PCR

เมื่อนักวิทยาศาสตร์จีนได้เผยแพร่ข้อมูลจีโนมของไวรัสโควิดในวันที่ 11 มกราคม 2020 สถาบันวิจัยทางการแพทย์มาเลเซีย (IMR) ในกัวลาลัมเปอร์ได้สร้างตัว primer และ probe ที่เฉพาะเจาะจงต่อไวรัสในวันเดียวกันแล็บของสถาบันเตรียมการล่วงหน้าคือค้นหาสารกระทำปฏิกิริยา (reagent) เพื่อตรวจจับไวรัสโคโรนาด้วยวิธี rt-PCR[133]ลำดับตัวทำปฏิกิริยาขององค์การอนามัยโลก (คือ primer และ probe) ที่เผยแพร่ต่อมาหลายวันก็คล้ายกับของแล็บมาก แบบที่แล็บค้นพบก็ได้ใช้วินิจฉัยคนไข้มาเลเซียคนแรกที่ติดโควิดในวันที่ 24 มกราคม[134]

กระทรวงสาธารณสุขอังกฤษพัฒนาชุดการตรวจตั้งแต่วันที่ 10 มกราคม[135]โดยใช้การวิเคราะห์ตัวอย่างที่ได้กวาดป้ายแบบปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสแบบย้อนกลับตามเวลาจริง (rRT-PCR)[136]ซึ่งตรวจว่ามีไวรัสโคโรนาชนิดไร ๆ ก็ได้รวมทั้ง SARS-CoV-2และได้ส่งให้ใช้ในแล็บต่าง ๆ 12 แห่งทั่วสหราชอาณาจักรในวันที่ 10 กุมภาพันธ์[137]

ชารีเทในเมืองเบอร์ลินซึ่งเป็นโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยในยุโรป ได้ร่วมงานกับบุคลากรต่าง ๆ ในยุโรปและฮ่องกงเพื่อพัฒนาการตรวจแบบ PCR แล้วเผยแพร่ผลที่ได้ในวันที่ 23 มกราคมชุดตรวจใช้ rRT-PCR และเป็นชุดตรวจ 250,000 ชุดที่องค์การอนามัยโลกได้แจกจ่าย[138]ส่วนบริษัทเกาหลีใต้ Kogenebiotech ได้พัฒนาชุดตรวจอาศัย PCR (เรียกว่า PowerChek Coronavirus) ซึ่งได้รับอนุมัติจากศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคเกาหลีในวันที่ 4 กุมภาพันธ์[139]ชุดตรวจสืบหายีน "E" ที่ ไวรัสโคโรนาบีตาทุกชนิดมี และยีน RdRp ที่เฉพาะเจาะจงต่อ SARS-CoV-2[140]

ในประเทศจีน บีจีไอกรุ๊ปเป็นบริษัทแรก ๆ ที่ได้รับอนุมัติฉุกเฉินโดยองค์การบริหารเวชภัณฑ์แห่งชาติประเทศจีน (NMPA) สำหรับชุดตรวจที่ใช้เทคโนโลยี PCR[141]

ในสหรัฐ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคสหรัฐได้แจกจ่ายชุดตรวจโรคไปให้กับแล็บสาธารณสุขของรัฐผ่านเว็บไซต์ International Reagent Resource[142]เพราะการตรวจทางยีนหนึ่งอย่างใน 3 อย่างในชุดตรวจต้น ๆ มีผลคลุมเครือเพราะสารทำปฏิกิริยา (reagent) บกพร่อง และเพราะศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคสหรัฐในเมืองแอตแลนตาเป็นจุดคอคอดในการตรวจจึงทำให้สามารถตรวจตัวอย่างเพียงแค่ 100 ตัวอย่างต่อวันในสหรัฐตลอดเดือนกุมภาพันธ์แต่การตรวจที่ตรวจยีนแค่ 2 ส่วนก็ระบุว่าไม่น่าเชื่อถือจนกระทั่งถึงวันที่ 28 กุมภาพันธ์ และแล็บของรัฐต่าง ๆ และแล็บเฉพาะพื้นที่ ๆ ก็ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ตรวจ[143]การอนุมัติต่อมาเป็นการอนุญาตในการฉุกเฉิน[ต้องการอ้างอิง]ส่วนแล็บเอกชนในสหรัฐเริ่มตรวจโรคเริ่มตั้งแต่ต้นเดือนมีนาคมในวันที่ 5 มีนาคม บริษัทแล็บคอร์ปประกาศขายชุดตรวจโรคที่ใช้เทคโนโลยี RT-PCR ทั่วประเทศ[144]ส่วนบริษัทเควสต์ไดแอ็กนอสติกส์ได้ประกาศเช่นเดียวกันโดยเริ่มขายตั้งแต่วันที่ 9 มีนาคม[145]

