วิธีการตรวจสามารถแยกเป็นสองหมวดใหญ่ ๆ เพราะมีประโยชน์แตกต่างกันวิธีตรวจบางอย่างสืบหาตัวไวรัสโดยตรง เช่น RT-PCR เป็นต้นส่วนวิธีอื่นตรวจสารภูมิต้านทานที่ร่างกายสร้างตอบสนองต่อการติดเชื้อไวรัสทางเลือกอีกอย่างก็คือตรวจดูความเสียหายของปอดด้วยเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์หรือการตรวจว่าได้ออกซิเจนน้อย เพราะเมื่อตรวจด้วย RT-PCR ไวรัสจะต้องมีมากพอสมควร จึงมีผลลบลวงบ้างโดยเฉพาะโรคระยะต้น ๆ (เพราะไวรัสยังมีไม่มากพอ)

โรคที่กำลังเป็น

ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส

ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) เป็นกระบวนการถ่ายแบบส่วนเฉพาะเล็ก ๆ ของดีเอ็นเอให้เพิ่มจำนวนเป็นแสนเท่า ๆ จึงทำให้มีพอในการตรวจจับหรือวิเคราะห์ได้แต่ไวรัสต่าง ๆ รวมทั้ง SARS-CoV-2 ก็ไม่มีดีเอ็นเอ มีแต่อาร์เอ็นเอ[9]ตัวอย่างที่ได้จากทางลมหายใจของคนไข้จะนำมาทำปฏิกิริยากับสารเคมีบางอย่าง[10][9]ซึ่งกำจัดสารส่วนเกินอื่น ๆ และชักเอาแต่อาร์เอ็นเอมาจากตัวอย่างส่วนปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสแบบย้อนกลับ (RT-PCR) เป็นเทคนิคที่เบื้องต้นใช้เอนไซม์รีเวิร์สแทรนสคริปเทสเปลี่ยนอาร์เอ็นเอให้เป็นดีเอ็นเอ แล้วใช้ PCR เพื่อถ่ายแบบดีเอ็นเอให้มีประมาณพอตรวจดูว่าเป็นยีนของไวรัสหรือไม่[9]ส่วนปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสในเวลาจริง (Real-time PCR หรือ qPCR)[11]เป็นเทคนิคที่เร่งระยะ PCR ของกระบวนการเช่นนี้ เป็นปฏิบัติการอัตโนมัติที่ทำได้ไวและผิดพลาดน้อยกว่า จึงกลายเป็นวิธีที่มักเลือกทำ[12][13]เทคนิคเหล่านี้รวม ๆ กันอาจเรียกในภาษาอังกฤษว่า real-time RT-PCR (ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสแบบย้อนกลับในเวลาจริง)[14]หรือ quantitative RT-PCR[15]จึงบางครั้งย่อเป็น qRT-PCR[16]หรือเป็น rRT-PCR[17]หรือเป็น RT-qPCR[18]แม้บางครั้งก็อาจใช้คำย่อว่า RT-PCR หรือ PCR เฉย ๆ

ตัวอย่างที่ใช้ตรวจจะมาจากทางเดินหายใจที่ได้โดยวิธีต่าง ๆ รวมทั้งการป้ายกวาดทางจมูกร่วมคอหอย (nasopharyngeal swab) หรือจากเสมหะ[19]หรือจากน้ำลาย[20]ผลจะได้ภายในไม่กี่ ชม. จนถึง 2 วัน[21]

เมื่อตรวจผู้ที่ติดโรค โอกาสพบไวรัสจะขึ้นอยู่กับเวลาที่ผ่านไปหลังติดเชื้อการตรวจการป้ายกวาดจากคอด้วยวิธีนี้ จะเชื่อถือได้ก็ภายใน 1 อาทิตย์แรกหลังติดโรคเท่านั้นเพราะต่อจากนั้นตัวไวรัสจะไม่มีในคอแต่ก็ยังเพิ่มพูนในปอดสำหรับคนที่เป็นโรคในอาทิตย์ที่สอง สามารถเอาตัวอย่างจากทางเดินหายใจส่วนลึกด้วยการดูดด้วยหลอดสวน หรือเสมหะที่ไอขึ้นมาก็ใช้ได้[22]ในงานศึกษาหนึ่ง การตรวจได้ผลบวกสูงสุดสำหรับคนติดโรคในอาทิตย์แรก คือ 100% ตามด้วย 89.3%, 66.1%, 32.1%, 5.4% และ 0% ในอาทิตย์ที่ 2-3-4-5-6 ตามลำดับ[23][24]

