تشخیص COVID 19 از طریق آزمایش های موجود

تنظیم کنندگان: دکتر حمیدرضا خانکه، دکتر مهرداد فرخی، دکتر ژولیت رودینی، دکتر نگار پوروخشوری، دکتر یوسف اکبری شهرستانکی، دکتر علی نصیری، جعفر بازیار، نادر مجیدی، علی صادقی مقدم، صادق احمدی ماژین، الهام قناعت پیشه

مقدمه:

این تحقیق شامل جدیدترین یافته‎های علمی می‎باشد که می‎تواند به عنوان راهنمایی در راهبردهای مقابله با همه‎گیری بیماری  COVID-19 مفید باشد. هدف از این مطالعه، اطلاع رسانی به مخاطبان فعال در حوزه فناوری ‎های تشخیصی و نظارتی برای COVID-19 و ویژگی‎های عملکردی این آزمایش ها می‎باشد

آزمایش‎های تشخیصی نوظهور برای COVID-19

1.  آزمایش اسید نوکلئیک
2. آزمایش پروتئین
3. آزمایش قابل حمل (سریع)

آزمایش تشخیصی واکنش زنجیره‌ای پلیمراز همپا Real Time – Polymerase Chain Reaction

آلمان در حال حاضر برای تشخیص آزمایشگاهی وجود ویروس جدید کرونا از روش “واکنش زنجیره‌ای پلیمراز” استفاده می‌کند که دقت آنها بالا برآورد می‌شود. مدت زمانی که آزمایشگاه برای این آزمایش صرف می‌کند، می‌تواند تا ۵ ساعت برسد. اما نتیجه معمولاً پس از چند روز به دست بیمار می‌رسد، زیرا از یک سو، نمونه‌ها باید توسط پزشک به آزمایشگاه ارسال شوند و از سوی دیگر، انجام آزمایش‌ها بر روی نمونه‌ها هنوز به صورت تمام ‌خودکار نیست و به تکنیسین آزمایشگاه نیاز است که در حال حاضر شمارشان به حدی نیست که آزمایشگاه‌ها ۲۴ ساعته مشغول به کار باشند. اما RT-PCR رایج ترین روش برای تشخیص  COVID-19 با استفاده از نمونه‎های تنفسی است.

گردش کار برای آزمایش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز همپا COVID-19

نمونه ‎های راه تنفسی فوقانی: به صورت گسترده‎، نمونه ‎های راه تنفسی فوقانی برای آزمایش توصیه می ‎شود. البته برای بیمارانی که دارای سرفه ‎های خلط‎ دار هستند، نمونه برداری از راه‎ های تنفسی تحتانی توصیه می ‎شود. نمونه‎ های دستگاه تنفسی فوقانی شامل سواب‎ های نازوفارنکس‎، سواب ‎های دهانی، حلق و بینی، شستشوی نازوفارنکس و ترشحات عمقی بینی است.

نمونه‎های راه تنفسی تحتانی: شامل خلط، مایعلاواژ شده برونکو آلوئولار (BAL) و ترشحات ساکشن شده تراشه است. هر دو ترشح ساکشن شده BAL و تراشه می ‎توانند در تولید آئروسل، خطر بالایی داشته باشند.

در 4 روز اول پس از شروع بیماری، مطمئن‎ترین روش تشخیص  COVID-19 در خلط و به دنبال آن سواب ‎های بینی است. در حالی که سواب ‎های گلو 8 روز پس از شروع علائم غیر قابل اعتماد می‎باشند. مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‎ های ایالات متحده (CDC) از روش یک مرحله‎ای RT-PCR استفاده می‎کند که اطلاعات کمّی در مورد بار ویروسی برای شناسایی حضور COVID-19 ارائه می ‎دهد.

