Apakah Tes Breathalyzer Coronavirus Mungkin?

AndreyPopov / Getty Images

Poin Penting

• Para peneliti sedang mengeksplorasi perangkat seperti breathalyzer untuk mendeteksi COVID-19.
• Alat tersebut dilatih untuk membedakan “tanda tangan COVID” berdasarkan senyawa organik yang mudah menguap (VOC) di napas.
• Tes nafas mungkin memiliki tempat dalam skrining virus di masa depan, berpotensi di tempat-tempat ramai.

Satu-satunya hal yang membuat frustrasi adalah menunggu untuk mengetahui apakah Anda telah dites positif mengidap virus corona, sebuah proses yang dapat memakan waktu berhari-hari, mungkin bertahan dalam ujian di tempat pertama. Tes COVID-19 yang paling umum melibatkan usap panjang yang menempel di lubang hidung Anda untuk mengumpulkan sekresi dari bagian belakang hidung dan tenggorokan Anda — bukan sensasi yang menyenangkan. Tetapi para peneliti sedang mencari metode yang lebih mudah. Seseorang mungkin seperti menguji nafas untuk konsumsi minuman keras.

“Itu gagasan bahwa Anda memiliki napas COVID,” Makeda Robinson, MD, PhD, seorang rekan penyakit menular di Universitas Stanford, memberi tahu Verywell. “Telah ditunjukkan sebelumnya bahwa virus, dan sel yang terinfeksi virus, dapat mengeluarkan senyawa organik yang mudah menguap atau VOC ini ke dalam napas Anda.”

Para peneliti telah mengembangkan dan melakukan studi awal kecil pada perangkat mirip breathalyzer untuk mendeteksi dengan cepat keberadaan SARS-CoV-2, virus penyebab COVID-19. Penemuan ini baru-baru ini dipublikasikan diACS Nano, sebuah publikasi dari American Chemical Society.

Bagaimana itu bekerja

Perangkat ini memiliki sensor yang terbuat dari bahan nano yang terhubung ke molekul sensitif VOC. Ketika VOC dari napas berinteraksi dengan sensor, hambatan listrik berubah, menciptakan pola. Para peneliti menggunakan pembelajaran mesin untuk melatih sensor guna mengenali perbedaan utama dalam napas yang dihembuskan dan mengidentifikasi kemungkinan tanda tangan COVID-19 berdasarkan sinyal hambatan listrik.

Untuk melatih sensor untuk mengenali kemungkinan tanda tangan COVID-19, para peneliti meminta tiga kelompok: 49 pasien dengan COVID-19 yang dikonfirmasi, 58 orang sehat, dan 33 pasien dengan infeksi paru-paru non-COVID. Setiap peserta meniup prototipe selama beberapa detik.Selanjutnya, para peneliti perlu menentukan apakah potensi tanda tangan COVID prototipe itu akurat, jadi mereka menguji perangkat tersebut pada sejumlah kecil dari 140 peserta.

Apakah Itu Akurat?

Dalam membedakan kasus COVID-19 dari kelompok kontrol individu sehat, perangkat tersebut memiliki akurasi 76%. Sensor tersebut membedakan antara individu dengan COVID-19 dan mereka yang didiagnosis dengan jenis infeksi paru-paru yang berbeda dengan akurasi 95%, dan antara pasien COVID-19 yang sembuh dan yang sakit dengan akurasi 88%.

“Semuanya tepat di sisi kiri kurva perkembangan,” Farley Cleghorn, MD, MPH, seorang ahli epidemiologi dan kepala kesehatan global di Palladium, mengatakan kepada Verywell. “Ini laporan pertama. Dan meskipun ini menunjukkan beberapa data yang menjanjikan, bahkan penulisnya sendiri mengatakan kami membutuhkan studi yang lebih besar. "

Tes tersebut paling tidak akurat dalam menentukan antara infeksi COVID-19 dan subjek sehat. Studi tersebut mencatat sejumlah positif palsu, yang dapat menyebabkan peningkatan penggunaan perawatan kesehatan dan tidak perlu berkontribusi pada pembebanan berlebihan, kata Robinson. Tetapi positif palsu mungkin kurang menjadi perhatian daripada orang hilang yang terinfeksi.