น้ำลายได้แสดงแล้วว่า เป็นสื่อนำไวรัสที่สามัญแต่ชั่วคราว[25]และผลที่รายงานไปยังองค์การอาหารและยาสหรัฐแสดงว่า มันอาจมีประสิทธิผลเท่ากับการป้ายกวาดจากจมูกหรือคอ[20]เมื่อกลางเดือนเมษายน องค์การอาหารและยาสหรัฐได้อนุมัติผ่านมาตรการฉุกเฉินให้ใช้การตรวจน้ำลายแทนการป้ายกวาดทางจมูก[26]เชื่อว่า นี่จะลดความเสี่ยงต่อแพทย์พยาบาล[27]สบายต่อคนไข้มากกว่า[26]และทำให้ผู้ที่กักตัวสามารถเก็บตัวอย่างของตัวเองได้อย่างมีประสิทธิภาพกว่า[27]

แต่ตามผู้เชี่ยวชาญบางท่าน ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับการตรวจน้ำลายน้อยเกินไป ไม่ชัดเจนว่ามันไวโรคเท่ากับการตรวจด้วยการป้ายกวาดคอและจมูกหรือไม่[28][25]มีงานศึกษาบางงานที่ชี้ว่า ประโยชน์ในการวินิจฉัยโรคของน้ำลายขึ้นอยู่กับว่าได้มาจากที่ไหน (เช่น คอส่วนลึก ช่องปาก หรือจากต่อมน้ำลาย)[25]งานศึกษาหนึ่งที่คณะสาธารณสุขของมหาวิทยาลัยเยลพบว่า น้ำลายช่วยให้ตรวจโรคได้ไวและสม่ำเสมอกว่าในช่วงติดโรคทั้งหมดเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่ได้จากการป้ายกวาดจมูกและคอ[29][30]

• การป้ายกวาดทางจมูกร่วมคอหอยเพื่อตรวจโรค
• การป้ายกวาดที่คอเพื่อตรวจโรค
• เครื่อง PCR

Isothermal amplification assays

มีวิธีการตรวจด้วย isothermal nucleic acid amplification หลายอย่างที่มีหลักคล้ายกับปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) คือถ่ายแบบส่วนจีโนมของไวรัส แต่เร็วกว่าเพราะไม่ต้องมีวงจรเพิ่มความร้อนและลดความร้อนที่ต้องทำซ้ำ ๆ กับตัวอย่างที่ได้

แอนติเจน

วันที่ 9 พฤษภาคม 2020 สหรัฐได้อนุมัติให้ใช้ชุดตรวจแอนติเจนโรคโควิดเป็นชุดแรก[31]ซึ่งแม้จะไม่แม่นยำเท่ากับ RT-PCR เมื่อแสดงผลลบ แต่ก็ให้ผลได้เร็วกว่าและราคาถูกกว่า[31]และถ้าให้ผลบวกก็มักจะถูกต้อง[31]

แอนติเจนเป็นส่วนของจุลชีพก่อโรคที่ร่างกายตอบสนองทางภูมิคุ้มกันเทียบกับการตรวจด้วย RT-PCR ที่สืบหาอาร์เอ็นเอของไวรัส กับการตรวจแอนติบอดีที่ตรวจสารภูมิต้านทานมนุษย์ซึ่งร่างกายสร้างตอบสนองต่อไวรัส (สืบหาได้หลังจากติดโรคเป็นวัน ๆ หรือเป็นอาทิตย์ ๆ) การตรวจแอนติเจนจะสืบหาโปรตีนที่ผิวของไวรัสในกรณีโคโรนาไวรัส ปกติจะเป็นโปรตีนที่ปรากฏเป็นเดือยที่ผิวของไวรัส และจะใช้การป้ายกวาดจมูกเพื่อเก็บตัวอย่างจากช่องจมูก[32]ปัญหาอย่างหนึ่งก็คือการหาโปรตีนที่เฉพาะต่อ SARS-CoV-2[33] เช่น มีโคโรนาไวรัสที่เป็นญาติกันซึ่งก่อหวัดธรรมดา[34]