محدودیت آزمایش تشخیصی واکنش زنجیره ‌ای پلیمراز همپا RT-PCR

ویروس COVID-19 در حال حاضر با RT-PCR تشخیص داده شده، و با سی تی اسکن قفسه سینه (ریه) تایید می‎شود. اما هر تکنیکی اشکالات خاص خود را دارد:

• در دسترس نبودن میزان کافی کیت ‎های معرف
• فقدان زیرساخت‎ های لازم در بیمارستان‎ های عمومی خارج از شهر جهت انجام آزمایش RT-PCR
• لزوم وجود ویروس COVID-19 در نمونه‎ های تهیه شده برای انجام آزمایش RT-PCR

اگر بیمار فاقد علامت بوده یا بهبود یافته باشد، آزمایش PCR عفونت قبلی را شناسایی نخواهد کرد. از سویی دیگر، انجام سی تی اسکن قفسه سینه روشی گران قیمت و نیازمند تخصص فنی می ‎باشد. طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی تأیید نهایی توسط سی تی اسکن علامت‎ دار و آزمایش RT-PCR می‎ باشد.

آزمایش تشخیصی تومو گرافی کامپیوتری (سی ‌تی اسکن قفسه سینه)

سی ‌تی اسکن قفسه سینه روشی برای بررسی آنفلوانزا است که روش سریع و آسان می‎ باشد. حساسیت سی تی اسکن در تشخیصCOVID-19 ، ۹۸% می ‎باشد. در حالی که حساسیت در تشخیص با کمک PCR، برابر با ۷۱% است.

ویژگی‎ های سی تی اسکن در تشخیص COVID-19

• در مراحل اولیه بیماری (2-0 روز اول) در سی تی اسکن معمولاً (56٪) و  حدود 10 روز پس از شروع علائم، حداکثر درگیری ریه در دیده می ‎شود.
• ویژگی‎های بارز سی تی اسکن قفسه سینه در COVID-19 شامل کدورت‎ های دو طرفه و سخت شدن بافت ریه‎ ها است.
• سی تی اسکن از حساسیت بالاتری برخوردار است (98-86٪) و نسبت به  RT-PCR میزان خطای منفی کاذب کمتری دارد.

محدودیت سی تی اسکن در تشخیص COVID-19

محدودیت اصلی استفاده از سی تی اسکن برای COVID-19 این است که دقت آن کم است (25٪) زیرا ویژگی‎ های تصویربرداری با سایر پنومونی ‎های ویروسی همپوشانی دارند.

طبق نظر سازمان بهداشت جهانی، اولویت اصلی تحقیقات تشخیصی COVID-19، توسعه آزمایش‎های اسید نوکلئیک، پروتئین و آزمایش تشخیصی سریع در محل سکونت یا مراقبت بیماران است(2). این آزمایش‎ ها برخلاف آزمایش ‎های اسید نوکلئیک، مزایای تشخیص پس از بهبود را نیز دارند. این امر پزشکان را قادر می ‎سازد تا بیماران فعلی و بهبود یافته را ردیابی کرده و تخمین بهتری از کل عفونت‎های COVID-19 را ارائه ‎دهند.

آزمایش های تشخیصی در محل، دستگاه‎های دستی هستند که برای تشخیص بیماران در خارج از مراکز درمانی و مراقبتی متمرکز، مورد استفاده قرار گرفته و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند.

آزمایش اسید نوکلئیک: در حال حاضر آزمایش‎های اسید نوکلئیک با استفاده از تقویت هم‎دمایی (ایزوترمال) برای شناسایی COVID-19 در حال توسعه هستند. پانل‎ های بارکد می ‎توانند برای ویروس‎های تنفسی، کرونا ویروس‎ها، بیماری‎های مقاربتی و یا علائم (به عنوان مثال تب، سرفه، اسهال) طراحی شوند.

آزمایش پروتئین: آنتی ژن‎ های پروتئین ویروسی و آنتی بادی‎ هایی که در پاسخ به عفونت COVID-19 ایجاد می‎ شوند می ‎توانند برای تشخیص این بیماری مورد استفاده قرار گیرند.

تغییر در حجم و مقدار ویروس‎ها در طول دوره عفونت ممکن است تشخیص پروتئین‎های ویروسی را دشوار کند. به عنوان مثال نتایج مطالعه‎ای نشان داد که در هفته اول پس از شروع علائم بیماری با COVID-19، حجم بالای ویروس‎ها در بزاق بیمار وجود داشته و با گذشت زمان، در طول بیماری این حجم کاهش پیدا کرده است. این بدین معنی است که فرصت زمانی کمی برای تشخیص از طریق پروتئین‎های ویروسی در زمان ابتلا وجود دارد.

