- 222
- 0
Открытия в ранней диагностике Covid: обнаружение вируса по образцам выдыхаемого воздуха
Ранняя диагностика заражения коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), возбудителем пандемии коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), важна для ограничения его передачи. В этом контексте крайне необходима надежная система тестирования по месту оказания медицинской помощи.
Анализ полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) является золотым стандартом для обнаружения COVID-19. Однако этот метод нельзя использовать для быстрого и массового тестирования, поскольку ОТ-ПЦР требует наличия квалифицированного персонала для сбора образцов для тестирования у инфицированного человека и проведения этого анализа.
Разработка нового устройства для анализа выдыхаемого воздуха с целью быстрого обнаружения COVID-19 может быть чрезвычайно удобной. Этот тип устройства может быть очень полезным из-за его простого метода сбора образцов, неинвазивности, возможности повторного использования и способности предоставлять результаты в течение короткого промежутка времени.
Образцы дыхания можно использовать для выявления инфекции SARS-CoV-2 путем определения присутствия летучих органических соединений (ЛОС) в образце. Выдыхаемый воздух пациента с COVID-19 содержит специфические летучие органические соединения, которые возникают из-за измененных метаболических реакций или изменений микробиоты легких во время инфекции.
Интересно, что в предыдущих исследованиях сообщалось об отчетливом запахе пациентов с COVID-19, который легко обнаруживался собаками. Соединение, обнаруженное собакой, было дополнительно проанализировано с помощью газовой хроматографии и спектрометрии подвижности ионов.
Выдыхаемый воздух, содержащий различные газы, в том числе летучие органические соединения, может быть получен с помощью электронного носового устройства. В отличие от тестов ОТ-ПЦР, устройство «электронный нос» может легко обнаружить инфекцию SARS-CoV-2 на различных этапах ее развития.
В нескольких исследованиях сообщается о разработке газовых сенсоров на основе наночастиц, сенсоров на углеродных нанотрубках и газоанализаторов на основе оксидов металлов для селективного обнаружения ЛОС.
Предыдущие исследования также показали, что методы анализа выдыхаемого воздуха могут обнаруживать вирусы, такие как грипп и риновирусы человека, путем анализа ЛОС в выдыхаемом воздухе с использованием устройства «электронный нос».
Есть несколько опасений относительно обнаружения COVID-19 с помощью электрического анализатора носового дыхания, например, то, что эти устройства нельзя применять в различных условиях окружающей среды для сбора и анализа образцов дыхания.
В недавнем исследовании, рассматриваемом в журнале Scientific Reports и опубликованном на сервере препринтов Research Square*, ученые обсудили разработку электронного носового устройства для обнаружения летучих органических соединений с использованием коммерческих газовых сенсоров, которым требуется мало энергии для работы при высоких температурах.
Чтобы оценить эффективность устройства, исследователи провели клинические наблюдения в северной части Польши.
Экспериментальные исследования проходили в больничных палатах, предназначенных для лечения пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, во время третьей волны COVID-19 в Польше, в период с марта по июль 2021 года. Образцы дыхания были получены из Университета (Центр морской и тропической медицины, Польша). Затем ученые проанализировали недавно разработанное устройство «электронный нос».
В исследовании было использовано в общей сложности 56 образцов дыхания, в том числе 33 образца, полученных от тяжело инфицированных пациентов с COVID-19, 17 образцов от здоровых людей и шесть образцов из окружающего воздуха. Все образцы были собраны утром после того, как участники исследования почистили зубы, но до завтрака. Эта мера была предпринята для уменьшения отбора проб загрязненного выдыхаемого воздуха.
Около 130 мл образцов дыхания было собрано с помощью пробоотборника дыхания BioVOC™ у всех участников исследования, дышащих в одной и той же атмосфере больничной палаты.
Результаты исследования
Образцы дыхания, полученные от пациентов с COVID-19, показали более высокий уровень влажности по сравнению с контрольной группой. Примечательно, что использованное здесь устройство «электронный нос» обеспечило более высокий уровень выявления COVID-19 для пожилых пациентов по сравнению с более молодыми пациентами. Фактически, у некоторых более молодых пациентов устройство обеспечивало точность обнаружения всего 80%.
Описанное устройство можно использовать для оценки эффективности лечения или для массового предварительного скрининга. Одной из проблем, связанных с этим устройством, является его ограниченная точность при использовании на открытом воздухе; таким образом, будущие исследования должны быть сосредоточены на повышении его точности и улучшении его устойчивости к колебаниям факторов окружающей среды.
В совокупности результаты текущего исследования убедительно свидетельствуют о том, что использование коммерческих газовых сенсоров благоприятно для идентификации ЛОС в пробах выдыхаемого воздуха. Таким образом, устройство и методология, используемые в текущем исследовании, могут быть применены на практике для обнаружения COVID-19.
Инновационные разработки в области диагностики и лечения Covid19 смогут обсудить участники онлайн-школы «Covid-19 - промежуточные итоги», которая пройдет 5 сентября, с 14:00. Мероприятие состоится при участии Камчатнова Павла Рудольфовича — д. м. н., профессора кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики ФГАОУ ВО «РНИМУ им. Н.И. Пирогова» МЗ РФ.
Онлайн-школа будет подана в координационный совет НМО.
Регистрация уже открыта: https://therapy.school/events/05092022/
Приглашаем специалистов к активному обсуждению!
Источник материала статьи: https://www.news-medical.net/news/20220608/Electronic-nose-detects-SARS-CoV-2-from-breath.aspx
