Kitabı oku: «Coronavirus Der unsichtbare Killer», sayfa 3

Erkennung von Viren mithilfe von PCR-Tests

DAS CDC-LABORTESTKIT 2019-nCoV

DEMONSTRATION EINES Nasopharyngealtups für COVID-19-Tests

DEMONSTRATION EINES Kehlkopfes für COVID-19-Tests

Mit Hilfe der Echtzeit-Reverse-Transkriptionspolymerase-Kettenreaktion (rRT-PCR) kann der Test an Atemproben durchgeführt werden, die mit verschiedenen Methoden gewonnen wurden, einschließlich Nasopharyngealtupabstrich oder Sputumprobe. Die Ergebnisse sind in der Regel innerhalb von wenigen Stunden bis 2 Tagen verfügbar. Der RT-PCR-Test, der mit Kehlkopfabstrichen durchgeführt wird, ist nur in der ersten Woche der Krankheit zuverlässig. Später kann das Virus im Hals verschwinden, während es sich in der Lunge weiter vermehrt. Für Infizierte, die in der zweiten Woche getestet wurden, kann alternativ Probenmaterial aus den tiefen Atemwegen durch Saugkatheter oder Hustenmaterial (Sputum) entnommen werden.

EIN THERMOCYCLER ODER Thermocycler, auch bekannt als PCR-Maschine

Einer der frühen PCR-Tests wurde im Januar 2020 an der Charité in Berlin mit Hilfe der Echtzeit-Reverse-Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion (rRT-PCR) entwickelt und bildete die Grundlage für 250.000 Kits für den Vertrieb durch die Weltgesundheitsorganisation (WHO). Auch das Vereinigte Königreich hatte bis zum 23. Januar 2020 einen Test entwickelt.

Das südkoreanische Unternehmen Kogenebiotech entwickelteam 28. Januar 2020 ein pcR-basiertes SARS-CoV-2-Detektionskit (PowerChek Coronavirus) mit klinischer Qualität. ^[11]Es sucht nach dem "E"-Gen, das von allen Beta-Coronaviren geteilt wird, und nach dem RdRp-Gen, das spezifisch für SARS-CoV-2 ist.

In China war die BGI Group eines der ersten Unternehmen, das von Chinas National Medical Products Administration die Notfallgenehmigung für ein PCR-basiertes SARS-CoV-2-Erkennungskit erhielt.

In den Vereinigten Staaten vertreibt das Centers for Disease Control and Prevention (CDC) sein 2019-Novel Coronavirus (2019-nCoV) Real-Time RT-PCR Diagnostic Panel über die International Reagent Resource an Public Health Labs. Einer von drei genetischen Tests in älteren Versionen der Testkits verursachte aufgrund fehlerhafter Reagenzien und eines Engpasses bei tests am CDC in Atlanta nicht schlüssige Ergebnisse; Dies führte dazu, dass im gesamten Februar 2020 durchschnittlich weniger als 100 Proben pro Tag erfolgreich verarbeitet wurden. Tests mit zwei Komponenten wurden erst am 28. Februar 2020 als zuverlässig eingestuft, und erst dann durften staatliche und lokale Laboratorien mit der Prüfung beginnen. Der Test wurde von der Food and Drug Administration im Rahmen einer Notfallgenehmigung genehmigt.

Die kommerziellen Labore in den USA begannen Anfang März 2020 mit den Tests. Am 5. März 2020 gab LabCorp die landesweite Verfügbarkeit von COVID-19-Tests auf Basis von RT-PCR bekannt. Quest Diagnostics stellte ebenfalls bundesweite COVID-19-Tests ab dem 9. März zur Verfügung 2020.No Mengenbeschränkungen wurden bekannt gegeben; Probenentnahme und -verarbeitung müssen gemäß den CDC-Anforderungen durchgeführt werden.

In Russland wurde der COVID-19-Test vom Staatlichen Forschungszentrum für Virologie und Biotechnologie VECTOR entwickelt und produziert. Am 11. Februar 2020 wurde der Test vom Bundesdienst für Überwachung im Gesundheitswesen registriert.

