타액 샘플에 대한 CoViD-19 진단을 위한 TestNPass(IVDMD)의 타당성 및 분석 성능 (GraphealNpas)

진단 전략에 대한 실제 지식 신속하고 정확한 진단을 위한 실제 전략은 RT-PCR 기반 테스트에 크게(거의 전적으로) 의존합니다. 이 전염병 관리에 대해 정부에 자문을 제공하는 프랑스 과학위원회는 9월 3일 COVID-19 진행에 대한 중심 대응으로 "테스트 - 추적 - 격리"라는 3축 정책을 다시 도입했습니다. 이 전략은 WHO가 지난 3월부터 추진한 대응이기도 하다. 이 접근 방식을 적절하게 적용하면 긍정적인 사례를 식별하고 전송 체인을 발견하는 데 고성능이 가능하므로 감염 환자를 구체적으로 격리하고 검역할 수 있습니다. 예상되는 결과는 경제 회복과 인구 보호를 허용하는 중지 전염병입니다.

COVID-19 초기부터 필요한 테스트를 수행할 수 있는 능력과 관련하여 프랑스 실험실 용량의 증가가 달성되었습니다. 8월 10일부터 우리는 전국적으로 일일 테스트 100,000건의 속도에 도달했으며 최고 300,000건을 넘어섰습니다. 10월 26일 현재 일일 테스트(Santé Publique France).

그러나 두 번째로 전체 프랑스 인구를 봉쇄해야 할 필요성은 이 전략의 한계를 보여주는 것입니다. 문제는 몇 가지 핵심 사항으로 요약할 수 있습니다.

• 전국 영토에서 필요한 만큼 많은 테스트를 수행하는 번거로움이 입증되었으며 지역 전염병 폭발을 통제할 수 없습니다.
• 무증상 환자에 대한 반복적인 샘플링을 통해 바이러스 클리어런스 및 바이러스 배출 부족을 확인하면 그 실행 가능성에 대한 강력한 의문이 제기됩니다.
• 비인두강에 정확하게 도달하는 RT-PCR 테스트를 위한 고품질 샘플링에 대한 필요성은 가용성이 제한된 숙련된 직원을 필요로 합니다. 면봉 수집은 전국적으로 중요한 병목 현상으로 남아 있습니다.
• 샘플링 직원을 위한 PPE(개인 보호 장비)의 중요한 소비는 공급망에 불필요한 긴장을 추가합니다. 이러한 문제에 비추어 RT-PCR 테스트에서 위에서 언급한 핵심을 해결할 수 있는 새로운 진단 기술로 전환해야 할 긴급한 필요성이 있습니다. 문제. Rapid Antigenic Tests는 일부 시설과 매우 통제된 환경에서 이미 평가되고 사용되고 있습니다. 그러나 이러한 테스트에는 중요한 제한 사항이 있으며 실제 설정에서 상대적으로 낮은 민감도(최고 성능의 테스트에 대한 RT-PCR과의 약 60%의 긍정적인 동의)는 수행된 노력을 위태롭게 하는 것을 피하기 위해 신속하게 해결해야 하는 문제입니다. 광범위한 테스트를 수행하고 대중의 신뢰를 유지합니다. 또한 Rapid Antigenic Tests는 기존의 RT-PCR보다 훨씬 빠른 15~30분 내에 결과를 제공하지만 혼잡한 장소 및 공공 모임(공항, 쇼 및 스포츠 행사)에서의 대규모 인구 테스트에는 여전히 부적절합니다.

관련된 의료기기에 대하여

Vincent BOUCHIAT는 재료 과학 및 물리학 분야의 프랑스 과학 기관 CNRS의 전 연구 수석 연구원이자 수석 조사관인 팀 리더이며, 2019년에 그르노블에 스타트업(Grapheal)을 설립하여 고유한 특성에 대한 기본 작업을 업사이클링했습니다. 생체 적합성과 생물학적 검출 능력을 갖춘 전자 고분자의 합성을 가능하게 하는 그래핀의 이 작업은 해당 기술 개발에 지속 가능성을 부여하는 지역 대학(UGA)과 협력하여 특허로 보호됩니다.

2020년 3월부터 Grapheal은 'TestNPass 디지털 Covid Ag 테스트 스트립'이라는 일회용 특정 바이오센서를 개발하여 SARS-CoV-2를 빠르게 감지할 수 있습니다. 이 바이오센서는 바이러스에 대한 특정 항체 사이의 생화학적 매칭의 전자 검출을 사용합니다. 안정화된 항체에 의한 바이러스의 도킹은 Seo와 동료의 작업과 유사하게 센서 전자 회로 내에서 컨덕턴스의 변화로 이어집니다. 이러한 전기 전도도의 변화는 추가 분석을 위해 컴퓨터 또는 스마트폰과 페어링할 수 있는 초소형 자동 회로로 측정됩니다.

이 장치의 개념 증명은 SARS-CoV-2 바이러스의 재조합 구조 단백질을 포함하는 상업용 샘플을 식염수(PBS)에 희석한 후 일회용 항원 테스트 스트립의 검출 전극과 결합하는 시험관 내 실험을 통해 실현되었습니다. Nucleocapsid 및 Spike 단백질을 사용하여 테스트한 샘플은 전도도의 변화를 유발할 수 있으므로 바이러스 대용물을 감지할 수 있습니다. 단백질 농도는 생체 내 농도와 일치하도록 조정되었으며 신호 처리가 강력하고 신뢰할 수 있으며 측정의 반복성을 보장하기 위해 중요한 작업이 수행되었습니다.

