Głośno w mediach o tym, że badacze z Instytutu Nenckiego Polskiej Akademii Nauk pracują nad procedurami zbiorowych testów na koronawirusa. Na czym polega ten projekt?
Projekt zwany Sonar Anty-CoronaVirus jest dla nas sporym wyzwaniem – musimy opracować strategię, a w rzeczywistości dostarczyć diagnostom, czyli wszystkim laboratoriom diagnostycznym w Polsce gotowy protokół opisujący, w jaki sposób można by zwiększyć wydajność diagnostyki. To zwiększenie wydajności polegałoby na tym, że jednym testem genetycznym moglibyśmy przetestować nie jedną osobę, jak to się dzieje dzisiaj, tylko moglibyśmy przetestować osób kilkadziesiąt. Standardem przy testowaniu zbiorowym jest 30 próbek. W Izraelu, jak czytałam, łączą nawet 64 próby. Myślę, że my też jesteśmy w stanie dojść do takiej liczby osób, które można by przetestować jednym testem. Zobaczymy, jak to się nam uda zorganizować logistycznie.
Można tu mówić o przełomie, jeśli chodzi o zwiększenie liczby testów na Covid-19?
Sam pomysł testowania zbiorowego nie jest ideą zupełnie nową, dlatego, że takie podejście jest już wykorzystywane w epidemiologii przy diagnostyce innych wirusów. Na przykład tak testowano wirusa grypy w 2012 roku. W ten sposób testuje się też pacjentów w przypadku wirusa HIV – jeżeli jest grupa o podobnym prawdopodobieństwie zarażenia HIV to wtedy testuje się ją grupowym testem. Natomiast, jeśli chodzi o Covid-19, to jest rzecz zupełnie nowa. W połowie kwietnia pokazano, że takie testy mogą się sprawdzać, są one wykonywane w USA, w Niemczech, w Izraelu. Widziałam też zarządzenie Indyjskiej Rady Badań Medycznych (Indian Council Of Medical Research), które również wprowadza obowiązek stosowania testów grupowych i zostały one wdrożone w wielu stanach.
Jakie są zalety tej metody? W czym testowanie zbiorowe jest lepsze od testowania indywidualnego?
Wszyscy wiemy na czym polega testowanie indywidualne – mamy jeden test, który jest wykonany dla pojedynczej osoby i jego wykonanie zajmuje około dwóch godzin. Dzięki testom zbiorowym, w tym samym czasie moglibyśmy zdiagnozować nie jedną, a wiele osób – dajmy na to trzydzieści albo pięćdziesiąt, w zależności od tego, ile prób pobranych materiałów do testowania będziemy mogli razem połączyć. Czas jest więc tu podstawową zaletą. Po drugie – dziś mamy ograniczone zasoby zarówno ludzkie – chodzi o osoby, które fizycznie wykonują test – jak i zasoby związane ze sprzętem czy liczbą testów.
Polska jest na dalekim, 27 miejscu, jeśli chodzi o liczbę testów wykonywanych w Europie.
Faktycznie, nie robimy ich zbyt wiele; mimo, że moglibyśmy tych testów robić więcej, to z jakichś powodów ich nie robimy. Dlatego warto pomyśleć o testach zbiorowych – będziemy mogli wykorzystać bardziej wydajnie czas, bo po dwóch godzinach już 50 osób może mieć informacje o tym, czy są chorzy, czy zdrowi i stanie się to dużo szybciej, niż dzisiaj. A po drugie wydajniej wykorzystamy infrastrukturę, zasoby ludzkie i testy, które mamy, w kontekście diagnostyki, bo jednym testem będzie można przetestować grupę osób, a nie pojedyncze osoby. A trzecia rzecz, na którą na pewno warto zwrócić uwagę to fakt, że takie testy, w związku z tym, że nie będą bardzo kosztochłonne ani czasochłonne, mogłyby być wykonywane w szpitalach codziennie – po zakończeniu pracy. Albo przed rozpoczęciem pracy w grupie lekarzy czy pielęgniarek; generalnie personelu medycznego; albo można tak testować pacjentów na konkretnym oddziale, sprawdzając, czy nikt się nie zaraził koronawirusem. Wyobrażam sobie, że to byłaby też dobra odpowiedź na to, co się dzieje w DPS-ach.
