A COVID-19-járvány kapcsán az egyik alapprobléma, hogy a betegség esetenként nagyon hosszú, 4–14 napig terjedő lappangási idővel bír és a fertőzöttek egy jelentős része ezt követően sem produkál súlyos tüneteket. Ez járványtani szempontból azért gond, mert a fertőzöttek a lappangási időben és tünetmentesen (vagy enyhe tünetekkel) is fertőznek, vagyis miközben látszólag egészségesen járnak-kelnek a világban, terjesztik a vírust. Ennek megakadályozására születnek meg a világ egyre több országában a különböző, fizikai kontaktusok gyakoriságát csökkentő intézkedések, így a távoktatás és a távmunka bevezetése, vagy a kijárási korlátozások.
Ezek a módszerek azonban, bár nagyon hasznosak lehetnek a járványgörbe laposabbá tételében, és annak megakadályozásában, hogy az egészségügyi rendszert tömegesen árasszák el a COVID-19-ben szenvedő súlyos betegek, annak felderítésében nem segítenek, hogy hogyan terjed a fertőzés a lakosság körében. Ahogy az Egészségügyi Világszervezet (WHO) vezetője, Tedrosz Adhanom Gebrejeszusz néhány napja megfogalmazta, a koronavírus-járvány megfékezéséhez komplex megközelítésre van szükség, vagyis minél több embert kell tesztelni, a fertőzötteket izolálni és kapcsolataikat nyomon követni.
A fertőzési láncok felderítése nélkül ugyanis fennáll a veszélye annak, hogy a betegség újra fel fog bukkanni, amint enyhítenek a fizikai távolságtartást bátorító intézkedéseken.
A tesztelés kapcsán ugyanakkor több problematikus pont is van, amelyek közelmúltig megnehezítették ennek populációszintű alkalmazását. Erről, a New York-i és globális helyzetről, illetve a következő időszakban ezen a téren várható fejleményekről beszélgettünk Dr. Nagy-Szakál Dorottya kutatóorvossal, a Biotia nevű New York-i genomikai startup orvosi kutatásokért felelős igazgatójával, aki jelenleg is annak megvalósításán dolgozik, hogy a SARS-CoV-2 vírust minél könnyebben és gyorsabban lehessen azonosítani a fertőzöttekben, továbbá hogy a vírus genetikai információjának feltérképezésével ne csak a betegség diagnózisát segítse, hanem terápiás javaslatokat is biztosítson.
Lassú reakciók
A tesztelésről elöljáróban annyit, hogy a SARS-CoV-2 kapcsán jelenleg elsősorban a PCR nevű technológiát használják arra, hogy a betegek vagy az igazolt betegekkel érintkezett potenciális hordozók mintáiból kimutassák a vírus jelenlétét. Ennek a lényege, hogy egy hosszú pálcával kenetmintát vesznek az illető orrából vagy garatváladékából, majd a mintából az úgynevezett polimeráz-láncreakcióval célzottan felszaporítják a keresett kórokozó genetikai állományának egy szakaszát. Ezt a szakaszt fluoreszcens címkével látják el, így ha jelen van a vírus a mintában (azaz van mit szaporítani), a teszt színváltozással jelzi a kórokozó jelenlétét.
A módszer így már a lappangási időben is kimutatja a vírust, és nagyon érzékeny, hiszen jó esetben olyan genomszakaszokon alapul az azonosítás, amelyek csak a kérdéses vírusra jellemzőek. A PCR-technikának világszerte számos változata létezik, és a SARS-CoV-2 kapcsán is változatos módszerek születtek a detektálásra, onnan kezdve, hogy ki melyik géneket választotta ki az azonosítás alapjául, egészen az eljárás közben alkalmazott kémiai anyagok listájáig.