Am 12. März 2020 soll die Mayo Clinic einen Test zum Nachweis einer COVID-19-Infektion entwickelt haben.

Am 13. März 2020 erhielt Roche Diagnostics die FDA-Zulassung für einen Test, der innerhalb von 3,5 Stunden bei hohem Volumen durchgeführt werden konnte, so dass eine Maschine innerhalb von 24 Stunden rund 4.128 Tests durchführen konnte.

Am 19. März 2020 erteilte die FDA Abbott Laboratories eine Notfallgenehmigung (EUA) für einen Test an Abbotts m2000-System; Die FDA hatte zuvor eine ähnliche Zulassung für Hologic, LabCorp und Thermo Fisher Scientific erteilt. ^[Am 21. März 2020 erhielt Cepheid ebenfalls EUA von der FDA für einen Test, der etwa 45 Minuten dauert.

In Taiwan wird ein Test entwickelt, der einen monoklonalen Antikörper verwendet, der speziell an das Nukleocapsidprotein (N-Protein) des neuartigen Coronavirus bindet, in der Hoffnung, dass er in 15 bis 20 Minuten wie ein schneller Grippetest Ergebnisse liefern kann.

Erkennung von Viren mithilfe von Nicht-PCR-Tests

US-PRÄSIDENT DONALD Trump zeigt im März 2020 ein COVID-19-Testkit von Abbott Laboratories

Die FDA hat einen neuen Test von Abbott Labs genehmigt, der isotherme Nukleinsäure-Verstärkungstechnologie anstelle von PCR verwendet. Da dies nicht die zeitaufwändige Reihe von abwechselnden Temperaturzyklen erfordert, kann diese Methode in nur fünf Minuten positive Ergebnisse und negative Ergebnisse in 13 Minuten liefern. Derzeit gibt es etwa 18.000 dieser Maschinen in den USA und Abbott erwartet, die Produktion hochzufahren, um 50.000 Tests pro Tag zu liefern.

Brust-CT-Scans und Röntgenaufnahmen

EINE LITERATURRECHERCHE vom März 2020 kam zu dem Schluss, dass "Bruströntgenaufnahmen in frühen Stadien von geringem diagnostischem Wert sind, während CT[Computertomographie]-Befunde bereits vor dem Auftreten von Symptomen vorhanden sein können." Typische Merkmale auf CT sind bilaterale Multilobar-Boden-Glas-Opacificitäten mit einer peripheren, asymmetrischen und hinteren Verteilung. Subpleurale Dominanz, verrücktes Pflaster und Konsolidierung entwickeln sich, wenn sich die Krankheit entwickelt. Eine Studie, die PCR mit CT in Wuhan am Ursprungsort der aktuellen Pandemie vergleicht, hat ergeben, dass CT signifikant empfindlicher als PCR ist, wenn auch weniger spezifisch, wobei sich viele seiner bildgebenden Merkmale mit anderen Lungenentzündungen und Krankheitsprozessen überschneiden. Ab März 2020 empfiehlt das American College of Radiology, dass "CT nicht verwendet werden sollte, um COVID-19 zu diagnostizieren oder als Erstlinientest zu diagnostizieren".

Menschliche Leser und künstliche Intelligenz

Eine kleine Studie zeigte, dass chinesische Radiologen 72–94% Empfindlichkeit und 24-94% Spezifität bei der Unterscheidung von COVID-19 von anderen Arten von viraler Lungenentzündung mit CT-Bildgebung zeigten. ^[32] Künstliche Intelligenz basierende konvolutionale neuronale Netzwerke wurden auch entwickelt, um bildgebende Merkmale des Virus sowohl auf Röntgenaufnahmen als auch ct mit deutlich höherer Spezifität zu erkennen.

Ab März 2020 empfiehlt das CDC PCR für das Erstscreening, da es eine höhere Spezifität als CT hat.

 

Typische CT-Bildbefunde

 

CT-Bildgebung der schnellen Progressionsstufe.