O, właśnie!
Domy Pomocy Społecznej to duże skupiska ludzi i tak naprawdę nie wiemy, czy nie są to źródła zakażenia koronawirusem, ponieważ dziś diagnozuje się dopiero wtedy, jak ludzie mają ciężkie objawy. Wszyscy wiemy, że bardzo duża liczba przypadków, wg. niektórych danych nawet o 90 procentów przypadków, dotyczy osób bezobjawowych. Zatem tak długo, jak nie będziemy testować zbiorowo, to szczerze mówiąc, nie będziemy wiedzieć, jaką w istocie mamy sytuację epidemiologiczną w Polsce. Nie wiemy, jak dużo osób jest zakażonych, ponieważ większość nie ma o tym świadomości. A to jest groźne w kontekście zakażania. I właśnie dlatego mamy dziś ogólnonarodową kwarantannę, rekomendację by unikać spotkań w dużych grupach, żeby na zewnątrz nosić maseczki, bo o ile dla jednej grupy osób ten wirus jest mało groźny, to dla innej może być śmiertelnym zagrożeniem.
O ile może się zwiększyć wydajność testów w Polsce?
Myślę, że przy dobrze opracowanej strategii testowania grupowego, moglibyśmy dojść do poziomu nawet 100.000 testów dziennie. Należy tu jednak zaznaczyć, że testowanie genetyczne ma swoje graniczenia. To duże wyzwanie, żeby zrobić to dobrze. Nie sprawdzi się testowanie grupowe, jeśli będzie ono oparte na zarządzeniu ministerstwa, mówiącego, że „pierwsze 20 prób, jakie trafiają do punktu diagnostycznego należy pullować’, ponieważ w przypadku tego wirusa nie można pozwolić sobie na coś takiego, jak pullowanie naiwne – tak to nazywają informatycy czy matematycy – czyli na chybił trafił.
To znaczy?
Pullowanie – z języka angielskiego pulling oznacza łączenie prób, to nasz żargon. Chodzi o to, że nie można łączyć prób przypadkowych. Dlatego, że przy takim podejściu ta strategia się nie sprawdzi. Musimy łączyć próby w ten sposób, żeby łączyć ze sobą osoby o podobnym prawdopodobieństwie zakażenia koronawirusem.
Chodzi o osoby z jednego środowiska, czy też miejsca, tak?
Właśnie. Czyli, dajmy na to, jeśli na jednym stole mamy próby pobrane od lekarzy, pracujących na oddziałach zakaźnych, do tego próby od lekarzy pracujących w małej przychodni, gdzie zagrożenie kontaktu z nosicielami koronowirusa prawdopodobnie jest mniejsze, i jeszcze próby pobrane od osób, które były na wakacjach w Singapurze, to takich prób ze sobą nie łączymy. Musi być wybrany algorytm, który wskaże, które próby można ze sobą łączyć. Przy okazji: dla mnie najważniejsze jest to, aby eksperymentalnie sprawdzić tą strategię na próbach, które są pobierane w polskich placówkach medycznych, w polskich szpitalach, które trafiają do sanepidu. Nie możemy opierać się tylko na doświadczeniach naszych kolegów z Niemiec czy USA.
Dlaczego?
Dlatego, że nie wiem, jak wyglądają procedury pobierania prób w innych krajach; pewnie są różne. Różnie też z tym jest w Polsce – pobranie wymazu do diagnostyki COVID-19 nie jest proste. Trzeba wiedzieć jak to robić i myślę, że w wielu placówkach medycznych personel się jeszcze uczy. To normalne, bo epidemia wszystkich nas zaskoczyła. Musimy więc zobaczyć z jakim materiałem realnie mamy do czynienia. Pierwotnie myśleliśmy, żeby przetestować opracowane algorytmy na RNA wirusa, które wyizolujemy i oczyścimy w laboratorium. To by było dla nas najłatwiejsze. Ale wspólnie z dr Aleksandrą Pękowską, z Instytutu Nenckiego PAN, która jest koordynatorem opracowania protokołu diagnostycznego, doszłyśmy do wniosku, że taka próba oczyszczona w naszym sterylnym laboratorium odbiegałby mocno od tego, co się dzieje w rzeczywistości, więc musimy mieć realne próby. Wiemy, że może być kłopot z ich czystością, w zależności od tego, kto pobrał i jak zabezpieczył pobrany materiał.
