مسحات صغيرة للرموش،

يمكن أن يكون هذا الاختبار مثيرًا للاهتمام بفضل قراءته اللونية التي قد تتيح تطبيقات وعناصر تشكيلية جديدة. ومع ذلك، يتضمن تحضير العينة خطوة استخلاص الحمض النووي الريبوزي (RNA) باستخدام حبيبات صغيرة، مما قد يزيد من التكلفة والوقت اللازمين لإجراء الاختبار. يُبرز التطور السريع لجائحة كوفيد-19 أوجه القصور في نموذج الاختبار المختبري الحالي لتشخيص الفيروسات.

مع ذلك، يتطلب هذا الاختبار نظام GeneXpert، الذي لا يتوفر منه سوى 5000 نظام في الولايات المتحدة. كما يتطلب الاختبار استخلاص الحمض النووي الريبوزي (RNA) كخطوة منفصلة عن التضخيم والكشف، مما يُعيق قابلية التوسع وقد يُقلل من توافره مع تزايد الطلب على المواد الأساسية. تزعم تقنية التضخيم الحراري المتساوي الحرارة Abbott ID NOW تحقيق نتائج إيجابية في أقل من 15 دقيقة، مع توفير جهاز بحجم ووزن قابلين للحمل.

مع ذلك، يتطلب هذا الفحص أيضًا جهازًا متخصصًا مع وجود مشاكل في التوفر موثقة جيدًا (24⇓–26). قد تكون هناك أيضًا مشكلات تتعلق بدقة هذا الاختبار، على الرغم من أن ادعاءات الدقة لا تزال قيد المراجعة. ومن التقنيات الأخرى المتساوية الحرارة ذات الأداء الجيد اختبار تشخيص SARS-CoV-2 LAMP من Color Genomics، مع حد كشف يبلغ حوالي 0.75 نسخة من الحمض النووي الريبي الفيروسي لكل ميكرولتر، بنسبة 100% بين الإيجابية والسلبية لعينات 543 مريضًا.

في حين أن النموذج المختبري الحالي لفيروس كورونا المستجد (SARS-CoV-2) قابل للتطوير ويمكن أتمتته لتحقيق إنتاجية عالية، فقد تكون هناك حاجة ملحة لبدائل تُوسّع نطاق خيارات الاختبار في مراكز الرعاية الصحية وفي البيئات محدودة الموارد. وبينما تتوفر مصادر الاختبار في بعض المناطق الغنية والمكتظة بالسكان، إلا أن بعض المناطق لا تتمتع بسهولة الوصول إلى الاختبارات المختبرية التي تتطلب معدات وبنية تحتية وخبرة متخصصة.

لتوسيع نطاق هذا الوصول، ثمة حاجة إلى تقنيات سريعة وسهلة الحمل ومنخفضة التكلفة، مع قدرتها على توفير حدود كشف مماثلة للأساليب المخبرية. قبل اختبار العينات الطبية، أُجري تقييم أولي للمنصة عن طريق تضخيم فيروس SARS-CoV-2 المعطل (5000 نسخة لكل ميكرولتر) والتحكم السلبي (صفر نسخة لكل ميكرولتر) في VTM. تظهر صور الفلورسنت في الوقت الفعلي، المطروحة من خط الأساس، للتضخيم على الخرطوشة لـ 5000 نسخة لكل ميكرولتر من الفيروس في VTM والتحكم السلبي في الملحق SI، الشكل 1. وبالمثل، يعرض الفيديو S1 أيضًا فيديو مُؤرخًا للتضخيم على الخرطوشة لـ 5000 نسخة لكل ميكرولتر من الفيروس في VTM والتحكم السلبي.

بينما يظل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) المعيار الذهبي المُثبت للتشخيصات العلمية، إلا أن هناك حاجة مُلحة لأساليب بديلة منخفضة التكلفة وسريعة بما يكفي لتوفير تشخيص دقيق على مستوى الاستخدام. ينبع أحد القيود المهمة للاختبارات الحالية للكشف عن فيروس سارس-كوف-2 من اعتمادها على بروتوكولات مُستهلكة للوقت ومُكثفة العمالة ومُعتمدة على المختبرات لعزل الفيروس، وتحليله، والتخلص من المواد المُثبطة. بينما يظل تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي (RT-PCR) المعيار الذهبي لإجراء التشخيصات العلمية لتضخيم تسلسلات الحمض النووي الريبي (RNA)، هناك حاجة مُلحة لمنصات اختبار بديلة سريعة ودقيقة وسهلة الحمل. نُقدم هنا كشفًا مُتساوي الحرارة قائمًا على الحمض النووي لفيروس سارس-كوف-2 باستخدام خرطوشة مُصنعة بشكل إضافي وجهازًا قائمًا على الهاتف الذكي للاختبار، والذي يُمكن إجراؤه على مستوى جمع العينات. ويمكن للاختبار الجديد، الذي لا يزال يعتمد على تفاعل البوليميراز المتسلسل لتحويل الحمض النووي الريبي الفيروسي إلى حمض نووي ثم تضخيم التسلسلات، تشغيل ما يقرب من 90 عينة في أقل من ثلاث ساعات، وفقًا لتقارير STAT، مع إمكانية التوسع بشكل أكبر في المختبرات الأكبر حجمًا باستخدام الأتمتة.

باستخدام هذا النمط المُشَعَّر، تم امتصاص نتيجة إيجابية في غضون 30 دقيقة فقط من بداية التفاعل. يوضح الشكل 1أ سير العمل الكامل، من جمع النمط إلى التقييم باستخدام نظامنا المتحرك. أولًا، يتم الحصول على النمط من الشخص المصاب باستخدام مسحة أنفية بلعومية. ثم تُنقل المسحة إلى محلول VTM وتُحرَّك برفق لنقل الفيروسات من المسحة إلى VTM.

ثالثًا، تُرمى المسحة، وتُحلل أجزاء صغيرة من جهاز VTM حراريًا (95 درجة مئوية، دقيقة واحدة). بعد ذلك، تُحمَّل العينة المُحلَّلة وكواشف RT-LAMP في محاقن سعة 1 و5 مل على التوالي، ثم تُوصَل المحاقن بخرطوشة الموائع الدقيقة، وتُحقن العينة المُحلَّلة وكواشف RT-LAMP في الخرطوشة في آنٍ واحد. أخيرًا، تُوضَع الخرطوشة داخل حامل الهاتف الذكي المتحرك، ويحدث تضخيم الحمض النووي باستخدام صبغة فلورية مُقحمة عند درجة حرارة 65 درجة مئوية. تُراقَب انبعاثات الفلوريسنت الناتجة عن التضخيم في الوقت الفعلي باستخدام كاميرا الهاتف الذكي الرقمية، ويُوفر تحليل الصورة وقت حدوث التضخيم. يمكن أن يقدم اختبار Cepheid SARS-CoV-2 نتائج إيجابية وسلبية للكشف عن SARS-CoV-2 في حوالي 30 و 45 دقيقة على التوالي.

تعتمد الطريقة المعيارية الحالية للكشف عن فيروس SARS-CoV-2 من مسحات NP على تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي (RT-PCR)، والذي يتطلب أيضًا بروتوكولات مختبرية لاستخراج الفيروس وتركيزه. معظم اختبارات تشخيص كوفيد-19 المتاحة تجاريًا في الولايات المتحدة وأوروبا وآسيا هي اختبارات سريرية مصممة للاستخدام المختبري وليست مصممة خصيصًا للتطبيقات المحمولة أو في نقاط الاستخدام.