Was ist der Test für das Coronavirus und warum dauert es so lange, bis Tests durchgeführt werden?


Antwort 1:

Vox hat einen guten Artikel darüber, warum es so lange gedauert hat, die Tests in den USA voranzutreiben, der zusammenfasst, was ich in den letzten Monaten in Nachrichten gesehen habe.

Die felsigen Bemühungen der CDC, Amerikaner auf Coronavirus testen zu lassen, erklärten

Ich möchte betonen, was der Artikel sagt, dh „

Genaue Tests sind entscheidend, um einen Ausbruch zu stoppen

. ”

Genau

Testen, nicht viele, viele, viele Tests. Das Einrichten von Tests auf einen neuen Virus kann schwierig sein, und Sie möchten sicher sein, dass Sie es richtig machen, damit Sie die richtigen Antworten erhalten - keine falsch positiven, keine falsch negativen Ergebnisse. Gemäß dem Vox-Artikel

Chinas am häufigsten verwendete Tests hatten fast die Hälfte der Zeit falsch negative Ergebnisse

. Und

alle Länder

haben Probleme mit dem

Sensitivitäts- / Spezifitätsprobleme

mit Coronavirus-Tests.

(Der Artikel besagt, dass die Zahlen zu Tests in den USA von der CDC-Website entfernt wurden. Ich frage mich, wer das hätte beauftragen können ...)


Antwort 2:

Der Assay für ein Virus wie das neue Coronavirus ist ein Polymerasekettenreaktionstest (PCR). Sobald das Genom eines Virus sequenziert wurde, was in wenigen Tagen genau und zuverlässig durchgeführt werden kann, kann die Sequenz mit anderen ähnlichen Viren verglichen werden, um den Teil seines genetischen Codes zu bestimmen, der sich von anderen unterscheidet.

Dann ist der PCR-Prozess der gleiche wie bei jedem anderen; Es werden zwei 20 Basenpaare lange Segmente komplementärer DNA (Primer genannt) synthetisiert, die die Region von Interesse einschließen. Genug davon, um 10.000 Reaktionen abzuschließen, kostet etwa 12 € und kann sehr schnell durchgeführt werden. Die anderen Komponenten einer PCR-Reaktion sind Standardbestände, die viele Biotech-Unternehmen im Regal (im Gefrierschrank) haben. Dies sind 1) Reaktionspuffer, bei dem es sich um hochreines Wasser mit zugesetztem Magnesiumsalz handelt, um die richtige Umgebung für das DNA-replizierende Enzym bereitzustellen

Taq-Polymerase,

2) die

Taq

Enzym selbst, 3) die vier Bausteine ​​von DNA, Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin (A, T, G und C) und 4) ein Farbstoff, der nur in Gegenwart von doppelsträngiger DNA in Menge fluoresziert. Eine Reaktionsmischung dieser Komponenten in den richtigen Anteilen kann in loser Schüttung hergestellt werden, und das Pipettieren in die Vertiefungen einer Kunststoffplatte mit mehreren Vertiefungen kann von einem menschlichen Techniker durchgeführt werden (eine Platte mit 96 Vertiefungen, die Tests für 32 Proben in dreifacher Ausfertigung liefert, kann 10 dauern Minuten) oder der Aufbau kann automatisiert und in 384-Well-Platten ausgeführt werden; Das sind 128 Tests in dreifacher Ausfertigung. Anschließend werden zu testende Proben zugegeben und die Platten mit einer Kunststofffolie versiegelt, so dass keine Verunreinigung von Vertiefung zu Vertiefung auftritt.

Die Platte wird dann in einen Thermocycler gegeben; Dies ist ein temperaturgesteuertes Gerät (eine isolierte Box mit Heiz- und Kühlfunktionen), das sich in einem Temperaturbereich schnell ändern kann. Es erwärmt die Proben auf nahe 98 ° C, um die beiden DNA-Stränge in der Probe zu trennen, dann auf etwa 55–60 Grad, damit die Primer an die beiden DNA-Abschnitte binden, die sie ergänzen sollen, und auf etwa 70 Grad für das Enzym As, Ts, Gs und Cs zwischen den beiden Primern zusammenzusetzen. UV-Licht wird dann verwendet, um die Fluoreszenz des Farbstoffs zu erfassen, wenn genügend DNA vorhanden ist. Es wird nur dann genügend DNA vorhanden sein, um auf diese Weise nachgewiesen zu werden, wenn die dem Reaktionsgemisch zugesetzte Probe die einzigartigen Sequenzen enthält, für deren Bindung die Primer entworfen wurden. Ein Zyklus dieser Schritte dauert ungefähr zwei Minuten, und 30 Zyklen reichen aus, um festzustellen, ob virale DNA in der Probe vorhanden ist. Es gibt einen anfänglichen Denaturierungsschritt und einen letzten Verlängerungsschritt, die jedem Lauf einige Minuten hinzufügen. Daher dauert es ungefähr anderthalb Stunden, bis die Ergebnisse für alle Reaktionen generiert sind.

Wenn dieser Prozess von einem menschlichen Techniker und nicht von einem automatisierten System durchgeführt wird, kann die nächste Platte, die in den Thermocycler gelangt, vorbereitet werden, während die erste läuft. Dies bedeutet, dass eine einzelne Person, die einen einzelnen Cycler mit 96-Well-Platten verwendet, Proben von 640 Personen in einer achtstündigen Schicht dreifach verarbeiten kann. Natürlich verfügen die großen Biotech-Unternehmen über automatisierte Systeme, die in einer bestimmten Zeit mit einer weitaus größeren Anzahl von Proben arbeiten können.

Wenn der Wille vorhanden ist, so viele Menschen wie möglich so schnell wie möglich zu testen, sind die Reagenzien und Instrumente dafür bereits vorhanden. Was wir sehen, ist ein Mangel an diesem Willen.

Edit fügte als Antwort auf Keith Robisons guten Punkt hinzu: Sie haben Recht: Ich habe der Kürze halber die Verwendung eines "Housekeeping-Gens" für jede Probe aus Gründen der Kürze ausgelassen. Ich bin auch nicht in den Schritt der reversen Transkription gegangen, und ich hätte es erwähnen sollen, da es natürlich die Gesamtzeit verlängert, die benötigt wird, um ein Ergebnis zu erhalten. Dabei wird die einzelsträngige RNA-Probe einem Patienten entnommen und in eine Reaktionsmischung gegeben, die das Enzym der reversen Transkriptase und die erforderlichen Bausteine ​​enthält, um komplementäre DNA zu erzeugen, die für die nachfolgende PCR geeignet ist. Dies kann als erster Schritt von Reverse Transcription -PCR erfolgen, wie Sie hervorheben.


Antwort 3:

Der Hauptgrund geht auf eine schlechte Entscheidung der vorherigen Verwaltung zurück, wonach alle durchgeführten Tests von den FDA-Labors und nicht wie zuvor außerhalb der Labors durchgeführt werden mussten. Dies führte zu einem Mangel an Testkits. Trump hat diese Anleitung verworfen und sich mit allen führenden Eigentümern von Laborforschungslabors getroffen. Jetzt werden in etwa einer Woche Millionen von Testkits verfügbar sein. In Zukunft wird es in jedem Krankenhaus des Landes geeignete Testkits geben.