اهمیت استفاده از فناوری های “تشخیص در محل” در مواجهه با COVID-19

مقدمهدر 30 ام ماه ژانویه ٢٠20 ميلادي، سازمان بهداشت جهانی در مورد همه‌گیری ویروس جدید کرونا با نام novel Corona-virus 2019 وضعیت اضطراری اعلام کرد. انتقال انسان به انسان این ویروس توسط سازمان بهداشت جهانی و مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری (CDC) کشور آمریکا با توجه به وجود نمونه‌هایی در کشورهای چین، آمریکا، آلمان و ویتنام مورد تایید قرارد گرفت. در حال حاضر این ویروس در بیش از 120 کشور شیوع پیدا کرده است و نزدیک به 5/2 میلیون نفر را درگیر کرده و متاسفانه منجر به فوت حداقل 169000 نفر شده است. با توجه به اینکه روش درمان و یا واکسن مناسبی برای این نوع بیماری در دسترس نیست، تقریباً تمامی کشورهای درگیر با بیماری از قرنطینه و یا فاصله گذاری اجتماعی برای کاهش نرخ رشد بیماری و مرگ و میر استفاده کرده‌اند که منجر به تلفات سنگین به اقتصاد کشورها شده است و علی رغم حل نشدن کامل مساله، بسیاری از کشورها تصمیم گرفته‌اند قرنطینه را لغو و بیماری را در حد کنترل شده نگه دارند تا اینکه روش درمان مشخص و یا واکسن بیماری در آینده نزدیک تولید شود.با این وجود برخی کشورها مانند کره جنوبی به خوبی توانسته‌اند بیماری را کنترل نموده و بر آن غلبه کنند و حتی بدون قرنطینه خیلی زودتر از کشورهای اروپایی شرایط را به حالت طبیعی بازگردانند. یکی از دلایل اصلی موفقیت کشور کره جنوبی تشخیص زودهنگام افراد بیمار و قرنطینه کردن بیماران برای شکستن زنجیره انتقال بوده‌اند است [1]. به طوری که این کشور بیش از 5200 تست به ازای یک میلیون نفر انجام داده است.لزوم استفاده از دستگاه‌های تشخیص سریع و پورتابلمشکل اصلی در تشخیص بالینی بیماری COVID19 عدم وجود شاخص بیماری معین می‌باشد، به نحوی که این بیماری در افراد مختلف به صورت علائم تنفسی، تب، سرفه، تنگی نفس و یا التهاب ریه ظاهر می‌شود. در حال حاضر در بسیاری از کشورها روش استانداردی که برای تشخیص استفاده می‌شود rRT-PCR نام دارد و با توجه به هزینه بر بودن این تجهیزات، امکان تجهیز بسیاری از مراکز به این تجهیزات وجود ندارد و فرآیندی که برای تشخیص این بیماری استفاده می‌شود شامل مراحل:1) جمع آوری نمونه از بیمار2) بسته‌بندی و ارسال نمونه‌ها به مراکز مجاز تشخیص3) انجام تست و4) ارسال نتایج می‌باشد.متاسفانه در بسیاری از مواقع، به دلیل تاخیر در ارسال نتایج تست‌ها و بنابراین تشخیص بیماری، افراد بیمار در سطح جامعه آزادانه حرکت می‌کنند و امکان آلوده شدن افراد بیشتر بسیار بالا است. به عنوان مثال اخیراً تست کرونای تعدادی از افراد مقیم شهر گچساران که برای تشخیص بیماری به شیراز ارسال شده بود با تاخیر 14 روزه اعلام شده بود. به وجود آمدن موارد مشابه، کنترل این بیماری را بسیار کند خواهد کرد. اخیرا سازمان بهداشت جهانی گزارشی تهیه کرده است که نشان دهنده تاثیر شدید تشخیص سریع در کنترل این بیماری دارد.شکل 1. مقایسه تشخیص سریع با تشخیص با تاخیر در کنترل بیماری کرونا.با توجه به شکل 1، تشخیص با تاخیر منجر به رسیدن بیماری به پیک و باعث تلفات جبران ناپذیر از جمله مرگ و میر بالا، اشباع شدن سیستم بهداشتی کشورها و همچنین ایجاد قوانین سنگین قرنطینه می‌شود. در عین حال، اگر بیماری خیلی زود تشخیص داده شود و افراد بیمار از جامعه جدا شوند، بیماری بسیار کنترل شده خواهد بود و تلفات جانی و اقتصادی کمتری را متوجه کشورها خواهد کرد. در این راستا اهمیت استفاده از دستگاه‎های تشخیص در محل که به صورت دقیق و سریع بیماری را تشخیص دهند بسیار بالا است. این دستگاه‌ها با کمترین میزان نمونه خون و سریع ترین زمان (معمولاً کمتر از یک ساعت) پاسخ تست را در دسترس قرار می‌دهند.