“Jika seseorang secara tidak sadar mengidap [COVID-19] dan mereka naik pesawat atau kembali bekerja, sekarang Anda membuat banyak orang terpapar,” kata Robinson.

Apa Artinya Ini Untuk Anda

Di masa mendatang, Anda mungkin bisa mengikuti tes seperti breathalyzer untuk COVID-19. Namun saat ini, hanya metode pengujian yang diberikan izin penggunaan darurat (EAU) oleh Food and Drug Administration (FDA) AS yang dapat memberikan hasil.

Tes Dapat Membantu Peningkatan Gauge

Robinson mengatakan dia sangat tertarik dengan fakta bahwa sensor tersebut dapat membedakan, pada tingkat tertentu, antara pasien yang sakit dengan COVID-19 dan mereka yang telah pulih.

“Ini mungkin bisa memberi tahu kami lebih banyak tentang bagaimana orang-orang meningkat atau tidak meningkat dari waktu ke waktu,” katanya. “Tidak pasti apakah itu bisa melakukan ini, tapi saya pikir kemungkinan itu ada.”

Batasan dari penelitian awal adalah tidak memperhitungkan banyak faktor seperti usia, jenis kelamin, etnis, penyakit penyerta, dan bahkan tempat tes dilakukan. “Ini adalah penelitian kecil yang dilakukan di Wuhan, Cina — jadi pada populasi pasien yang lebih homogen,” kata Robinson. "Kami tidak tahu apakah COVID-19 di daerah itu akan serupa dengan yang lain."

Makeda Robinson, MD, PhD

Kami bisa terus berkembang. Tes ini sebenarnya bisa terus menjadi lebih baik dari waktu ke waktu.

Tetapi sensor mungkin dapat dilatih untuk memperhitungkan faktor-faktor tersebut. "Saya pikir itu benar-benar janji dari pembelajaran mesin," kata Robinson. "Kami dapat terus berkembang. Tes ini sebenarnya bisa terus menjadi lebih baik dari waktu ke waktu."

Alternatif Sambutan untuk Penyeka

Masih diperlukan metode pengujian yang lebih baik untuk SARS-CoV-2, terutama opsi yang kurang invasif daripada usap nasofaring yang ditakuti.

“Ini sangat tidak menyenangkan,” Rebecca Wurtz, MD, MPH, profesor di Sekolah Kesehatan Masyarakat di Universitas Minnesota, memberi tahu Verywell. “Jika benar-benar diperoleh dengan benar, Anda harus mendorong kapas ke belakang dan kemudian memutarnya lima kali.”

Wurtz mengatakan bahwa dia belum melihat penelitian apa pun tentang hal ini, tetapi dia mencurigai kesalahan pengguna dalam pengumpulan, terutama di situs pengujian drive-up tertentu tempat Anda mengelola sendiri swab tersebut. “Saya pikir banyak teknisi dan perawat lab dan orang lain yang mendapatkan spesimen bahkan dalam pengaturan terkontrol takut untuk mendorong swab itu ke belakang dan menyebabkan ketidaknyamanan seperti itu,” katanya.

Administrasi Makanan dan Obat-obatan A.S. (FDA) telah memberikan otorisasi penggunaan darurat (EAU) untuk 230 tes COVID-19, termasuk 186 tes molekuler, 40 antibodi, dan 4 antigen. Tes nafas dalam perkembangan tidak termasuk dalam salah satu kategori ini.

“Ada semacam gelombang kedua ini,” kata Robinson tentang pengujian inovasi. “Kami mendapatkan lebih banyak informasi bahwa jenis spesimen yang berbeda sebenarnya dapat memiliki keakuratan yang serupa. Dan sekarang kami mulai bertanya pada diri sendiri, 'Apakah ini cara terbaik dan satu-satunya?' ”

Pengumpulan sampel hanya setengah dari pertempuran. Meskipun metode laboratorium baru dan inovatif sedang dikerjakan, standar emas untuk pandemi ini adalah pengujian reaksi berantai polimerase transkriptase balik (RT-qPCR). PCR adalah proses yang kompleks dan memakan waktu yang melibatkan bahan kimia dan mesin di lab, menurut FDA. Sebelum pengujian dimulai, sampel harus dikirim ke lab yang sesuai dan sering kali menunggu dalam antrean.