Czy to znaczy, że te procedury pobierania materiału do próbek nie są jednakowe?
W moim przekonaniu nie są jednakowe. Mimo procedur rekomendowanych przez ministerstwo zdrowia, myślę, że tutaj można by było lepiej dopracować tę strategię, nie tylko w jaki sposób pobierać próby, ale też w jaki sposób przechowywać, jaki jest maksymalny czas dostarczenia tych prób do miejsca diagnostyki. Musimy zdawać sobie sprawę, że jeżeli się pobierze materiał i on będzie niezabezpieczony, np. będzie leżał za długo w temperaturze pokojowej, zanim trafi do laboratorium, RNA wirusa może już być zdegradowane, albo zanieczyszczone.
Czyli każdy szpital może mieć swoje procedury albo wręcz można pobierać materiał genetyczny bez stosowania się do procedur?
Procedury na pewno są i mam nadzieję, że ludzie się do nich stosują. Chcę w to wierzyć. Ale wolę sprawdzić (śmiech). Tak naprawdę więcej będę mogła powiedzieć, jeśli już przyjrzymy się tym próbkom, które dostaniemy z sanepidu, bo to będą te próby, które dostał i zdiagnozował sanepid. To, co chcemy zrobić, to sprawdzić czystość, poziom degradacji RNA no i oczywiście stężenie wirusa, jakie realnie otrzymuje się przy takim sposobie pobierania wymazów.
Na jakim etapie, jeśli chodzi o ten projekt i wdrożenie go, jesteście państwo teraz?
Mamy już wyniki wszystkich testów, jakie zostały zrobione przez wojewódzki sanepid w Warszawie – to jest ponad 9 tysięcy wyników testów; mamy o tych testach wszystkie niezbędne informacje, ale bez danych identyfikujących pacjenta, bo to jest nam niepotrzebne. Ale znamy powód, dla których dana osoba została skierowana do diagnostyki, wynik testu a także stężenie wirusa, który został testem wykryty. Te informacje są dla nas niezbędne, żeby opracować algorytm matematyczny, które próby z którymi można by było łączyć, żeby ocenić podobny poziom prawdopodobieństwa zachorowania. Tym się aktualnie zajmują nasi matematycy, informatycy, czyli osoby, z którymi współpracujemy przy tym projekcie. Tą część projektu koordynuje pan dr Szymon Toruńczyk z Instytutu Informatyki Uniwersytetu Warszawskiego. Dalej: dysponujemy też próbami, jakie zostały pobrane od pacjentów, będziemy testować je w taki sposób, w jaki zaproponuje nam to algorytm matematyczny i zbadamy, czy wyniki sprawdzają się w realnych warunkach. Jeżeli się sprawdzi, to będziemy mieli gotową odpowiedź na to, w jaki sposób łączyć te próby do testowania zbiorowego. Jeżeli to się nie sprawdzi, będziemy myśleć, jak dopracować tę metodę, co zmienić w algorytmie, jak pogrupować próbki, a może zmienić coś w metodzie izolacji RNA, czyli w tej części sensu stricte biologicznej, żeby później móc zrobić test genetyczny. I jest jeszcze trzecia trudność.
Chodzi o rodzaj testu, jaki będzie potrzebny do testowania zbiorowego?
Otóż to. Obecnie mamy na rynku pięć różnych testów do diagnostyki genetycznej koronawirusa. Już wiemy, że nie każdy z tych testów będzie się nadawał do takiej właśnie zbiorowej czy grupowej diagnostyki.
Które z testów nie będą się nadawać?
To właśnie musimy sprawdzić. Tego jeszcze dzisiaj nie wiem, podobnie, jak nie wiem, które testy będziemy rekomendować do zbiorowego testowania. Podejrzewam, że odpowiedź na to będziemy znali za dwa tygodnie.
Według sanepidu odsetek testów które wypadły pozytywnie wynosi mniej niż 5 procent. Wydaje się, że to niewiele, prawda? Co w takim razie, tak naprawdę pokaże testowanie grupowe? Czy bardziej pokaże to, ile osób jest zdrowych, czy bardziej skupi się na tym, żeby sprawdzać, ile osób jest zarażonych wirusem?