Nachweis von Antikörpern

EIN TEIL DER IMMUNANTWORT auf Infektionen ist die Produktion von Antikörpern wie IgM und IgG. Diese können verwendet werden, um Infektionen bei Personen zu erkennen, die 7 Tage oder so nach dem Auftreten der Symptome beginnen, um Immunität zu bestimmen, und in der Bevölkerungsüberwachung.

Assays können in zentralen Laboratorien (CLT) oder durch Point-of-Care-Tests (PoCT) durchgeführt werden. Die automatisierten Systeme mit hohem Durchsatz in vielen klinischen Laboratorien werden in der Lage sein, diese Tests durchzuführen, aber ihre Verfügbarkeit hängt von der Produktionsrate für jedes System ab. Für CLT wird häufig eine einzige Probe peripheren Blutes verwendet, obwohl serielle Proben verwendet werden können, um der Immunantwort zu folgen. Für PoCT wird in der Regel eine einzige Blutprobe durch Hautpunktion erhalten. Im Gegensatz zu PCR-Methoden ist vor dem Assay kein Extraktionsschritt erforderlich.

Am 26. März 2020 benannte die FDA 29 Stellen, die der Behörde die Anmeldung nach Bedarf zur Verfügung stellten und nun in der Lage sind, ihre Antikörpertests zu verteilen. Ein Test vor kurzem von der FDA genehmigt kann ein Ergebnis in 15 Minuten geben. Laut einer Pressemitteilung hat es eine klinische Spezifitätsrate von 91 % und eine klinische Sensitivitätsrate von 99 %. Ein hochsensibler Test übersieht selten ein tatsächliches Positiv. Ein sehr spezifischer Test registriert selten eine positive Klassifizierung für alles, was nicht das Ziel von Tests ist.

Ende März 2020 erhielten Euroimmun Medical Laboratory Diagnostics und Epitope Diagnostics europäische Zulassungen für ihre Testkits, die IgG- und IgA-Antikörper gegen das Virus in Blutproben erkennen können. Die Testkapazität beträgt mehrere hundert Proben innerhalb von Stunden und damit viel schneller als der herkömmliche PCR-Assay der viralen RNA. Die Antikörper sind in der Regel 14 Tage nach Beginn der Infektion nachweisbar.

Im Vereinigten Königreich

Anfang April stellte das Vereinigte Königreich fest, dass keines der von ihm gekauften Antikörper-Testkits ausreichend gut zu verwenden war.

Ansätze zum Testen

Hongkong hat ein System eingerichtet, bei dem verdächtige Patienten zu Hause bleiben können, "Notfallabteilung wird dem Patienten ein Probenrohr geben", sie spucken hinein, schicken es zurück und erhalten eine Weile später ein Testergebnis.

Das britische NHS hat angekündigt, dass es ein System zur Prüfung von Verdachtsfällen zu Hause testet, das das Risiko beseitigt, dass ein Patient andere infiziert, wenn er in ein Krankenhaus kommt oder einen Krankenwagen desinfizieren muss, wenn einer verwendet wird.

Bei Drive-Through-Tests für COVID-19 für Verdachtsfälle nimmt ein medizinisches Fachpersonal die Probe mit geeigneten Vorsichtsmaßnahmen. Durchfahrtszentren haben Südkorea geholfen, einige der schnellsten und umfangreichsten Tests eines Landes durchzuführen.

In Deutschland, so der Landesverband der gesetzlichen Krankenkassenärzte, habe er in der Vorwoche eine Kapazität von rund 12.000 Tests pro Tag im ambulanten Umfeld und 10.700 seien in der Vorwoche getestet worden. Die Kosten werden von der Krankenkasse getragen, wenn der Test von einem Arzt angeordnet wird. Nach Angaben des Präsidenten des Robert-Koch-Instituts verfügt Deutschland über eine Gesamtkapazität von 160.000 Tests pro Woche. Ab dem 19. März wurden in mehreren Großstädten Fahrversuche in Tests angeboten. Zum 26. März 2020 war die Gesamtzahl der in Deutschland durchgeführten Tests nicht bekannt, da nur positive Ergebnisse gemeldet wurden. Gesundheitsminister Jens Spahn schätzte 200.000 Tests pro Woche. Eine erste Laboruntersuchung ergab, dass in der Kalenderwoche 12/2020 insgesamt mindestens 483.295 Proben bis einschließlich Woche 12/2020 und 33.491 Proben (6,9%) getestet wurden. positiv auf SARS-CoV-2 getestet.