Az Egyesült Államokban pedig pontosan ez volt az egyik dolog, ami késleltette a COVID-tesztelés beindulását, mondja Nagy-Szakál Dorottya. A vírusgenomot már január elején leírták, úgyhogy innentől neki lehetett állni megtervezni azon reakciókat, amelyek felsokszorozzák a genom megfelelő, csak erre a vírusra jellemző részleteit. Ezt a WHO meg is tette, még januárban elkészült az első ilyen recept, az amerikai járványügyi hivatal, a CDC azonban úgy döntött, hogy egy saját tesztet csinál, amely más genomrészleteken alapul. Ez ismét értékes időbe telt, ráadásul az elsőként kibocsátott tesztek egy hiba miatt nem működtek teljes hatékonysággal.
További időveszteséggel járt, hogy kezdetben az Államokban is egyetlen központi labor végezte a tesztelést, vagyis minden mintát ide küldtek be, és csak a CDC saját fejlesztésű módszerével történtek a vizsgálatok.
Aztán elég hamar kiderült, hogy ezt nem fogja egy labor bírni, így kiadták New York Államnak a feladatot, és nagyjából két hete jutottunk el oda, hogy most már bármelyik klinikai diagnosztikai engedéllyel rendelkező labor végezhet tesztelést, mondja a szakértő. Így sikerült elérni, hogy jelenleg naponta több mint 16 ezer diagnosztikai tesztet végeznek New Yorkban, ami napi szinten nagyjából kétszer akkora mennyiséget jelent, mint ami az állami és magánlaborok bevonása előtt összesen készült az első hónapokban.
Hiányos készletek
Végül tehát ilyen szempontból úgy tűnik, hogy sikerült felállni, de óriási csúszással, mondja Nagy-Szakál Dorottya. Közben abban is előrelépés történt, hogy hosszas huzavona után az FDA február legvégétől engedélyezni kezdte az ország más laborjaiban kifejlesztett tesztek alkalmazását is, ami egyrészt felgyorsította a diagnosztikai tesztelést, másrészt lendületet adott a fejlesztésnek is, vagyis hogy a kutatók gyorsabb vagy éppen másfajta technológiákon alapuló tesztmódszereket dolgozzanak ki.
A hagyományos PCR kapcsán ugyanis problémás, hogy a technológia időigényes, specifikus laboreszközöket és képzett labortechnikusokat igényel, továbbá nehezen kivitelezhető több ezer minta azonnali futtatására. A minták vizsgálata ugyan csak pár órát vesz igénybe, a szállítási idővel, és az esetlegesen átmenetileg hiányzó reagensek vagy más eszközök miatti csúszásokkal azonban a betegek olykor napokat, vagy még hosszabb időt várnak az eredményekre. Ezen gyorsíthatnak az olyan fejlesztések, mint a Roche március 13-án engedélyezett, a PCR-tesztelést automatikusan, zárt rendszerben végző gépe.
A legnagyobb szükség azonban a gyorsan és olcsón kivitelezhető szűrőtesztekre lenne, mert New York teljes lakosságát még a felpörgött tesztelés mellett sem lehet PCR-technológiával tesztelni, ehhez ugyanis nincs elég felszerelés és laborkapacitás sem.
Ahogy egyre nagyobb számban zajlik a betegminták vizsgálata, úgy fogy minden hozzávaló, a laborokban szintén létfontosságú védőfelszerelésektől kezdve a reagenseken át a mintavevő pálcákig, amelyek egyik legnagyobb gyártója Észak-Olaszországban van, és jelenleg teljesen leállt a termeléssel, mondja Nagy-Szakál Dorottya.
Ezeket az utánpótlási gondokat egyelőre nagyrészt példás közösségi összefogással, a készletek más profilú laborokból való átcsoportosításával igyekeznek megoldani, és a kutató elmondása szerint szerencsére állami részről is nagyon támogató a hozzáállás. Mind a kórházakkal, mind a laborokkal folyamatosan egyeztet a New York-i közegészségügyi hivatal és a kerületek vezetősége is, annak feltárása érdekében, hogy hol látnak az orvosok és a kutatók problémát, miből várható hiány, és minek a beszerzését, gyártását kellene minél előbb megoldani.