To, na co Pani zwróciła uwagę to jest właśnie jeden z powodów, dlaczego w ogóle zaczęliśmy myśleć o testowaniu grupowym, bo gdyby się okazało, że 60 procent jest pozytywnych, to wówczas takie testowanie nie miałoby sensu. Natomiast w tej chwili ponad 95 procent wykonywanych testów to są testy negatywne, więc oczywiście, gdybyśmy mieli tak zgrupowane osoby, że przez algorytm matematyczny łączylibyśmy osoby, które nie mają koronawirusa, wówczas jednym czy dwoma testami moglibyśmy przetestować 100 osób, zamiast 100 testami. Cała metoda polega na tym, że mamy, dajmy na to 20 pacjentów danego oddziału szpitalnego, czy też pensjonariuszy DPS i testujemy ich codziennie. Jeżeli wynik jest negatywny, to oznacza, że wszyscy są zdrowi, można spokojnie pracować. Natomiast, jeśli w którymś momencie pojawi się pozytywny wynik, a jeżeli powtarzalibyśmy go co dwa dni, to bardzo szybko zauważylibyśmy, jeszcze zanim pojawiłyby się objawy, że mamy zakażenie. Wówczas musielibyśmy na nowo pullować te próby w ten sposób, że trzeba by było tę grupę 20 osób podzielić na dwie grupy – po 10 osób, albo w jednej 15, a w drugiej 5 osób, w zależności od prawdopodobieństwa, kto może być osobą zarażoną. Tylko że wtedy testujemy dwoma testami, a nie dwudziestoma, prawda? W ten sposób procedujemy aż do momentu wyselekcjonowania pojedynczej zakażonej osoby. Przy takim podejściu będziemy mogli dostać wynik po zrobieniu 5 testów, a nie 20, dzięki któremu będziemy mogli wskazać osobę, która jest chora. A to znowu oznacza oszczędność testów i materiału plus oszczędność czasu.
Wspomniała już Pani o stężeniu wirusa w wymazie. To ma związek ze stanem rozcieńczenia pobranych próbek, bo jak czytałam, zbyt rozcieńczone nie pokażą prawidłowego wyniku. Na czym tu polega problem?
Wiemy już, na podstawie tych wyników, jakie dostaliśmy z sanepidu, że różne osoby mają różne stężenie koronawirusa w próbie. Są osoby, które mają to stężenie bardzo wysokie, a są i takie, które mają go tysiąc razy mniej. Przy tak dużej rozbieżności w stężeniu, możemy się zastanowić co będzie, jeżeli połączymy próbę osoby o bardzo niskim stężeniu wirusa z próbami osób, które w ogóle nie mają wirusa.
Wirus może nie zostać wykryty, bo będzie zbyt rozcieńczony.
Tak może to działać. Stąd mówiłam, że nie każdy test nadaje się do testowania zbiorowego. Mamy świadomość, że poprzez łączenie prób możemy mieć bardzo niskie stężenie RNA wirusa, dlatego musimy mieć super czuły test. A nie każdy taki jest; niektóre wykrywają wirusa o określonej wysokości stężenia. Ale są też takie, które wykrywają już minimalne ilości RNA wirusowego.
Właśnie. Czy mowa tu o wynalazku naukowców z Poznania? Bo też głośno o tym, że tamtejsi badacze z Instytutu Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk stworzyli test genetyczny do wykrywania koronawirusa.
Test, który został stworzony w Instytucie Chemii Bioorganicznej w Poznaniu otrzymał już wszystkie atesty Państwowego Zakładu Higieny i został oceniony jako najbardziej czuły obecnie test na rynku. A jako taki, faktycznie, jest pierwszym kandydatem dla nas do testowania zbiorowego. Decyzją ministra nauki i szkolnictwa wyższego, pierwszych tysiąc tych testów, które zostaną wyprodukowane, przyjedzie z Poznania bezpośrednio do Instytutu Nenckiego po to, żebyśmy włączyli je do naszych badań nad zbiorową diagnostyką. Przy okazji opowiem anegdotkę. Otóż znam profesora Marka Figlerowicza, dyrektora poznańskiego Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN, współpracujemy przy kilku projektach, a tu nagle on dzwoni i mówi: „Słuchaj, dzwonił do mnie przed chwilą minister i mówi, że mam do ciebie wysłać tysiąc testów!” A ja na to: „Jasne, wysyłaj” (śmiech). I tak oto trochę okrężną drogą dowiedzieliśmy się, że w gruncie rzeczy współpracujemy również i przy tym projekcie.
