Vyhledávání, testování a izolování lidí nakažených novým koronavirem je podle Světové zdravotnické organizace klíčem ke zpomalení pandemie a záchraně životů. Izraelští vědci otestovali v Haifě způsob, jak při testování vzorků ušetřit náklady i čas. Za určitých podmínek...
„Laboratorní testy jsou omezené tím, že je musí dělat školený personál ve vybavené laboratoři. Může tak jít o nedostatkové zboží,“ říká doktor Idan Yelin z izraelské firmy Technion. „Otestovali jsme metodu, jak toto omezení při testování na přítomnost COVID-19 obejít. Zkombinovali jsme více vzorků a otestovali, zda je laboratorní test dostatečně citlivý na to, aby nákazu odhalil.“
Jak funguje testování „koktejlovou metodou“?
Yelin a jeho kolegové ukázali, že PCR testy (které se používají i v ČR) jsou schopny rozpoznat nákazu i v koktejlu namíchaném z více vzorků: „Jediný pozitivní nález byl identifikován, i když byl rozředěn ve skupině 64 vzorků.“
Proč je to – aspoň teoreticky – zajímavé? Vědci by mohli využít metodu známou jako „group testing“ nebo „sample pooling“ (hromadné testování, testování po skupinách):
- Vzorky od testovaných lidí rozdělí vědci do skupin například po pěti
- Poté otestují smíchané vzorky, jako kdyby skupina byla jeden vzorek
- Pokud je výsledek negativní, znamená to, že každý vzorek z dané skupiny byl negativní
- Pokud byl výsledek pozitivní, je alespoň jeden ze vzorků té skupiny pozitivní. V takovém případě je potřeba vzorky otestovat individuálně nebo po menších skupinách
Lépe je to snad srozumitelné na našem schématu:
Princip hromadného testování
Řekněme, že by skutečně byl nedostatek testů. Po jaké skupině by bylo nejvhodnější testovat, aby se ušetřilo co nejvíce? Kdybychom testovali po velkých skupinách (například po těch 64 vzorcích), vyšel by skoro každý takový test pozitivní (v Česku vychází pozitivně asi 6 % vzorků). Naopak při testování po malých skupinkách (po dvou) je úspora velmi malá.
Při naší zjednodušené simulaci na deseti tisícovkách hypoteticky testovaných lidech nám vyšlo, že metoda by nejvíce ušetřila při rozdělení na skupiny po čtyřech, pěti nebo šesti lidech.
Kolik by se teoreticky ušetřilo testů při testování po více lidech (předpokládá 6 % testovaných lidí pozitivních). Výsledky jsou přibližné a vycházejí ze simulace na 10 tisících hypotetických příkladech.
Jde v zásadě o techniku, která se může uplatnit jen proto, že hledáme odpověď na otázku ano/ne. Obecně lze počet nutných testů k nalezení odpovědi pro konkrétní vzorek ze skupiny vyjádřit logaritmem o základu dvě. Na základě známého podílu pozitivních nálezů pak jde spočítat ideální skupinu vzorku.
To vypadá jako jednoznačná úspora, že? Ale, jak to ve vědě bývá, je to trochu složitější, jakmile nahlédnete pod pokličku.
V současné situaci je skupinové testování spíše nepraktické
První nevýhodou skupinového testování je administrativní zátěž. Najednou je potřeba, aby někdo vzorky míchal, evidoval výsledné skupiny a staral se o zpětné „dotestování“ vzorků, u kterých je výsledek nejistý, protože jejich skupina měla pozitivní výsledek. Je to zkrátka méně „přímočaré“ než testování individuálních vzorků, kde každý má jednu jmenovku.
Testování na přítomnost nového koronaviru (ilustrační foto)
Podstatné je také to, kde vlastně chybí síly a prostředky. Onen „fígl“ se skupinovým testováním by dával smysl jen tehdy, když je nedostatečná kapacita na testování. V ČR jsme ale v situaci, kdy kapacita naopak stále ještě není využita. Jednoduše řečeno, není odebrán dostatek vzorků na to, aby slučování a mixování vzorků do skupin (tzv. poolování) dávalo smysl. V neposlední řadě je podle Mariána Hajdúcha z Ústavu molekulární a translační medicíny Lékařské fakulty Univerzity Palackého nevýhodou snížená citlivost testů.
@malyvedec Slabinou tohoto geniálního nápadu je významné snížení citlivosti testu, proto to neděláme.
Pokles citlivosti testu – tedy schopnost detekovat infekci – u namíchaných vzorků potvrzují i izraelští vědci. Jde však podle nich o pokles malý, který nebrání tomu, aby se metoda dala používat.
Pool testing for COVID-19 works! Can detect a single positive sample within a pool of 64 samples. Collaboration of: @RambamHCC @TechnionLive @BiologyTechnion @RoyKishony @yuval_geffen https://t.co/glaW6rDFm4
„Jistě, vzorek od opravdu nemocného pacienta s velkou náloží viru můžete zředit třeba stokrát a pořád infekci odhalíte. Jenže u hraničních vzorků – například u asymptomatických lidí – by takový zředěný vzorek mohl dát falešně negativní nález,“ varuje Hajdúch. „Problémy s touto metodou jsou v zásadě tři. Zaprvé to neřeší aktuální problém, který máme. Úzkým hrdlem nyní není počet testů, ale sběr vzorků a navazující izolace nukleové kyseliny. Za druhé, skupinové testování se vyplácí jen když je frekvence pozitivních vzorků v populaci velmi nízká, což není náš případ. Vyžaduje čas navíc, musíte dodatečně testovat kohorty, u kterých je nález pozitivní, a pacienti i klinici netrpělivě čekají na výsledek. A za třetí už ten zmíněný pokles citlivosti. Hrozilo by, že člověk, který je infekční, by byl označen za zdravého, respektive vyléčeného.“
Současné situaci v Česku by podle Hajdúcha pomohlo více materiálů na odběry: „Laboratoře si navzájem pomáhají, ale je nedostatek třeba odběrových štětečků a podobných věcí.“ Tam je podle něj prostor pro zlepšení.
Zatím tak v Česku tento trik využití nenajde. Pokud by se do budoucna podařilo vyřešit sběr vzorků tak, že by se úzkým hrdlem láhve stalo právě laboratorní testování, mohl by dávat smysl. Pro laboratoře to ostatně není žádná revoluční myšlenka, ale celkem běžná technika. Používá se obvykle k rychlému „protestování“ větší populace na přítomnost méně frekventovaných infekcí.
