Ringkasan:
- Para peneliti sedang mengeksplorasi perangkat mirip breathalyzer untuk mendeteksi COVID-19.
- Perangkat dilatih untuk membedakan “tanda tangan COVID” berdasarkan senyawa organik yang mudah menguap (VOC) dalam napas.
- Tes napas mungkin memiliki tempat dalam skrining virus di masa mendatang, berpotensi di tempat-tempat ramai.
Satu-satunya hal yang membuat frustrasi seperti menunggu untuk mengetahui apakah Anda telah dites positif terkena virus corona, sebuah proses yang bisa memakan waktu berhari-hari, mungkin bertahan dari tes di tempat pertama. Tes COVID-19 yang paling umum melibatkan usap panjang yang dimasukkan ke lubang hidung Anda untuk mengumpulkan sekresi dari bagian belakang hidung dan tenggorokan Anda — bukan sensasi yang menyenangkan. Tetapi para peneliti menemukan metode yang lebih mudah. Seseorang mungkin seperti menguji nafas untuk konsumsi minuman keras.
“Itu adalah gagasan bahwa Anda memiliki napas COVID,” kata Makeda Robinson, MD, PhD, seorang peneliti penyakit menular di Stanford University, kepada Verywell. “Telah ditunjukkan sebelumnya bahwa virus, dan sel yang terinfeksi virus, dapat memancarkan senyawa organik yang mudah menguap atau VOC ke dalam napas Anda.”
Para peneliti telah mengembangkan dan melakukan studi awal kecil pada perangkat mirip breathalyzer untuk mendeteksi dengan cepat keberadaan SARS-CoV-2, virus penyebab COVID-19. Temuan tersebut baru-baru ini dipublikasikan di ACS Nano , sebuah publikasi dari American Chemical Society.
Bagaimana itu bekerja
Perangkat tersebut memiliki sensor yang terbuat dari bahan nano yang terhubung dengan molekul yang peka terhadap VOC. Ketika VOC dari nafas berinteraksi dengan sensor, hambatan listrik berubah, menciptakan pola. Para peneliti menggunakan pembelajaran mesin untuk melatih sensor untuk mengenali perbedaan utama dalam napas yang dihembuskan dan mengidentifikasi kemungkinan tanda tangan COVID-19 berdasarkan sinyal hambatan listrik.
Untuk melatih sensor mengenali kemungkinan tanda tangan COVID-19, para peneliti mendaftarkan tiga kelompok: 49 pasien dengan COVID-19 yang dikonfirmasi, 58 orang sehat, dan 33 pasien dengan infeksi paru-paru non-COVID. Setiap peserta meniup prototipe selama beberapa detik. Selanjutnya, para peneliti perlu menentukan apakah potensi tanda tangan COVID dari prototipe itu akurat, sehingga mereka menguji perangkat tersebut pada sejumlah kecil dari 140 peserta.
Apakah Ini Akurat?
Dalam membedakan kasus COVID-19 dari kelompok kontrol individu sehat, perangkat tersebut 76% akurat. Sensor membedakan antara individu dengan COVID-19 dan mereka yang didiagnosis dengan jenis infeksi paru yang berbeda dengan akurasi 95%, dan antara pasien COVID-19 yang sembuh dan sakit dengan akurasi 88%.
“Semuanya tepat berada di sisi kiri kurva perkembangan,” kata Farley Cleghorn, MD, MPH, seorang ahli epidemiologi dan kepala kesehatan global di Palladium, kepada Verywell. “Ini laporan pertama. Dan sementara itu menunjukkan beberapa data yang menjanjikan, bahkan penulisnya sendiri mengatakan kami membutuhkan studi yang lebih besar.”
Tes tersebut paling tidak akurat dalam menentukan antara infeksi COVID-19 dan subjek sehat. Studi tersebut mencatat sejumlah kesalahan positif, yang dapat menyebabkan peningkatan penggunaan perawatan kesehatan dan berkontribusi berlebihan pada beban yang tidak perlu, kata Robinson. Tetapi positif palsu mungkin kurang memprihatinkan daripada orang hilang yang terinfeksi.
“Jika seseorang tanpa sadar mengidap [COVID-19] dan mereka naik pesawat atau kembali bekerja, sekarang Anda membuat banyak orang terpapar,” kata Robinson.
Apa Artinya Ini Bagi Anda
Di masa mendatang, Anda mungkin dapat melakukan tes seperti breathalyzer untuk COVID-19. Namun saat ini, hanya metode pengujian yang diberikan otorisasi penggunaan darurat (EAU) oleh Food and Drug Administration (FDA) AS yang dapat memberikan hasil.