คนพวกหนึ่งเชื่อว่า นี่เป็นวิธีเดียวที่ให้ตรวจคนที่กำลังเป็นโรคจำนวนมาก ๆ ได้[32]เพราะการตรวจด้วย INAA เช่น ที่จำหน่ายโดยบริษัทแอบบอตต์ สามารถตรวจตัวอย่างทีละตัวอย่างต่อเครื่องเท่านั้นและการตรวจด้วย RT-PCR แม้แม่นยำก็ใช้เวลาและพลังงานมากบวกกับบุคลากรที่ต้องฝึกเพื่อปฏิบัติการ[32]

ตัวอย่างที่ได้จากจมูกของคนไข้จะใช้ป้ายริ้วกระดาษที่มีสารภูมิต้านทานเทียมซึ่งออกแบบให้จับกับแอนติเจนของไวรัสดังนั้น แอนติเจนที่มีในตัวอย่างจะจับกับริ้วกระดาษแล้วแสดงผลให้เห็นโดยทำได้ภายใน 30 นาที ให้ผลในที่ที่ตรวจ ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงและไม่ต้องฝึกบุคลากร[32]ปัญหาสำหรับไวรัสที่ก่อโรคระบบหายใจก็คือมักไม่มีแอนติเจนในตัวอย่างเพียงพอให้ตรวจจับได้[33]ซึ่งเป็นจริงอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ไร้อาการและมีน้ำมูกไหลน้อยมากไม่เหมือนกับการตรวจด้วย RT-PCR ซึ่งถ่ายแบบยีนจำนวนน้อย ๆ ให้กลายเป็นจำนวนมากเพื่อให้ตรวจจับได้ การตรวจทางแอนติเจนไม่ขยายจำนวนโปรตีนของไวรัส[32][35]

ตามข้อมูลขององค์การอนามัยโลก ความไวของชุดตรวจแอนติเจนคล้าย ๆ กันสำหรับโรคระบบหายใจอื่น ๆ เช่น ไข้หวัดใหญ่ อยู่ที่ระหว่างอัตราร้อยละ 34-80องค์กรจึงแถลงการณ์ว่า "ตามข้อมูลนี้ การตรวจเช่นนี้จะพลาดไม่พบคนไข้ผู้ติดโรคโควิด-19 ครึ่งหนึ่งหรือยิ่งกว่า โดยขึ้นอยู่กับกลุ่มคนไข้"นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากตั้งข้อสงสัยว่า จะสามารถพัฒนาการตรวจแอนติเจนที่เชื่อถือได้เพียงพอให้ทันเป็นประโยชน์ในเหตุการณ์โรคระบาดทั่วหรือไม่[35]แต่ตามองค์การอาหารและยาสหรัฐ ผลบวกจากการตรวจแอนติเจนแม่นยำมาก แต่ก็มีโอกาสได้ผลลบลวงมากกว่า ดังนั้น การได้ผลลบจึงไม่ได้ชี้ว่า ไม่ติดโรค[36]

การสร้างภาพ

เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ที่หน้าอก (CT scan) ไม่แนะนำสำหรับการตรวจคัดกรองโรคทั่วไปเพราะสิ่งที่แสดงไม่เฉพาะเจาะจงต่อโรคโควิด[37][38]ลักษณะทั่วไปเบื้องต้นที่มักพบของโรครวมภาพคล้ายกับกระจกฝ้า (ground glass opacity) กระจายไปที่พูหลายพูในปอดทั้งสอง โดยกระจายไปแบบรอบ ๆ (peripheral) หรือที่ด้านหลัง (posterior)[38]และต่อไปอาจเกิดลักษณะต่าง ๆ รวมทั้ง subpleural dominance, crazy paving และ pulmonary consolidation[upper-alpha 1][38][40]

• ภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ทั่วไปของโรคโควิด
• ภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ในช่วงที่โรคลุกลามอย่างรวดเร็ว