Czy grupowe testy będą wykonywać wyznaczone laboratoria? Od początku pandemii w Polsce słyszę z jednej strony, że jest ich za mało, stąd tak mało testów. A z drugiej – że nie wszystkie laboratoria, które mogłyby przeprowadzać testy na koronawirusa, chcą się tego podjąć.
Na pewno chcielibyśmy zrobić implementację tej metody we wszystkich centrach diagnostycznych, laboratoriach, które teraz funkcjonują w Polsce. Każde laboratorium w Polsce dostanie od nas gotowy protokół i rekomendacje ministra, żeby robić badania zbiorowe. Zatem każdy, kto jest dziś w stanie zrobić pojedynczy test, będzie też w stanie zrobić testowanie zbiorowe. Chcielibyśmy, żeby to był standard diagnostyki SARS-CoV-2 w Polsce.
Rozumiem, ale kto będzie o tym decydował, kto będzie zlecał, aby takie testy przeprowadzić – czy to w szpitalu, czy w DPS, czy może w szkole albo jakimś urzędzie?
Będziemy musieli wypracować strategię powszechnego testowania. Zaproponuję w ministerstwie, w jaki sposób zrobić to organizacyjnie. Na razie rozmawiałam z ministrem o tym, że jak już będziemy mieli procedury i program komputerowy, który będzie informował diagnostę, które próby ze sobą ma połączyć w grupy, to takie procedury i program otrzyma każde laboratorium diagnostyczne w Polsce. To pierwszy ruch. Drugi jest taki – i tu potrzebna pewnie jest decyzja ministra – aby w określonych miejscach np. raz w tygodniu wykonać testowanie zbiorowe. Jestem przekonana, że ministerstwo jest gotowe na to, aby rekomendować powszechne testowanie, ponieważ bez realnej informacji na temat tego, jak dużo mamy zakażeń, zwłaszcza tych bezobjawowych, nie wyjdziemy z tej epidemii.
Kiedy to wszystko będzie gotowe i zacznie się w Polsce zbiorowe testowanie?
Zdajemy sobie sprawę z powagi sytuacji. Czas to jeden z tych czynników, o których pamiętamy nieustannie. Widzimy, co się dzieje w Polsce i na świecie i wiemy, że takie testowanie jest absolutnie kluczowe, żebyśmy mogli powrócić do normalnego funkcjonowania. Mamy więc wewnętrzne poczucie, że musimy zrobić to jak najszybciej; pracujemy non stop. Zwłaszcza, że tą metodą moglibyśmy spokojnie dojść do robienia testów dla 100 tysięcy osób dziennie. Myślę, że realny termin to początek czerwca. Obstawiam, że to może być podstawowe narzędzie diagnostyki COVID-19 przez kilka najbliższych lat.
To znaczy, że ten wirus zagości u nas na dobre?
Jak wynika z obecnych prognoz wirus SARS-CoV-2 zostanie z nami na dłużej, możliwe, że na całe lata. Strategia testowania grupowego będzie przydatna na każdym etapie rozwoju epidemii. Dziś potrzebujemy tego rodzaju testowania, żeby zobaczyć czy już jesteśmy po szczycie, czy przed szczytem epidemii – tak naprawdę tego, przy tak wyrywkowym testowaniu, nie wiemy. Zbiorowe testy trzeba też wykonywać choćby po to, żeby monitorować sytuację, czy nie pojawiło się nowe źródło zakażenia koronawirusem w jakiejś społeczności w Polsce. Trzecia rzecz, o której wszyscy myślimy, to przygotowanie na drugą falę zachorowań, która przewidywana jest na październik, listopad. Może się zdarzyć, że ta jesienna fala będzie dużo bardziej groźna niż to, co się dzieje teraz w Polsce.