امروزه، استفاده از آزمایش‎های سرولوژیکی (یعنی آزمایش خون برای آنتی بادی‎ های خاص) در حال گسترش هستند. همچنین آنتی بادی ‎های COVID-19 در نمونه‎های تنفسی، خون یا مدفوع نیز در افراد مشکوک تشخیص داده شده‎اند.

آزمایش‎های سریع و قابل حمل: از این آزمایش ‎ها برای تشخیص در محل حضور بیمار و بدون ارسال نمونه به مراکز متمرکز استفاده می‎شود. یکی از روش ‎های انجام سریع در محل برای تشخیص این بیماری است که در محل‎ هایی مانند مناطق محروم و دور افتاده که زیرساخت ‎های آزمایشگاهی مناسب ندارند پیشنهاد می‎شود.

به طور کلی می توان توسعه فناوری تشخیص را در چهار مرحله ترسیم کرد (شکل 3).

مرحله 1: به فناوری‎هایی اطلاق می‎شود که در مرحله اثبات قرار دارند که در آن محققان از اهداف مصنوعی برای اعتبار‎سنجی این موارد استفاده می‎کنند.

مرحله 2: به فناوری‎هایی اطلاق می‎شود که تعداد کمی از نمونه‎های بیمار را تجزیه و تحلیل کرده‎اند (یعنی کمتر از 100 نمونه).

مرحله 3: به طور معمول به فناوری‎هایی اطلاق می‎شود که در آن آزمایشات بالینی بر روی یک گروه بزرگی از بیماران انجام می‎شود.

مرحله 4: زمانی است که این فناوری در بیماران تجاری شده و از آن استفاده می‎شود.

این فناوری‎های نوظهور می‎توانند در تشخیص شیوع بیماری‎های آینده نقش داشته باشند

شکل 1. مراحل رشد آزمایش های تشخیصی

 مراحل 1 و 2 به طور معمول در یک محیط دانشگاهی رخ می‎دهد. در حالی که مراحل 3 و 4 در یک شرکت پس از انتقال تجاری رخ می‎دهد. اکثر فناوری ‎های تشخیصی در اثبات مرحله مفهوم هستند و تعداد کمی از آنها در مرحله 3 هستند که می ‎توانند به سرعت برای تشخیص عوامل بیماریزا در شیوع‎های جدید سازگار شوند. پیشرفت بیشتر فناوری‎های مرحله 2 به مرحله 3 باعث افزایش تعداد رویکردها برای تشخیص عوامل بیماری‎زای جدید می‎شود.

نظارت تلفن‎های هوشمند بر بیماری‎های عفونی

کنترل بیماری‎های همه گیر، نیازمند نظارت گسترده، به اشتراک گذاری داده‎های اپیدمیولوژیک و نظارت بر بیمار است. واحدهای سلامت، از بیمارستان‎های محلی گرفته تا سازمان بهداشت جهانی، به ابزارهایی نیاز دارند تا از طریق آنها سرعت و سهولت ارتباط را به منظور مدیریت شیوع بیماری‎ها بهبود بخشند. تلفن‎های هوشمند را می‎توان برای این منظور استفاده کرد. زیرا دارای اتصال، قدرت محاسباتی و سخت افزاری برای تسهیل گزارش‎های الکترونیکی، پایگاه داده اپیدمیولوژیک و آزمایش نقطه مراقبت (شکل 4) هستند.

گسترش جهانی کووید-19 با ارتباطات ناکافی و گزارش‎های اشتباه تسریع شده است. نمونه بارز ایران می‎باشد که 43 مورد اولیه ابتلا به ویروس کرونا را تا 23 فوریه 2020 تأیید کرد با میزان مرگ و میر 19٪ (8 فوت) و 3 مورد صادر شده با منشا ایرانی. بر اساس این گزارش، مدل سازی انتقال نشان می‎دهد که تعداد افراد آلوده در ایران هزاران نفر بوده است(88).