In Israel entwickelten und testeten Forscher des Technion and Rambam Hospital eine Methode zur gleichzeitigen Untersuchung von Proben von 64 Patienten, indem sie die Proben bündelten und nur weiter testeten, wenn sich herausstellt, dass die kombinierte Probe positiv ist. ^[50][51][52]

In Wuhanwurde am 5. Februar 2020 von BGI^[53][54] ein behelfsmäßiges 2000-Quadratmeter-Notfall-Erkennungslabor mit dem Namen "Huo-Yan" (chinesisch: 火眼" oder "Fire Eye" auf Englisch) eröffnet, das über 10.000 Proben pro Tag verarbeiten kann. ^[55][54] Mit dem Bau, der von BGI-Gründer Wang Jian überwachtwurde und 5 Tage dauert,^[56] hat die Modellierung gezeigt, dass die Fälle in Hubei um 47 % höher gewesen wären und die entsprechenden Kosten für die Bekämpfung der Quarantäne sich verdoppelt hätten, wenn diese Testkapazität nicht ans Netz gegangen wäre. Das Wuhan-Labor wurde prompt von Huo-Yan-Laboren Huoin Shenzhen, Tianjin, Peking und Shanghai in insgesamt 12 Städten in ganz China verfolgt. Bis zum 4. März 2020 betrug der tägliche Durchsatz 50.000 Tests pro Tag. ^[57]

Open Source, Multiplex-Designs von Origami Assays veröffentlicht wurden veröffentlicht, die bis zu 1122 Patientenproben für COVID19 mit nur 93 Assays testen können ^[58]. Diese ausgewogenen Konstruktionen können in kleinen Labors betrieben werden, ohne dass Roboter-Flüssigkeitshandler benötigt werden.

Bis März sind Engpässe und unzureichende Mengen an Reagenzien zu einem Engpass für Massentests in der EU, im Vereinigten Königreich^[59] und in den USA geworden. ^[60][61] Dies hat einige Autoren veranlasst, Probenvorbereitungsprotokolle zu untersuchen, die Proben bei 98 °C für 5 Minuten erwärmen, um RNA-Genome für weitere Tests freizugeben. ^[62][63]

Am 31. März wurde bekannt, dass die Vereinigten Arabischen Emirate nun mehr ihrer Bevölkerung pro Kopf auf Coronavirus testen als jedes andere Land, und war auf dem besten Weg, das Niveau der Tests zu vergrößern, um den Großteil der Bevölkerung zu erreichen^[64]. Dies geschah durch eine Kombination aus Durchfahrfähigkeit und dem Kauf eines Massendurchsatzlabors der Gruppe 42 und BGI (basierend auf ihren "Huo-Yan"-Notfall-Erkennungslaboren in China). Das in 14 Tagen gebaute Labor ist in der Lage, Zehntausende RT-PCR-Tests pro Tag durchzuführen und ist das erste in der Welt dieser Größenordnung, das außerhalb Chinas einsatzbereit ist^[65].

Produktion und Volumen

ANZAHL DER TESTS, DIE pro Tag in den Vereinigten Staaten durchgeführt werden.