Tes Dapat Membantu Mengukur Peningkatan
Robinson mengatakan dia sangat tertarik dengan fakta bahwa sensor tersebut mampu membedakan, sampai taraf tertentu, antara pasien yang sakit dengan COVID-19 dan mereka yang telah pulih.
“Itu mungkin bisa memberi tahu kita lebih banyak tentang bagaimana orang membaik atau tidak membaik dari waktu ke waktu,” katanya. “Tidak pasti apakah itu bisa melakukan ini, tapi saya pikir kemungkinannya ada.”
Keterbatasan penelitian awal adalah tidak memperhitungkan banyak faktor seperti usia, jenis kelamin, etnis, komorbiditas, dan bahkan di mana tes dilakukan. “Ini adalah penelitian kecil yang dilakukan di Wuhan, Cina — jadi dalam populasi pasien yang lebih homogen,” kata Robinson. “Kami tidak tahu apakah nafas COVID-19 di daerah itu akan serupa dengan yang lain.”
Makeda Robinson, MD, PhD
Kami dapat terus berkembang. Tes ini sebenarnya bisa terus menjadi lebih baik dari waktu ke waktu.
— Makeda Robinson, MD, PhD
Tapi sensor mungkin bisa dilatih untuk memperhitungkan faktor-faktor tersebut. “Saya pikir itu adalah janji pembelajaran mesin,” kata Robinson. “Kami dapat terus berkembang. Tes ini sebenarnya dapat terus menjadi lebih baik dari waktu ke waktu.”
Alternatif Selamat Datang untuk Penyeka
Masih diperlukan metode pengujian yang lebih baik untuk SARS-CoV-2, terutama opsi yang tidak terlalu invasif dibandingkan swab nasofaring yang ditakuti.
“Ini sangat tidak menyenangkan,” kata Rebecca Wurtz, MD, MPH, profesor di School of Public Health di University of Minnesota, kepada Verywell. “Jika benar-benar diperoleh dengan benar, Anda harus mendorong swab sepenuhnya ke belakang dan memutarnya lima kali.”
Wurtz mengatakan dia belum melihat studi apa pun tentang ini, tetapi dia mencurigai kesalahan pengguna dalam pengumpulan, terutama di situs pengujian drive-up tertentu tempat Anda benar-benar mengelola swab sendiri. “Saya pikir banyak teknisi lab dan perawat serta orang lain yang mendapatkan spesimen bahkan dalam pengaturan yang terkontrol takut untuk mendorong swab itu kembali dan menyebabkan ketidaknyamanan seperti itu,” katanya.
Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA) telah memberikan otorisasi penggunaan darurat (EAU) untuk 230 tes COVID-19, termasuk 186 tes molekuler, 40 antibodi, dan 4 tes antigen. Tes napas dalam pengembangan tidak termasuk dalam salah satu kategori ini.
“Ada semacam gelombang kedua ini,” kata Robinson tentang pengujian inovasi. “Kami mendapatkan lebih banyak informasi bahwa jenis spesimen yang berbeda sebenarnya dapat memiliki akurasi yang sama. Dan sekarang kami mulai bertanya pada diri sendiri, ‘Apakah ini cara terbaik dan satu-satunya?’”
Apakah Jenis Sampel Mempengaruhi Hasil Pengujian COVID-19?
Pengumpulan sampel hanyalah setengah dari pertempuran. Meskipun metode laboratorium baru dan inovatif sedang dikerjakan, standar emas untuk pandemi ini adalah pengujian reaksi berantai transkriptase polimerase (RT-qPCR). PCR adalah proses yang kompleks dan memakan waktu yang melibatkan bahan kimia dan mesin di laboratorium, menurut FDA. Sebelum pengujian dimulai, sampel harus dikirim ke laboratorium yang tepat di mana mereka sering menunggu dalam antrean.
Cleghorn mengatakan laboratorium hanya didukung. Dia pergi ke situs pengujian COVID-19 gratis sekitar sebulan yang lalu, katanya kepada Verywell. Waktu penyelesaian untuk hasil di situs itu sekitar 10 hari. Pada saat itu, dia mengatakan orang-orang mungkin “kehilangan jendela untuk melakukan semua tindakan pengendalian epidemiologis yang tepat yang diperlukan ketika seseorang positif mengidap virus corona atau telah terpapar.”
Lonjakan Tes COVID-19 Berarti Penundaan Hasil
Waktu penyelesaian yang lama untuk mendapatkan hasil mengkhawatirkan para ahli, terutama saat tingkat tes-positif masih tinggi di banyak tempat di AS dan dengan musim dingin dan flu akan segera dimulai. “Kami merekomendasikan tingkat kepositifan berdasarkan yurisdiksi kurang dari 5%,” jelas Cleghorn, mengutip tolok ukur COVID-19 yang ditetapkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia pada bulan Mei. “Kami memiliki sekitar 30 negara bagian di AS yang belum mencapai itu.”