ในรัสเซีย สถาบันเว็กเตอร์ได้พัฒนาและผลิตชุดตรวจแรกซึ่งเริ่มผลิตในวันที่ 24 มกราคม[146]วันที่ 11 กุมภาพันธ์ ชุดตรวจได้รับอนุมัติจากองค์กรของรัฐที่ควบคุมดูแลระบบสาธารณสุข[147]

วันที่ 12 มีนาคม คลินิกมาโยซึ่งเป็น รพ. ที่จัดว่าดีที่สุดในสหรัฐรายงานว่าได้พัฒนาชุดตรวจโรค[148]ในวันที่ 18 มีนาคม องค์การอาหารและยาสหรัฐให้อนุญาตฉุกเฉินแก่บริษัทแอบบอทต์แล็บ[149]สำหรับอุปกรณ์ของบริษัทองค์กรได้ให้อนุมัติเช่นกันกับบริษัทโฮโลจิกเมื่อวันที่ 16 มีนาคม[150]กับบริษัทแล็บคอร์ปในวันเดียวกัน[149]และกับบริษัทเทอร์โมฟิเช่อร์ไซเอ็นทิฟิกในวันที่ 19 มีนาคม[151]วันที่ 21 มีนาคม บริษัทเซฟิดก็ได้รับอนุมัติเช่นเดียวกัน เป็นชุดตรวจที่ใช้เวลา 45 นาทีและใช้กับเครื่องของบริษัท[152][153]ที่ปกติใช้ตรวจวัณโรคและการแพ้ยาปฏิชีวนะได้อย่างรวดเร็ว

วันที่ 13 เมษายน กระทรวงสาธารสุขแคนาดาอนุมัติชุดตรวจจากบริษัทสปาร์ตันไบโอไซเอ็นซ์ซึ่งสถาบันต่าง ๆ สามารถตรวจคนไข้ได้ด้วยเครื่องวิเคราะห์ดีเอ็นเอมือถือแล้วรับผลโดยไม่ต้องส่งตัวอย่างไปที่ศูนย์[154][155]

Isothermal nucleic amplification

วันที่ 27 มีนาคม 2020 องค์การอาหารและยาสหรัฐอนุมัติผ่านมาตรการฉุกเฉินให้ใช้การทดสอบทางเคมีชีวภาพอัตโนมัติ (automated assay) ของบริษัทแอบบอตต์ที่ใช้วิธี isothermal nucleic acid amplification (มีชื่อว่า ID NOW COVID-19) แทน PCR[156]เป็นวิธีที่ถ่ายแบบยีนส่วนพิเศษของไวรัสคือ RdRp แล้วตรวจหาแบบที่ถ่ายด้วยวิธี fluorescently-labeled molecular beacons คือปล่อยโมเลกุลเรืองแสง (fluorophore) ให้เข้าจับกับส่วนที่ว่าของไวรัส[157]ชุดตรวจใช้กับเครื่องตรวจขนาดประมาณ "เครื่องปิ้งขนมปัง" ซึ่งมีราคาระหว่าง 12,000-15,000 ดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 377,000-471,000 บาท)[158]จึงสามารถทำในแล็บหรือในสถานที่ตรวจผู้ป่วยโดยให้ผลภายใน 13 นาทีหรือน้อยกว่า[157]มีเครื่องปฏิบัติการเช่นนี้ได้ 18,000 เครื่องในสหรัฐ และบริษัทคาดว่าจะสามารถผลิตชุดตรวจได้ถึง 50,000 ชุดต่อวัน[159]เพราะวิธีนี้ไม่จำเป็นต้องผ่านวงจรหมุนเวียนอุณหภูมิ (ดังที่ PCR ปกติต้องใช้) จึงสามารถแสดงผลบวกได้เร็วถึง 5 นาทีและผลลบเร็วถึง 13 นาที

