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呼氣檢測COVID-19,能知道空氣中有沒有病毒?

已經不知道是第幾波COVID-19的確診高峰了,這陣子世界各地都不斷出現確診,打疫苗之外,大家只能小心再小心。這兩天看到新聞中國各省的防疫措施,要求全員多次的核酸檢測,採樣戳鼻孔戳到厭世吧!大家都辛苦了!COVID-19 PCR檢測採樣的方式真的值得再研究,當然受測者最喜歡的,就是非侵入式的採樣。當然,能有個COVID-19病毒相機最好不過了!!這篇要介紹的就是………………噹 噹噹! 『COVID-19病毒相機』!!!有這種東西嗎?

PCR檢測還是黃金標準

但是,COVID-19病毒似乎還無法直接從影像得知,目前最準確的檢測還是分子等級的PCR檢測。既然要做PCR檢測,那麼就必須按照它的檢測原理,要有受測者的呼吸道樣本。而選擇在上、中、下呼吸道位置採樣,各有其優缺點。最新在分子診斷期刊(The Journal of Molecular Diagnostics)發表的研究,開發名為Bubbler的裝置,讓受測者以呼氣的方式檢測下呼吸道的SARS-CoV-2病毒。可以檢測呼氣中的病毒,這意味著未來可能有一台機器,可以直接檢測室內空氣中的病毒?

呼氣採樣

Bubbler是一個實驗室的錐形離心管(Falcon Tube)中間插一根細玻璃管,在離心館的上蓋,玻璃管的兩側有兩個通氣孔,離心管內下方裝有逆轉錄的反應液,上層有冷礦物油。Bubbler可以藉此將收集到的空氣傳播中的病毒顆粒RNA逆轉錄為DNA以用來進行PCR檢測,並將DNA進行條碼編碼,讓樣本直接連結受測者和用來定序。此外,也能用來檢測批量集合的樣本,提供病毒載量和菌株識別,也不需要先穩定樣本。因此,很有希望可以讓受測者在家中自行使用。

那麼,呼氣檢測和現在用棉花棒在鼻咽採樣有什麼不同?第一,呼氣檢測的是下呼吸道位置的樣本,病毒要深入下呼吸道,也是嚴重COVID-19的前兆;因為檢測到的是即將被呼出來進入空氣中的氣體,也被認為較適合應用在評估傳染風險。第二,目前的以棉花棒深入鼻咽的採樣,包含有之前感染而存在細胞中的RNA片段,可能已不據感染力,但仍採樣得到病毒RNA片段。由此可見,如果把傳染風險和空氣中的病毒做連結,那麼Bubbler無論是採集受測者的呼氣,或是密閉空間中的空氣,似乎較能反應你所處的空間中整體環境的傳染風險。

和鼻咽、唾液採樣比較

這項研究從2020年5月到次年1月,在美國羅德島醫院對急診70名病患進行篩檢,同時篩檢呼吸道三個位置的樣本,分別是唾液/舌頭上的黏液、15秒的呼氣(這部分感覺有點難啊!呼這麼長的氣不容易吧!)和鼻咽棉花棒採樣,相互比較檢測結果。

呼氣檢測反應傳染風險

研究結果說明,1)Bubbler確實能從受測者呼氣中檢測到SARS-CoV-2,更能預測下呼吸道也有病毒存在。2)相對於口腔樣本,病毒RNA在呼氣樣本較多,但是口腔樣本中包含有SARS-CoV-2感染後複製有關的細胞,呼氣樣本則沒有這些資訊。也就是說,呼氣採檢的方式,檢測到的病毒主要會是活性病毒顆粒。

空氣中的病毒

此外,這個Bubbler也能用來測空氣中的病毒嗎?研究員為了證明這個想法的可行性,在空氣中模擬人類呼吸時呼出飛沫,將三種特定的核酸樣本加入不同位置的加濕器中,而這些加濕器都距離Bubbler不同的距離,分別在高氣流流動和低氣流流動的房間進行實驗。當然希望看Bubbler是否能收集到氣流中的病毒顆粒。這個實驗結果用來說明,很可能可以用霧化的核酸來量化室內空間中的氣流(….嗯!搭配流體可視化,有機會發展成病毒相機嗎?),然後偵測空氣中的SARS-CoV-2 。

聽起來有機會用來改裝成空氣中病毒的檢測裝置?如果在一個有限制的空間,裝上改良的裝置,是否就能知道那個空間中有沒有SARS-CoV-2病毒呢?

參考文章: The Journal of Molecular Diagnostics

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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