Statistik ini, Cleghorn menambahkan, “telah menyebabkan keinginan yang jauh lebih besar untuk tes lainnya. Dan itulah mengapa ada upaya yang sangat besar dan subur untuk mengembangkan tes antibodi, tes antigen, tes non-PCR — apa pun yang akan meringankan beban yang kita alami.”
FDA Menyetujui ‘Pooled Samples’ untuk Mempercepat Pengujian COVID-19
Gunakan Kasus untuk Tes Nafas
Jadi apakah kita semua akan diuji untuk “nafas COVID” saat kita menjalani hari-hari kita dalam waktu dekat? “Tesnya sendiri sangat mirip dengan breathalyzer untuk tes alkohol,” kata Robinson tentang prototipe yang disebutkan dalam penelitian tersebut. “Dan alkohol atau etanol adalah VOC.”
Dengan kemudahan penggunaannya, tes napas bisa menjadi alat yang berguna untuk penyaringan titik masuk, tambah Robinson. Saat ini, banyak tempat seperti sekolah, klinik, dan kantor melakukan pemeriksaan suhu dan menanyakan gejalanya kepada masyarakat. “Menurut saya ada peluang nyata untuk tes diagnostik seperti ini karena hanya memerlukan sedikit personel tambahan dan waktu penyelesaiannya sangat cepat,” ujarnya. “Kami telah melihat dengan dibukanya kembali sekolah bahwa ada banyak untung atau rugi di sana.”
Secara hipotetis, breathalyzer dapat membantu administrator sekolah menyaring siswa dengan lebih akurat dan efisien. Dan tes semacam itu juga bisa digunakan di bioskop atau acara olahraga. “Sensitivitas dan spesifisitasnya harus ditingkatkan,” kata Wurtz, “tetapi sensitivitas dan spesifisitas tes yang kami miliki saat ini tidak terlalu bagus, dan waktu serta penundaannya signifikan.”
Prototipe mirip breathalyzer menggunakan partikel nano emas pada sensornya, dan bagi Robinson, hal itu menimbulkan beberapa pertanyaan. “Seberapa mahal tes ini?” dia berkata. “Seberapa sering sensor ini harus diganti? Bisakah kita menskalakan tes seperti ini hingga level yang sangat, sangat tinggi? Saya punya pertanyaan tentang apakah ini solusi yang berkelanjutan atau tidak.”
Wurtz setuju bahwa masih terlalu dini untuk mengatakan apakah kita akan menggunakan alat pengukur napas COVID-19 sebelum kita pergi ke sekolah atau bekerja atau ke konser. “Saya tidak terlalu bersemangat tentang hal-hal ini,” katanya. “Tapi sebagai area eksplorasi, saya pikir itu menjanjikan.”
Informasi dalam artikel ini adalah yang terbaru pada tanggal yang tercantum, yang berarti informasi yang lebih baru mungkin tersedia saat Anda membaca ini. Untuk pembaruan terkini tentang COVID-19, kunjungi halaman berita virus corona kami.
4 Sumber Verywell Health hanya menggunakan sumber berkualitas tinggi, termasuk studi peer-review, untuk mendukung fakta dalam artikel kami. Baca proses editorial kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kami memeriksa fakta dan menjaga agar konten kami tetap akurat, andal, dan tepercaya.
- Shan B, Broza YY, Li W, dkk. Array sensor berbasis bahan nano multipleks untuk deteksi COVID-19 pada napas yang dihembuskan. ACS nano . doi:10.1021/acsnano.0c05657
- Badan Pengawas Obat dan Makanan AS. Pembaruan Coronavirus (COVID-19): Roundup harian.
- Badan Pengawas Obat dan Makanan AS. Dasar-dasar pengujian virus corona.
- Organisasi Kesehatan Dunia. Kriteria kesehatan masyarakat untuk menyesuaikan tindakan kesehatan masyarakat dan sosial dalam konteks COVID-19.
Oleh Jennifer Chesak
Jennifer Chesak adalah jurnalis medis, editor, dan pemeriksa fakta dengan byline di beberapa publikasi nasional. Dia memperoleh gelar Master of Science dalam jurnalisme dari Medill School di Northwestern University. Cakupannya berfokus pada COVID-19, masalah kesehatan kronis, hak medis wanita, dan bukti ilmiah seputar tren kesehatan dan kesejahteraan.
Lihat Proses Editorial Kami Temui Dewan Pakar Medis Kami Bagikan Umpan Balik Apakah halaman ini membantu? Terima kasih atas umpan balik Anda! Apa tanggapan Anda? Lainnya Bermanfaat Laporkan Kesalahan