نکات مثبت

• تلفن‎های هوشمند می‎توانند فرایند ردیابی مخاطب را به صورت دیجیتالی تهیه کنند تا سوابق کاملتر و مشترک‎تری را ارائه دهند.
• از تلفن‎های هوشمند می‎توان برای ایجاد خط ارتباط مستقیم بین بیماران و پزشکان استفاده کرد، بدون اینکه خطر انتقال بیماری به هر یک از طرفین وجود داشته باشد.
• مشاوره‎های تلفنی منجر به گزارش‎دهی کلی بیشتر در خصوص آنفلوانزا در مقایسه با مشاوره‎های حضوری شود.
• برنامه‎های گوشی تلفن هوشمند می‎توانند با ایجاد ارتباط بین بیماران و مشاوران بهداشت روان به سازگاری آنها با اضطراب و ترس در حین تنهایی، هنگام شیوع بیماری و قرنطینه کمک کنند (96، 97).
• بیماران می‎توانند با گزارش علائم و رفتارهای خود از طریق این برنامه‎های هوشمند، نظارت از راه دور توسط پزشکان را تسهیل کنند(98). به عنوان مثال، در حین شیوع  MERS در سال 2013، از نرم افزار گوشی هوشمند برای نظارت بر مسافران در هنگام حج استفاده شد. در آن برنامه، کاربران، پروتکل‎های رعایت بهداشت و شستشوی دست، موارد تماس با حیوانات و بروز علائم را حین زیارت و پس از بازگشت به کشورهای زادگاه خود گزارش می‎دادند (99).
• از اجزای گوشی‎های هوشمند (مانند دوربین، چراغ قوه و …) برای قرائت آزمایش‎های تشخیصی به جای تجهیزات آزمایشگاهی معمولی استفاده شده است(100). این دستگاه‎ها از طریق انجام خودکار و ارتباط با پایگاه داده‎ها، فرایند تشخیص را ساده‎تر می‎کند.
• استفاده از گوشی هوشمند دارای فناوری مادون قرمز  (FLIR) جهت تشخیص تب در بیماران به اثبات رسیده است.
•  اخیراً یک برنامه میکروسکوپ بر گوشی ‎های هوشمند ساخته شده است که نتایج تشخیصی را برای تجزیه و تحلیل و نقشه برداری موقعیت – مکانی به پایگاه داده منتقل می ‎کند(103).

نکات منفی

اگر افراد آلوده به کووید 19 به بیمارستان مراجعه كنند و آزمایش بیماری آن‎ها مثبت باشد، بیمارانِ دارای علائم خفیف بعد از پروسه پزشکی برای خود قرنطینگی به خانه اعزام می‎شوند(95). اما خود قرنطینگی به طور تلفنی ارتباط بین بیماران و پزشکان را از بین می‎برد، که این موضوع منجر به ایجاد اثرات سوء سلامت روانِ بیمار و كاهش نظارت توسط پزشک می‎گردد.

شکل :2 نقش گوشی‎های هوشمند در تشخیص

قابلیت‎های گوشی هوشمند مانند اتصال، بانک اطلاعاتی و سخت افزار پردازنده امکان بهتر ساختن سیاست‎های مبتنی بر شواهد، هماهنگی پاسخ به بیماری ملی و مراقبت‎های بهداشتی در جامعه را فراهم می‎کند.

توضیحات فوق را به صورت فایل پاورپوینت دانلود کنید.

حتما بخوانید:

⇐ نرم افزار طراحی تهویه موضعی

⇐ نرم افزار مدیریت حوادث شیمیایی در محیط کار wis

منبع:

Diagnosing COVID-19: The Disease and Tools for Detection

Buddhisha Udugama, Pranav Kadhiresan, Hannah N. Kozlowski, Ayden Malekjahani, Matthew Osborne, Vanessa Y.C. Li, Hongmin Chen, Samira Mubareka, Jonathan Gubbay, and Warren C.W. Chan

ACS Nano, Just Accepted Manuscript • DOI: 10.1021/acsnano.0c02624 • Publication Date (Web): 30 Mar 2020