ผู้เข้าพบประธานาธิบดีสหรัฐคือดอนัลด์ ทรัมป์ปัจจุบันจะต้องตรวจด้วยวิธีนี้ที่ทำเนียบขาว[160]

ในงานศึกษาที่คลินิกคลีฟแลนด์ ชุดตรวจที่ว่าในปัจจุบันสามารถตรวจพบไวรัสในตัวอย่างที่มีเชื้อในอัตราเพียงร้อยละ 85.2 และตามผู้อำนวยการของงานศึกษานี้ ชุดตรวจหนึ่ง ๆ ควรจะชื่อถือได้อย่างน้อยร้อยละ 95ส่วนบริษัทแก้ว่า ปัญหาอาจมาจากการใส่ตัวอย่างลงในน้ำยาพิเศษแทนที่จะใส่เข้าเครื่องโดยตรง[161]

การตรวจแอนติเจน

วันที่ 8 พฤษภาคม 2020 องค์การอาหารและยาสหรัฐได้อนุญาตตามมาตรการฉุกเฉินให้ใช้การตรวจโรคโควิดทางแอนติเจนที่เรียกว่า Sofia 2 SARS Antigen FIA ของบริษัทควิเด็ล[162][36]เป็นชุดตรวจแบบ lateral flow test[upper-alpha 3]ที่ใช้สารภูมิต้านทานแบบโมโนโคลน (monoclonal antibodies) คือผลิตจากเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มีบรรพบุรุษเดียวกันเพื่อตรวจจับโปรตีน nucleocapsid (N)[upper-alpha 4]ของไวรัส[168]แล้วใช้เครื่องอ่านผลของบริษัทที่เรียกว่า Sofia 2 โดยใช้เทคโนโลยี immunofluorescence คือใช้สีย้อมเรืองแสงที่เข้าจับกับโปรตีนไวรัสประกอบกับสารภูมิต้านทาน[168]วิธีการตรวจนี้ ง่ายกว่า ราคาถูกกว่า แต่แม่นยำน้อยกว่าการตรวจด้วย PCR สามารถใช้ในแล็บหรือในสถานที่ตรวจคนไข้ และให้ผลภายใน 15 นาที[162]อาจให้ผลลบถ้าระดับแอนติเจนของไวรัสในตัวอย่างต่ำกว่าขีดจำกัดของชุดตรวจ[169]ผลลบควรยืนยันด้วยการตรวจแบบ RT-PCR[168]

การตรวจทางวิทยาการเซรุ่ม

จนถึงวันที่ 4 พฤษภาคม มีวิธีการตรวจ 11 แบบที่ได้รับอนุมัติให้ใช้ในสหรัฐตามมาตรการฉุกเฉิน[170]โดยทำเป็นรายการมีคำอธิบายอยู่ที่ Johns Hopkins Center for Health Securityส่วนประเทศอื่น ๆ ก็ได้อนุมัติวิธีการตรวจอื่น ๆ[171]

ในสหรัฐ จนถึงวัน 28 เมษายน บริษัทเควสต์ไดแอ็กนอสติกส์ได้ให้บริการตรวจสารภูมิต้านทานของเชื้อโควิดแก่สาธารณชนทั่วไปผ่านบริการเควสต์ไดเร็กต์มีค่าใช้จ่ายประมาณ 130 ดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 4,085 บาท)คนตรวจต้องไปเจาะเลือด ณ ที่รับตรวจโดยจะให้ผลเป็นวัน ๆ ต่อจากนั้น[172]

ประเทศจำนวนหนึ่งเริ่มสำรวจการติดโรคของประชากรอย่างกว้างขวางโดยใช้ชุดตรวจเช่นที่ว่า[173][174]งานศึกษาในรัฐแคลิฟอร์เนียที่ตรวจสารภูมิต้านทานในประชากรเทศมณฑลหนึ่งประเมินว่า อัตราคนติดเชื้ออยู่ระหว่างร้อยละ 2.5-4.2 ของประชากรทั้งหมด ซึ่งเป็น 50-85 เท่าของจำนวนกรณีที่ยืนยันโรคแล้ว[175][176]