‌ادوات تشخیص در محل، اساساً تجهیزاتی ارزان قیمت با فرآیند ساخت آسان هستند که می‌توانند در بازه زمانی بسیار کم نتایج تست را ارائه نمایند. هرچند دقت تشخیص این ادوات در برخی کاربردها با تست‌های استاندارد برابری نمی‌کند، ولی به دلیل ارزان بودن و امکان ساخت با حداقل امکانات و همچنین عدم نیاز به تخصص در کار با این دستگاه‌ها، آنها را تبدیل به ابزارهایی بسیار ارزشمند برای تشخیص بازه بسیار وسیعی از بیماریها نموده است [2]. با توجه به سرعت بالای شیوع ویروس کرونا و عدم وجود زیرساخت-های پزشکی در بسیاری از مناطق، استفاده از تجهیزات تشخیص در محل بسیار مثمر ثمر خواهد بود. این ادوات عموماً با تکنولوژی‌های متفاوتی ساخته می‌شوند. در برخی کاربردها این ادوات به نحوی طراحی شده اند که حتی یک پزشک در محل کار خود نیز می‌تواند به راحتی یک سنسور تولید کرده و بر روی بیمار تست کند. به عنوان مثال زیست حسگرهای کاغذی از این نوع هستند. این سنسورها با پرینت طرح الکترودها توسط یک پرینتر بر روی برگ A4 در مطب پزشک ساخته می‌شوند و سپس با استفاده از محلول‌های خاص (که عموماً تاریخ مصرف طولانی دارند) عاملدار شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند [3]. امروزه ترند تکنولوژی در این حوزه، ساخت ادوات تشخیص Universal می‌باشد. به این معنی که یک دستگاه تشخیص در محل به گونه‌ای طراحی و ساخته شود که به عنوان یک پلتفورم کلی برای تشخیص رنج بسیار وسیعی از بیماری‌ها مورد استفاده قرار گیرد [4]. محققان بر این باورند که می‌توان با پیاده‌سازی این ادوات تقریباً تمامی بیماری‌های نوظهور را با اندکی بهینه‌سازی در ساختار حسگر تشخیص داد و بنابراین به سرعت با شیوع بیماری‌های واگیردار در مراحل اولیه مقابله کرد و زنجیره انتقال را شکست [5].منابع[1]. Normile, Dennis. “Coronavirus cases have dropped sharply in South Korea. What’s the secret to its success.” Science 17, no. 03 (2020).[2]. Mirzajani, Hadi, Cheng Cheng, Jayne Wu, Jiangang Chen, Shigotoshi Eda, Esmaeil Najafi Aghdam, and Habib Badri Ghavifekr. “A highly sensitive and specific capacitive aptasensor for rapid and label-free trace analysis of Bisphenol A (BPA) in canned foods.” Biosensors and Bioelectronics 89 (2017): 1059-1067.[3]. Cinti, Stefano, Danila Moscone, and Fabiana Arduini. “Preparation of paper-based devices for reagentless electrochemical (bio) sensor strips.” Nature protocols 14, no. 8 (2019): 2437-2451.[4]. Lin, Meihua, Ping Song, Guobao Zhou, Xiaolei Zuo, Ali Aldalbahi, Xiaoding Lou, Jiye Shi, and Chunhai Fan. “Electrochemical detection of nucleic acids, proteins, small molecules and cells using a DNA-nanostructure-based universal biosensing platform.” nature protocols 11, no. 7 (2016): 1244.[5]. Lisi, Fabio, Joshua R. Peterson, and J. Justin Gooding. “The application of personal glucose meters as universal point-of-care diagnostic tools.” Biosensors and Bioelectronics (2020): 111835.