Blau: CDC-Labor

Orange: Public Health lab

Gray: Daten unvollständig aufgrund der BerichtsverzögerungNicht

gezeigt: Tests in privaten Labors; insgesamt über 100.000 pro Tag bis zum 26. März^[66]

Verschiedene Testrezepte für verschiedene Teile des genetischen Profils des Coronavirus wurden in China, Frankreich, Deutschland, Hongkong, Japan und den Vereinigten Staaten entwickelt. Die Weltgesundheitsorganisation verabschiedete das deutsche Rezept für die Herstellung von Bausätzen, die in einkommensschwache Länder geschickt wurden, ohne die Mittel, ihre eigenen zu entwickeln. Das deutsche Rezept wurde am 17. Januar 2020 veröffentlicht; Das von den United States Centers for Disease Control entwickelte Protokoll war erst am 28. Januar verfügbar, was die verfügbaren Tests in den USA^{verzögerte [67]}

China^[68] und die Vereinigten Staaten^[69] hatten zu Beginn des Ausbruchs Probleme mit der Zuverlässigkeit von Testkits, und diese Länder und Australien^[70] waren nicht in der Lage, genügend Kits zu liefern, um die Nachfrage und Empfehlungen für Tests durch Gesundheitsexperten zu befriedigen. Im Gegensatz dazu, Experten sagen, Südkoreas breite Verfügbarkeit von Tests dazu beigetragen, die Ausbreitung des neuartigen Coronavirus zu reduzieren. Die südkoreanische Regierung baute über mehrere Jahre hinweg Die Testkapazitäten, vor allem in Laboren des privaten Sektors, auf. ^[71] Am 16. März forderte die Weltgesundheitsorganisation, die Testprogramme als beste Möglichkeit zur Verlangsamung der COVID-19-Pandemie zu beschleunigen. ^[72][73]

Die hohe Nachfrage nach Tests aufgrund der breiten Verbreitung des Virus verursachte Rückstände von Hunderttausenden von Tests in privaten US-Labors, und die Versorgung mit Tupfern und chemischen Reagenzien wurde angespannt. ^[74]

Genauigkeit

Im März 2020 meldete China^[68] Probleme mit der Genauigkeit in ihren Testkits. In den Vereinigten Staaten hatten die von der CDC entwickelten Testkits "Fehler"; die Regierung beseitigte dann die bürokratischen Barrieren, die private Tests verhindert hatten. ^[69]

Spanien kaufte Testkits aus China, die mindestens 80 % der Infizierten und Getesteten aufspüren sollten, aber es wurde festgestellt, dass nur 30 % nachgewiesen wurden.

80 % der Testkits, die die Tschechische Republik aus China gekauft hat, lieferten falsche Ergebnisse. ^[76][77]

Die Slowakei kaufte 1,2 Millionen Testkits aus China, die sich als ungenau erwiesen. Ministerpräsident Matovic schlug vor, diese in die Donau zu kippen^[78].

Das Vereinigte Königreich kaufte 3,5 Millionen Testkits aus China, kündigte aber Anfang April 2020 an, dass diese nicht verwendbar seien. ^[79][80]

Wirksamkeit

Tests, gefolgt mit Quarantäne derjenigen, die positiv getestet und die Rückverfolgung derjenigen, mit denen die SARS-CoV-2-positiven Personen Kontakt hatten, führten zu positiven Ergebnissen^[Klärung^{erforderlich]}.

Italien

FORSCHER, DIE IN DER italienischen Stadt Vé, dem Ort des ersten COVID-19-Todesinfalls in Italien, arbeiteten, führten zwei Testrunden an der gesamten Bevölkerung von etwa 3.400 Menschen durch, die etwa zehn Tage voneinander entfernt lagen. Etwa die Hälfte der positiv getesteten Personen hatte keine Symptome, und alle entdeckten Fälle wurden unter Quarantäne gestellt. Da die Fahrt in die Gemeinde eingeschränkt war, wurden Neuinfektionen vollständig eliminiert.

Singapur

MIT AGGRESSIVER KONTAKTVERFOLGUNG, Reisebeschränkungen, Tests und Quarantänen ist die Coronavirus-Pandemie 2020 in Singapur viel langsamer vorangekommen als in anderen Industrieländern, jedoch ohne extreme Einschränkungen wie die zwangsweise Schließung von Restaurants und Einzelhandelsbetrieben. Viele Veranstaltungen wurden abgesagt, und Singapur riet den Bewohnern, am 28. März zu Hause zu bleiben, aber die Schulen öffneten pünktlich nach den Ferien am 23. März wieder.