การติดเชื้อในอดีต

การตรวจเลือด (ทางวิทยาเซรุ่ม) ทำกับเลือดที่ดูดออก ไม่ใช่การป้ายกวาดตัวอย่างที่จมูกหรือคอ และสามารถระบุบุคคลที่ติดเชื้อแล้วฟื้นสภาพจากโรคโควิด รวมทั้งผู้ที่ไม่รู้ว่าตนติดโรค[41]การพัฒนาการตรวจทางวิทยาเซรุ่มโดยมากอยู่ในระยะวิจัย[42]

ร่างกายตอบสนองทางภูมิต้านทานต่อการติดเชื้อส่วนหนึ่งโดยสร้างสารภูมิต้านทาน (แอนติบอดี) เช่น แบบ IgM และ IgGตามองค์การอาหารและยาสหรัฐ แบบ IgM ที่เนื่องกับเชื้อ SARS-CoV-2 ทั่วไปสามารถตรวจพบในเลือดหลังจากติดเชื้อแล้วหลายวัน แม้ระดับต่าง ๆ ในช่วงติดโรคยังไม่ชัดเจน[43]ส่วนแบบ IgG ปกติจะตรวจจับได้หลังจากติดเชื้อ 10-14 วันแต่ก็อาจพบก่อนหน้านั้น และปกติจะถึงระดับสูงสุดราว 28 วันหลังติดเชื้อ[44][45]เพราะสารภูมิต้านทานเกิดช้า จึงไม่สามารถบ่งการติดเชื้อซึ่งกำลังเป็นได้ดีที่สุด แต่เพราะอาจคงยืนในเลือดเป็นเวลาหลายปี จึงดีเพื่อตรวจประวัติการติดเชื้อ[32]

การรตรวจสารภูมิต้านทางสามารถใช้กำหนดอัตราประชากรที่ได้ติดโรค และสมมุติว่ามีภูมิคุ้มกันแล้วแต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่า ภูมิคุ้มกันที่ว่านี่แข็งแรงแค่ไหนและมีผลนานเท่าไร[1][46]ในเดือนเมษายน 2020 "ประเทศหลายประเทศกำลังพิจารณาการออกเอกสารที่เรียกว่าพาสปอร์ตภูมิคุ้มกันหรือใบรับรองว่าไม่เสี่ยงโรคสำหรับผู้ที่มีสารภูมิต้านทานต่อต้านโควิด-19 เพื่ออนุญาตให้เดินทางได้ หรือกลับไปทำงาน โดยสมมุติว่า ไม่เสี่ยงติดเชื้ออีก"[47]แต่ในวันที่ 24 เมษายน 2020 องค์การอนามัยโลกก็แจ้งว่า "ปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานว่า ผู้ที่ฟื้นจากโรค COVID-19 แล้วและมีสารภูมิต้านทานจะปลอดภัยจากการติดเชื้อเป็นครั้งที่สอง"[48]เหตุผลของความไม่แน่นอนอย่างหนึ่งก็คือ การตรวจสารภูมิต้านทานที่ทำอย่างกว้างขวางโดยมากตรวจจับสารภูมิต้านทานที่เข้ายึด (binding) กับแอนติเจน ไม่ใช้สารภูมิต้านทานกำจัดฤทธิ์เชื้อ (neutralizing)[49][50][51][52]สารภูมิต้านทานที่กำจัดฤทธิ์ของเชื้อ (neutralizing antibody ตัวย่อ NAb) เป็นสารภูมิต้านทานที่ป้องกันเซลล์จากจุลชีพก่อโรคหรือเชื้อแบบอนุภาคโดยกำจัดฤทธิ์ทางชีวภาพของมัน[53]ในขณะที่สารภูมิต้านทานที่เข้ายึดกับเชื้อ (binding antibody) จะยึดกับเชื้อโดยไม่กำจัดฤทธิ์ของมันแต่ยึดเพื่อระบุให้ระบบภูมิต้านทานทำลายเชื้อนี้[54]โดบอาจเพิ่มฤทธิ์ของเชื้อเนื่องกับปฏิกิริยากับหน่วยรับบนผิวของมาโครฟาจ (macrophage)[upper-alpha 2][56]เพราะการตรวจโรคโดยมากจะให้ผลบวกเมื่อเจอสารภูมิต้านทานแบบเข้ายึด ดังนั้น การตรวจเช่นนี้จึงไม่สามารถระบุได้ว่า บุคคลนั้นได้สร้างภูมิต้านทานแบบกำจัดฤทธิ์เชื้อซึ่งจะทำให้ไม่ติดโรคอีกหรือไม่[50][52]