Szűrni, szűrni, szűrni
Ami a gyorsabb és olcsóbb diagnosztikai, és a kifejezetten nagy tömegek vizsgálatára használható szűrőteszteket illeti, számos cég dolgozik egyrészt szintén orrból és garatból származó kenetmintákon végezhető, lényegileg PCR-alapú, de ezeknél sokkal gyorsabb teszteken, illetve antitestalapú, úgynevezett szerológiai teszteken is. Utóbbiak a vérből mutatják ki a SARS-CoV-2 ellen termelődött antitestek jelenlétét, így arra is alkalmasak, hogy megállapítsák, valaki átesett-e már a betegségen. Aminek ismerete nemcsak most lenne kiemelt fontosságú, de a jövőben is, amikor például arról kell dönteni, hogy mikor nyissák ki újra az iskolákat.
Ezek a szűrőtesztek, például a BioAmerica által a napokban piacra dobott, 10 dollár körüli szerológiai teszt, vagy a Mammoth Biosciences által fejlesztett, PCR-hoz hasonló gyorsteszt, amely egyszerű papír tesztcsíkok révén mutatja ki a vírus jelenlétét, nem olyan érzékenyek, mint a laborbeli PCR, de erre esetükben nincs is szükség.
Ezek célja ugyanis éppen az, hogy a tünetmentes fertőzöttek közül minél többet minél gyorsabban kiszűrjenek általuk, és így a fertőzötteket rögtön el lehessen különíteni, és továbbküldeni a pontosabb tesztre,
magyarázza Nagy-Szakál Dorottya.
A széleskörű teszteléssel egyrészt könnyebb lenne megóvni a sebezhető csoportokat, például az idősotthonokat, új információkat lehetne kideríteni a tünetmenetes hordozók járvány terjedésében betöltött szerepéről, és ez a gazdaság működésének fenntartásában is segíthetne. Ugyanis nem kellene mindenkit potenciális fertőzöttként kezelni, mint jelenleg, hanem aki igazoltan átesett a betegségen, visszamehetne dolgozni.
Ami az esetleges újrafertőződést illeti, Nagy-Szakál Dorottya elmondása szerint azt ugyan még mindig nem lehet biztosan tudni, hogy meg lehet-e fertőződni kétszer is a SARS-CoV-2-től, ez a jelenlegi virológiai ismeretek fényében nem tűnik valószínűnek. Az persze lehetséges, hogy valaki egy másik vírustörzstől ismét megbetegszik, ahogy a szezonális influenza esetében gyakran előfordul, de ugyanazon törzs esetében ez meglepő lenne.
Sebességváltás FDA módra
Ami a tesztek fejlesztését illeti, az elmúlt hetekben óriási fejlődés történt ezen a téren, és más területeken is. Ami Biotia laborját illeti, alacsony számban itt is zajlani fognak klinikai tesztelések, de mivel kicsi laborról van szó, mennyiségileg nem igazán tudnak hozzátenni az ez irányú erőfeszítésekhez. Náluk is rendelkezésre áll egy egészen frissen elfogadott, zárt rendszerű PCR-egység, amely 40 perc alatt végzi el teljesen automatizáltan az elemzést, ennek az eredményét aztán visszajelzik a kórházba, ahonnan a minta érkezett.
A labor fő feladata azonban a tesztelés mellett inkább abban áll, hogy más cégek tesztmódszereinek pontosságát segítik ellenőrizni a Biotia saját technológiájának hozzáadásával, hogy a megfelelő adatok birtokában ezek is FDA-engedélyt kapjanak.
„Jelenleg egy szűrőtechnológiát és egy célzott szekvenálási technológiát tesztelünk”
– mondja Nagy-Szakál Dorottya.
Az FDA szerencsére most nagyon felgyorsult ilyen szempontból, egyrészt rendkívüli módon megkönnyítették a sürgősségi felhasználásra vonatkozó engedélykérés feltételeit, másrészt az elbírálás is rendkívül gyorsan megy. A tesztek pontosságát mérő validáció klinikai minták birtokában nagyjából egy hét alatt lefuttatható, és ha minden szükséges információ és adat megvan, akkor a benyújtás után az FDA 1–2 héten belül elbírálja a módszert, folytatja a kutató. A Roche automata PCR-technológiáját például kevesebb mint 24 óra alatt engedélyezték.