Cleghorn mengatakan laboratorium hanya dicadangkan. Dia pergi ke situs pengujian COVID-19 gratis sekitar sebulan yang lalu, katanya kepada Verywell. Waktu penyelesaian untuk hasil di situs itu sekitar 10 hari. Pada saat itu, dia mengatakan orang bisa "melewatkan kesempatan untuk melakukan semua tindakan pengendalian epidemiologis yang tepat yang diperlukan ketika seseorang positif terkena virus corona atau telah terpapar."

Waktu penyelesaian yang lama untuk hasil mengkhawatirkan para ahli, terutama sementara tingkat tes positif masih tinggi di banyak tempat di AS dan dengan musim dingin dan flu akan segera dimulai. “Kami merekomendasikan bahwa tingkat kepositifan berdasarkan yurisdiksi kurang dari 5%,” jelas Cleghorn, mengutip patokan COVID-19 yang ditetapkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia pada bulan Mei. “Kami memiliki sekitar 30 negara bagian di AS yang belum mencapai itu. . ”

Statistik ini, Cleghorn menambahkan, “telah menyebabkan minat yang jauh lebih besar untuk tes lainnya. Dan itulah mengapa ada upaya besar dan sangat subur untuk mengembangkan tes antibodi, tes antigen, tes non-PCR — apa pun yang akan meringankan sebagian beban yang kita alami. ”

Gunakan Kasus untuk Tes Nafas

Jadi, apakah kita semua akan diuji untuk "nafas COVID" saat kita menjalani hari-hari kita dalam waktu dekat? “Tes itu sendiri sangat mirip dengan breathalyzer untuk tes alkohol,” kata Robinson tentang prototipe yang disebutkan dalam penelitian tersebut. "Dan alkohol atau etanol adalah VOC."

Dengan kemudahan penggunaannya, tes nafas bisa menjadi alat yang berguna untuk pemeriksaan point-of-entry, Robinson menambahkan. Saat ini, banyak tempat seperti sekolah, klinik, dan kantor melakukan pemeriksaan suhu dan menanyakan gejala kepada individu. “Saya pikir ada tempat khusus untuk tes diagnostik seperti ini karena hanya membutuhkan sedikit personel tambahan dan waktu penyelesaiannya sangat cepat,” katanya. “Kami telah melihat dengan dibukanya kembali sekolah-sekolah bahwa ada banyak untung atau rugi di sana.”

Secara hipotesis, breathalyzer dapat membantu administrator sekolah menyaring siswa dengan lebih akurat dan efisien. Dan tes semacam itu bisa digunakan di bioskop atau acara olahraga, juga. "Sensitivitas dan spesifisitas harus ditingkatkan," kata Wurtz, "tetapi sensitivitas dan spesifisitas pengujian yang kami lakukan saat ini tidak terlalu baik, dan waktu serta penundaannya signifikan."

Prototipe seperti breathalyzer menggunakan nanopartikel emas pada sensornya, dan untuk Robinson, itu menimbulkan beberapa pertanyaan. “Seberapa mahal tes ini?” dia berkata. “Seberapa sering sensor ini harus diganti? Bisakah kita meningkatkan tes seperti ini ke tingkat yang sangat, sangat tinggi? Saya memiliki pertanyaan tentang apakah ini adalah solusi yang berkelanjutan atau tidak. "

Wurtz setuju bahwa masih terlalu dini untuk mengatakan apakah kita akan menggunakan breathalyzer COVID-19 sebelum kita pergi ke sekolah atau bekerja atau ke konser. “Saya tidak terlalu bersemangat tentang hal-hal ini,” katanya. “Tapi sebagai area eksplorasi, menurutku itu menjanjikan.”