อย่างไรก็ดี ปกติก็คาดกันว่า ถ้ามีสารภูมิต้านทานแบบเข้ายึด ก็จะมีสารภูมิต้านทานแบบกำจัดฤทธิ์เชื้อด้วย[52]และในบรรดาโรคไวรัสต่าง ๆ การตอบสนองทางภูมิต้านทางรวม ๆ กันทั้งหมดก็จะมีสหสัมพันธ์กับการตอบสนองด้วยสารภูมิต้านทานแบบกำจัดฤทธิ์เชื้อ[57]แต่นี่ยังไม่ชัดเจนสำหรับโควิดและถ้าสมมุติได้ว่า เมื่อติดโรคแล้ว โอกาสการติดเชื้อเป็นครั้งที่สองภายใน 2-3 เดือนต่อมาจะน้อย ภูมิป้องกันเช่นนี้จะอยู่นานเท่าไรก็ยังไม่รู้[50]งานศึกษาในประเทศจีนกับคนไข้ 175 คนที่ฟื้นตัวจากโรคและมีอาการน้อยรายงานว่า คน 10 คนไม่มีสารภูมิต้านทานที่กำจัดฤทธิ์เชื้อในระดับที่ตรวจจับได้เมื่อออกจาก รพ. และก็ไม่มีในกาลต่อ ๆ มาด้วยคนไข้เหล่านี้ฟื้นตัวโดยไม่มีสารภูมิต้านทานกำจัดฤทธิ์เชื้อได้อย่างไร และเสี่ยงติดโรคอีกหรือไม่ ยังต้องตรวจสอบกันอีกต่อไป[50][58]อนึ่ง แม้จะมีสารภูมิต้านทานกำจัดฤทธิ์เชื้อ แต่โรคไวรัสหลายอย่าง เช่น เอชไอวี ก็ได้วิวัฒนาการกลไกหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิต้านทานเช่นนี้อย่างไรก็ดี แม้ยังต้องตรวจดูในเรื่องโควิด แต่ประสบการณ์การติดเชื้อไวรัสในอดีตก็ได้แสดงว่า ระดับสารภูมิต้านทานกำจัดฤทธิ์เชื้อในคนไข้ที่ฟื้นสภาพเป็นตัวบ่งที่ดีว่ามีภูมิคุ้มกันโรค[49]

ปกติจะสมมุติว่า เมื่อติดโรคแล้ว การติดโรคเป็นครั้งที่สอง 2-3 เดือนหลังจากนั้นมีโอกาสน้อย แต่ภูมิต้านทานเช่นนี้จะคงยืนยาวนานแค่ไหนก็ไม่ชัดเจน[50]งานศึกษาหนึ่งแสดงว่า ในลิงวอกที่ติดเชื้อ SARS-CoV-2 ลิงจะไม่ติดอีกที่ 29 วันหลังติดเชื้อ[59]งานศึกษาหลายงานได้แสดงว่า สารภูมิต้านทานกำจัดฤทธิ์ของเชื้อ (NAb) ไวรัสโรคซาร์ส (ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของเชื้อ SARS-CoV-2) จะคงยืนในมนุษย์ส่วนมากเป็นเวลา 2 ปี[60]แล้วจะหายไปหลังจาก 6 ปี[61]แต่ memory cell รวมทั้ง Memory B cell ซึ่งผลิตสารภูมิต้านทาน และ Memory T cell ซึ่งกำจัดเชื้อโรคอาจคงยืนนานกว่ามาก และอาจทำให้การติดโรคอีกรุนแรงลดลง[61]

• การตรวจโรคในที่ที่ตรวจคนไข้ (PoCT) ในประเทศเปรูโดยใช้ปิเปตต์/หลอดแก้วเก็บตัวอย่างเลือด
• แล้วป้ายเลือดลงที่อุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยโรคแบบเร็ว (RDT)
• อุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยโรคแบบเร็ว (RDT) สำหรับ COVID-19 แสดงการตอบสนองของสารภูมิต้านทานแบบ IgG และ IgM (ซ้าย) ไม่พบโรค (ขวา) พบสารภูมิต้านทานทั้งสองแบบ