A szekvenálás és a jövő
A PCR-elemzés és a validációs mérések mellett persze a Biotia fő profilját, vagyis a teljesgenom-szekvenálást is elvégzik a beérkező betegmintákon, a cég ugyanis alapvetően ezzel foglalkozik. Kezdetben elsősorban környezeti minták szekvenálása révén a kórházi fertőzések vizsgálatára koncentráltak, de a tavalyi évtől egyre inkább áttértek a klinikai diagnosztikai irányra, vagyis a legújabb szekvenálási technikákat fertőző betegségek precíziós diagnosztikájára használják.
Ez azt jelenti, hogy a szekvenálással meg tudják mondani, hogy milyen baktérium, vírus vagy gomba található a beteg mintájában, és ezeket nemcsak azonosítani tudják, hanem
azt is megállapítják, hogy milyen virulenciával rendelkezik (vagyis hogy milyen gyorsan szaporodik el és mennyire károsítja a gazdatestet), és milyen a gyógyszerekkel szembeni ellenállóképessége.
A Biotia által fejlesztett szoftver ezt a genetikai információt percek alatt lefordítja egy olyan jelentéssé, amely adott esetben közvetlenül segíthet az orvosoknak döntést hozni abban, hogy milyen kezelést válasszanak az adott betegnél.
„Elsősorban már ezen a területen dolgoztunk, amikor felbukkant a COVID-19, amivel jelentősen felgyorsultak az események nálunk is. A fejlesztés alatt álló bioinformatikai szoftverünk rövidesen a SARS-CoV-2-t is tartalmazni fogja, és általa a mintákból nemcsak azt tudjuk megállapítani, hogy jelen van-e a vírus, hanem specifikus törzsszintű és virulenciafaktorokon alapuló elemzést tudunk biztosítani.
Folyamatosan gyűjtjük a klinikai adatokat a betegség előzményeiről és kimeneteléről, valamint a tesztminták szekvenálási eredményeit is. Amennyiben kellő mennyiségű információ gyűlik össze, akkor mesterséges intelligenciával megtámogatott rendszerünk segítségével idővel olyan kérdésekre is választ fogunk tudni adni, hogy várhatóan mely betegeknél jelentkeznek majd súlyosabb tünetek és a menet közben szintén kidolgozott terápiás megoldásokra mely betegek fognak kedvezőbben reagálni” – mondja Nagy-Szakál Dorottya.
Ez a fajta tesztelés persze egyelőre szintén nagyon drága, viszont megvan az az előnye, hogy egyrészt sokkal több információt ad, mint akár a PCR, akár a szerológia, másrészt a technológia továbbfejleszthető, hogy egyszerre több száz, de akár ezer fölötti mintát tudjon vizsgálni.
„Ezt a rendszert szeretnénk elérhetővé tenni más kutatók és orvosok számára is, tehát bárki beküldhet majd szekvenálási eredményeket, és a szoftverünk segíteni fog lefordítani, hogy ezek mit jelentenek diagnosztikai és terápiás szempontból”
– mondja a kutató.
***
Ami tehát a fejlesztéseket illeti, vannak nagyon biztató eredmények, amelyek segíthetnek a járvány jobb kezelésében. Ahhoz viszont, hogy ezek hasznosuljanak, fel is kell használni ezeket, például minél előbb el kellene kezdeni a szűrővizsgálatokat, méghozzá lehetőleg a kórházakon kívül, ideiglenesen felállított sátrakban, ilyen körülményekre kifejlesztett konténerekben, mondja Nagy-Szakál Dorottya.
Ennek megszervezéséhez és kivitelezéséhez, illetve specifikusan a COVID-19 ellen hatásos, biztonságos gyógymód és a jövőbeni megelőzés (vakcináció) kidolgozásához persze időre lesz szükség, amihez viszont elengedhetetlen a járvány lassítása. Erre pedig továbbra is a fizikai távolságtartás a legjobb módszer, hangsúlyozza a kutató.
