Diagnostikk av COVID-19/DARTS (utvikling og vurdering av rask testing for SARS-CoV-2-utbrudd)

12. januar 2020 ble et nytt koronavirus identifisert som årsaken til et utbrudd av uforklarlig lungebetennelse i Wuhan City, Hubei-provinsen, Kina. Dette koronaviruset ble senere kalt SARS-CoV-2, og sykdommen det forårsaker COVID-19.

SARS-CoV-2 er et ikke-segmentert, positiv sanse-RNA-virus og en del av familien av koronavirus. I likhet med SARS-viruset (Systemic Acute Respiratory Syndrome), binder det seg til angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2)-reseptoren lokalisert på type II alveolære celler og tarmepitel. SARS-CoV-2 kan resultere i et alvorlig akutt respiratorisk distresssyndrom (ARDS) som er preget av diffus alveolær skade og direkte viral cytopatisk effekt på pneumocytter. Noen pasienter som utvikler COVID19 kan reagere med en fulminant "cytokinstorm"-reaksjon.

Per 23. mars 2020 er totalt 374 921 tilfeller av COVID-19 rapportert i 168 land med totalt over 16 411 dødsfall (dødsfall blant bekreftede tilfeller på 4,4 %) (John Hopkins ressurssenter for koronavirus). Over 293 425 tilfeller og 13 258 dødsfall er rapportert fra land utenfor fastlands-Kina. Verdens helseorganisasjon (WHO) erklærte 12. mars SARS-CoV-2-utbruddet som en pandemi i sammenheng med en folkehelsenødsituasjon av internasjonal bekymring (PHEIC) [4]. Europa har raskt blitt episenteret for pandemien, og i Storbritannia øker tilfeller daglig. Det har vært 6 724 bekreftede tilfeller i Storbritannia per 23. mars 2020, inkludert 190 bekreftede innlagte pasienter ved St George's Hospital NHS Trust (23. mars 2020, Dr. Breathnach, personlig kommunikasjon).

På grunn av mangelen på en validert serologisk test, forblir det faktiske antallet, og dermed andelen, personer som utvikler asymptomatisk infeksjon ukjent. Dette betyr at et nøyaktig dødsestimat forblir unnvikende. På grunn av økningen i antall diagnostiske prøver tar testene lengre tid enn forventet. Blant de fremste prioriteringene for å legge til rette for folkehelseintervensjoner er en pålitelig laboratoriediagnose. Rask saksavklaring er nødvendig for å sikre rask og effektiv kontaktoppsporing, implementering av smitteforebyggende og kontrolltiltak i henhold til WHOs anbefalinger, og innsamling av relevant epidemiologisk og klinisk informasjon.

På grunn av mangelen på en validert serologisk test, er det faktiske antallet, og dermed andelen, personer som utvikler asymptomatiske infeksjoner ukjent. Dette betyr at et nøyaktig dødsestimat forblir unnvikende. På grunn av økningen i antall prøver som skal diagnostiseres, tar testene lengre tid enn forventet. Blant de fremste prioriteringene for å legge til rette for folkehelseintervensjoner er en pålitelig laboratoriediagnose. Rask saksbekreftelse er nødvendig for å sikre rask og effektiv kontaktoppsporing, implementering av smitteforebyggende og kontrolltiltak i henhold til WHOs anbefalinger, og innsamling av relevant epidemiologisk og klinisk informasjon.

Erfaringene i Kina har vært at rundt 15 % av pasientene med bekreftet infeksjon utvikler alvorlig sykdom og rundt 5 % blir kritisk syke. I Storbritannia antyder en modelleringsanalyse fra Imperial College COVID-19 Response Team at selv med implementering av selvisolasjonstiltak (husholdningskarantene og sosial distansering) vil bølgegrensene for både generelle avdelinger og ICU-senger bli overskredet 8 ganger. . Videre vil en lempelse av disse avbøtende tiltakene sannsynligvis føre til en tilbakegang av tilfeller inntil det er en effektiv vaksine - som ikke forventes før om 12-18 måneder. Vi kan derfor helt klart forvente et betydelig antall innlagte pasienter med COVID-19-infeksjon i Storbritannia i løpet av de kommende månedene.

SARS-CoV-2 antigen og antistoff lateral flow assay (LFA) utvikling har blitt ledet av Mologic, et selskap basert i Bedford. Vi vil bruke prototype LFA og ELISA som er klare for foreløpig evaluering, og deretter bruke disse testene på stedet for å evaluere testen ved POC. LFA er utviklet for SARS-CoV-2-antigendeteksjon i svelg-/neseprøver og påvisning av IgG og IgM i blod/serum og SARS-CoV-2-antigendeteksjon, IgG, IgM og IgA i spytt. Spytt er en spennende prøve å bruke da den er langt enklere å bruke enn blod- eller svelg-/neseprøver for potensiell selvtesting.

I tillegg er det foreløpig ukjent hvorfor noen pasienter utvikler alvorlig COVID-19, mens andre som er rammet av samme SARS-CoV-2-infeksjon kun viser milde symptomer. Komorbiditeter som hypertensjon, nyresykdom og diabetes har vært knyttet til dårligere prognose og kliniske utfall. En andel av pasienter i yngre alder og uten komorbiditet utvikler imidlertid også alvorlig sykdom - og det er behov for større forståelse av immunpatogenesen ved alvorlig COVID-19-infeksjon er viktig.

Bruken av diagnostikk utviklet i denne studien vil forbedre håndteringen av tilfeller av COVID-19. LFA er raske, enkle å bruke og designet for å være rimelige globalt. Den raske diagnosen SARS-CoV-2 med antigendeteksjon vil tillate pasienter å bli raskt triagert på sykehus, fastlegeoperasjoner og andre steder som immigrasjonsområder. De er tilstrekkelig billige til å være egnet for bruk i lav- og mellominntektsland. Bruken av antistoffdeteksjon vil tillate både diagnostisering av immunologisk respons på akutte infeksjoner, så vel som etter at pasienter er blitt friske senere. For å bruke disse testene riktig er en forståelse av dynamiske immunopatologiske endringer over tid nødvendig.

Karakterisering av immunrespons og mottakelighet og dens assosiasjon med viral clearance og sykdomsprogresjon i store kohorter med variert sykdomsgrad er viktig for å hjelpe kliniske risikoprediksjonsutfall og evaluere potensialet for nye immunterapeutiske intervensjoner. Immunresponsegenskaper kan ha prediktiv og prognostisk verdi, med tidlige adaptive immunresponser muligens korrelert med forbedrede kliniske resultater.