장치의 온보드 처리 회로 내에서 결과를 암호화하면 개인 데이터 보호를 완벽하게 준수하고 처음부터 GDPR을 준수하는 장치를 개발할 수 있습니다.

관련 팀의 타당성 및 과거 경험:

Grapheal의 팀은 Grenoble Teaching Hospital(CHUGA) 가까이에 있어 협소한 협업이 가능한 BioPolis 인큐베이터 시설 내에서 호스팅됩니다. 이 스타트업은 그래핀 폴리머를 기반으로 하는 바이오 센싱 기술의 성능을 강조합니다. Grapheal 팀은 7명의 구성원으로 구성되어 있으며 모두 생물학 또는 물리학 박사 학위를 소지하고 있습니다. 이 팀은 프랑스 국립 과학 연구 기관(CNRS)의 전 수석 연구원인 Vincent BOUCHIAT가 이끌고 있습니다. 이 팀은 기술 혁신을 위해 프랑스 과학 연구 및 고등 교육부가 주최하는 i-lab 2020 콘테스트에서 상과 포상을 받았습니다.

이 프로젝트를 위해 팀은 IVD 및 의료 기기 전문가와 규제 전문가의 지식 지원을 결합했습니다. 궁극적으로 팀은 인간 샘플에서 수행되는 최초의 개념 증명 연구를 설정하기 위해 Grenoble University Hospital(CHUGA)의 바이러스학 팀에 도움을 요청했습니다.

그르노블 대학 병원(CHUGA)의 바이러스학 팀은 바이러스 진단을 위한 분자 기반 분석 개발의 선구자입니다. 프랑스에서 일상적인 진단에 널리 사용되는 현재 고전적인 PCR 및 RT-PCR 중 일부는 우리 팀과 실험실 내에 설정되었습니다. 현재 BioMérieux 회사에서 브랜드화한 이러한 기술과 PCR 키트는 우리 연구실의 공동 작업자가 개발하여 진단 기술과 분자 기반 기술에 대한 폭넓은 경험을 제공합니다.

SARS-CoV-2 감염의 진단은 대유행 초기부터 우리 실험실 내에서 수행됩니다. 우리는 빠르면 2020년 2월 8일부터 프랑스에서 온 최초의 감염된 환자를 다루고 있습니다. 그 이후로 이 환자들의 진단은 크게 개선되었으며 SAR-CoV-2 탐지는 이제 전례 없는 속도로 정기적인 일일 테스트로 수행됩니다. 의사 바이러스 중화 분석을 포함한 최첨단 기술의 개발과 함께 우리 팀은 이제 COVID-19 질문에 대한 고도로 숙련된 전문 지식을 보유하고 있습니다.

CHUGA의 미생물 및 임상 팀은 모두 COVID-19 전염병에 대한 연구 프로젝트 및 데이터를 생산해 왔습니다. 10개 이상의 임상 연구가 설정되었으며 이러한 프로토콜의 절반은 이제 매일 환자를 등록합니다. 그 중 하나는 200개 이상의 주제를 포함시킨 후 종료되었습니다. 또한 프랑스의 협력자들과 50개 이상의 공유 연구 프로젝트에 도달하기 위해 협력이 개발되었습니다. 그 중 전국적인 프로젝트인 DISCoVery와 French-COVID는 예상 목표를 맞추는 주요 프로토콜이었습니다.

전체적으로 이러한 과거 경험은 현재 연구에서 미래의 성공을 위한 핵심입니다.

연구 가설

현재 연구는 Grapheal TestNPass 장치가 검사 대상 집단에서 SARS-CoV-2 감염을 정확하게 구별할 수 있는 가능성을 입증하는 것을 주요 목표로 합니다. 결정적인 경우 평가된 테스트는 탐지에 도움이 될 수 있으므로 국가 영토에서 바이러스의 확산을 제한할 수 있습니다.

근본적인 가설은 다음과 같습니다. 바이러스 단백질에 대한 항체와 바이러스 자체 사이의 결합은 그래핀 기반 반도체 내에서 측정 가능하고 반복 가능한 전도도의 변화를 생성하기에 충분합니다. 따라서 이 전류는 바이러스 감염, 바이러스 발산 및 바이러스 감염의 대용물로 사용될 수 있습니다. 얻은 결과는 전기 임펄스이므로 디지털 표시 장치로 쉽게 전송됩니다.

동시에 본 연구는 다음 요소 중 일부를 밝힐 것입니다.

• 향후 개발 및 개선을 위한 장치의 인체 공학에 대한 중요한 정보입니다. 이 연구는 Grapheal 팀 외부에서 처음 사용하는 것으로, 사용자의 피드백은 향후 장치 개발을 지원하는 데 큰 도움이 될 것입니다.
• 분석 성능에 대한 예비 데이터. 본 연구의 주요 목표는 장치로 COVID-19 진단의 타당성을 입증하는 것이며, 민감도, 특이도, 긍정적 동의 및 부정적 동의와 같은 주요 성능 날짜를 추정할 것입니다. 이는 향후 연구와 규제 기관의 승인을 위한 강력한 기반이 될 것입니다.