進化し続けることができます。このテストは実際には時間の経過とともに改善し続けることができます。」
スワブのウェルカムオルタナティブ
SARS-CoV-2のより良い検査方法、特に恐ろしい鼻咽頭スワブよりも侵襲性の低いオプションが依然として必要です。
「それは非常に不快です」とミネソタ大学公衆衛生学部の准教授であるレベッカ・ヴュルツ医学博士はベリーウェルに語ります。 「それが本当に適切に得られた場合は、綿棒を奥まで押し込んでから、5回回転させることになっています。」
Wurtzは、これに関する研究は見たことがないと言いますが、特に実際に綿棒を自分で管理している特定のドライブアップテストサイトでは、収集におけるユーザーエラーを疑っています。 「制御された環境でも標本を入手する多くの研究室の技術者や看護師、その他の人々は、その綿棒を完全に押し戻し、そのような不快感を引き起こすことを恐れていると思います」と彼女は言います。
米国食品医薬品局（FDA）は、186の分子検査、40の抗体検査、および4つの抗原検査を含む230のCOVID-19検査に緊急使用許可（EAU）を付与しました。開発中の呼気検査は、これらのカテゴリのいずれにも分類されません。
「この第2の波のようなものがありました」と、ロビンソンはイノベーションのテストについて述べています。 「さまざまな種類の標本が実際に同様の精度を持つ可能性があるというより多くの情報を入手しました。そして今、私たちは自分自身に「これが最善で唯一の方法ですか？」と自問するようになりました。
サンプルコレクションは戦いの半分に過ぎません。新しく革新的なラボメソッドが開発中ですが、このパンデミックのゴールドスタンダードは逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応（RT-qPCR）テストです。 FDAによると、PCRはラボ内の化学物質と機械を含む複雑で時間のかかるプロセスです。テストを開始する前に、サンプルを適切なラボに発送する必要があります。
クレグホーン氏によると、ラボは単にバックアップされているだけです。彼は約1か月前に無料のCOVID-19テストサイトに行きました、と彼はベリーウェルに話します。そのサイトでの結果のターンアラウンドタイムは約10日でした。その時、彼は人々が「誰かがコロナウイルスに陽性であるか、または暴露されたときに必要とされるすべての正しい疫学的管理措置を行うための窓を逃しているかもしれない」と言います。
特に米国の多くの場所でテスト陽性率がまだ高く、風邪やインフルエンザの季節が始まろうとしている間、結果の長いターンアラウンドタイムは専門家に関係しています。 「管轄区域ごとの陽性率は5％未満にすることをお勧めします」と、5月に世界保健機関によって設定されたCOVID-19ベンチマークを引用して、クレグホーンは説明します。 。」
これらの統計は、次のように付け加えています。そのため、抗体検査、抗原検査、非PCR検査など、私たちが経験している負担の一部を軽減するものを開発するために、非常に肥沃な多大な努力が払われてきました。」
呼気検査のユースケース
では、近い将来、私たち全員が「COVIDブレス」の検査を受けるのでしょうか。 「テスト自体は、アルコールテスト用の飲酒検知器と非常によく似ています」とロビンソンは研究で言及されたプロトタイプについて述べています。 「そしてアルコールやエタノールはVOCです。」
ロビンソン氏は、その使いやすさから、呼気検査は入口のスクリーニングに役立つツールになる可能性があると付け加えています。現在、学校、診療所、オフィスなどの多くの場所で温度チェックが行われ、個人に症状について尋ねています。 「追加の人員がほとんど必要なく、ターンアラウンドタイムが非常に速いため、このような診断テストには本当のニッチがあると思います」と彼女は言います。 「学校の再開に伴い、多くのヒットまたはミスが発生していることがわかりました。」
仮に、飲酒検知器は、学校の管理者が生徒をより正確かつ効率的にスクリーニングするのに役立ちます。そして、そのようなテストは、映画館やスポーツイベントでも使用できます。 「感度と特異性を改善する必要がありますが、現在のテストの感度と特異性はあまり良くなく、時間と遅延は重要です。」とWurtz氏は言います。
飲酒検知器のようなプロトタイプは、センサーに金ナノ粒子を使用しており、ロビンソンの場合、いくつかの疑問が生じます。 「これらのテストはどれくらいの費用がかかりますか？」彼女が言います。 「これらのセンサーはどのくらいの頻度で交換する必要がありますか？このようなテストを非常に高いレベルにスケールアップできますか？これが持続可能な解決策であるかどうかについて質問があります。」
Wurtzは、学校、職場、コンサートに行く前にCOVID-19飲酒検知器を使用するかどうかを言うのは時期尚早であることに同意します。 「私はこれらのことにあまり興奮しません」と彼女は言います。 「しかし、探鉱の分野としては、有望な分野だと思います。」