รายการชุดตรวจขององค์การอนามัยโลก

จนถึงวันที่ 7 เมษายน องค์การอนามัยโลกได้อนุมัติการสั่งซื้อชุดตรวจโรค 2 อย่างเพื่อใช้เป็นการฉุกเฉินในระหว่างโรคระบาดทั่วโควิด เพื่อให้มีการตรวจโรคที่รับรองคุณภาพและแม่นยำ[178]การอนุมัติหมายความว่า องค์การอนามัยโลกและองค์กรจัดหาสินค้าที่เกี่ยวข้องกันอื่น ๆ สามารถส่งชุดตรวจได้ตามจำเป็น

ความแม่นยำ

ในเดือนมีนาคม 2020 จีน[126]ได้รายงานปัญหาความแม่นยำของชุดตรวจที่ใช้

ส่วนในสหรัฐ ชุดตรวจที่ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคสหรัฐได้พัฒนาก็มีปัญหาด้วยจนรัฐบาลต้องยกเลิกระเบียบราชการจุกจิกซึ่งกันไม่ให้แล็บเอกชนสามารถตรวจโรคได้[127]

ประเทศสเปนได้ซื้อชุดตรวจจากบริษัทจีนคือเชินเจิ้นไบโออี้ซี่ไบโอเทคโนโลยี แต่ก็พบว่าผลไม่แม่นยำแต่บริษัทอธิบายว่า อาจเป็นเพราะได้ตัวอย่างที่ไม่ดีหรือใช้ชุดตรวจอย่างไม่ถูกต้องกระทรวงสาธารณสุขสเปนแจ้งว่า จะเปลี่ยนชุดตรวจที่ไม่แม่นยำกับชุดตรวจอื่นที่บริษัทส่งให้[179]

ชุดตรวจ 80% ที่ประเทศเช็กเกียซื้อจากจีนให้ผลไม่ถูกต้อง[180][181]

ประเทศสโลวาเกียซื้อชุดตรวจ 1.2 ล้านชุดจากจีนแต่ก็พบว่าไม่แม่นยำซึ่งนายกรัฐมนตรีใหม่ของประเทศผู้ไม่ถูกกับรัฐบาลเก่า แนะนำให้ทิ้งลงในแม่น้ำดานูบ[182]

แพทย์โรคระบาดของกระทรวงสาธารสุขตุรกีกล่าวว่า ชุดตรวจที่ได้ซื้อจากจีนมี "อัตราความผิดพลาดสูง" และกระทรวงจึง "ไม่ได้ใช้พวกมัน"[183][184]

สหราชอาณาจักรได้ซื้อชุดตรวจ 3.5 ล้านชุดจากจีนในต้นเดือนเมษายน 2020 แต่ก็ประกาศว่าใช้ไม่ได้[185][186]

วันที่ 21 เมษายน หลังจากรัฐรัฐหนึ่งได้ร้องเรียน คณะกรรมการการวิจัยทางการแพทย์อินเดีย (ICMR) ก็ได้แนะนำให้รัฐต่าง ๆ เลิกใช้ชุดตรวจสารภูมิต้านทานที่ให้ผลเร็วซึ่งซื้อมาจากประเทศจีน รัฐมนตรีสาธารณสุขของรัฐราชสถานได้กล่าวในวันที่ 21 เมษายนว่า ชุดตรวจแม่นยำเพียงแค่ 5.4% เทียบกับที่หวังว่าจะแม่นยำถึง 90%[187]

การตรวจยืนยัน

องค์การอนามัยโลกแนะนำว่า ประเทศที่ไม่มีสมรรถภาพในการตรวจ หรือแล็บระดับชาติที่มีประสบการณ์น้อยกับโควิด ให้ส่งผลบวกที่ได้แรก 5 ตัวอย่างและผลลบที่ได้แรก 10 ตัวอย่าง ไปยังแล็บมาตรฐานขององค์การ 16 แห่งเพื่อยืนยันผล[188][189]แล็บมาตรฐาน 7 แห่งอยู่ในเอเชีย, 5 แห่งในยุโรป, 2 แห่งในแอฟริกา, 1 แห่งในอเมริกาเหนือ และแห่งหนึ่งในออสเตรเลีย[190]