Az ágy melletti tesztelés jelene és jövője

A laboratóriumi diagnosztika domináns modellje többnyire a centralizált laboratóriumokat jelenti világszerte, melyben egyre több minta analizálása automatikus módszerekkel történik annak érdekében, hogy adott idő alatt lehető legtöbb mintát minél kisebb költséggel vizsgálhassanak. Az egészségügyi ellátás azonban – részben gazdasági nyomásra – folyamatosan változik, a változás másik oka azonban az az általános felismerés, miszerint az ellátásnak egyre inkább betegközpontúnak kell lennie. A költségcsökkentés egyik módja, ha a betegellátás a szekunder és tercier központokból mind inkább az alapellátásba helyeződik vissza. A centralizált laboratóriumok alternatíváját jelentheti az ágy melletti tesztelés (POCT, point-of-care testing). A POCT különös jelentőséggel bír a krónikus betegségben szenvedők gondozásában, ahol a rendszeres nyomonkövetés gyakori laboratóriumi vizsgálatokat tesz szükségessé. A POCT legnagyobb szegmensét éppen a cukorbetegek által végzett glükóz-önmonitorozás képezi, mivel ez a beteg számára kényelmesebb és egyes esetekben hatékonyabb módja is a rendszeres laboratóriumi kontrollnak.

A fentiek fényében várható, hogy a POCT egyre nagyobb népszerűségre tesz majd szert már a nagyon közeli jövőben.

Milyen tulajdonságokat követelünk meg egy POCT berendezéstől?

A POCT berendezések tervezői elsősorban az alkalmazók igényeit tartják szem előtt, és ezek bizonyos mértékig attól a klinikai szituációtól is függnek, melyekben alkalmazzák majd azokat. Vannak azonban bizonyos tulajdonságok, melyek gyakorlatilag minden felhasználó és minden klinikai helyzet esetében közösek. Ezek az alábbiak:
1) Könnyű alkalmazhatóság
2) Jól tárolható és használható reagensek és egyéb fogyóeszközök
3) A már alkalmazott laboratóriumi módszerekkel konkordáns eredmények
4) Biztonságos alkalmazhatóság (a berendezés és a reagensek szempontjából egyaránt)

A POCT technológia típusai

A POCT a tipikus klasszifikáció szerint két csoportba osztható: 1) kis kézi berendezések, ahová például a kvantitatív és kvalitatív tesztcsíkok is tartoznak, 2) nagyobb asztali berendezések, melyek gyakran a hagyományos laboratóriumi berendezések módosított változatai. Az egyes berendezéseknek számos olyan alapvető alkotóelemük van, melyek minden berendezés esetében közösek, bár ezek mindegyike nem található meg a legegyszerűbb eszközök esetében, mint amilyenek például a tesztcsíkok. A folyamatos tervezés nyomán ezek az alkotóelemek egyre kisebb méretűekké válnak.
1) Kezelőfelület
2) Vonalkód-felismerő rendszer
3) Mintatartó egység
4) Reagenstároló egység
5) A mérés alapját képező reakció szenzora
6) Kontroll- és kommunikációs rendszer
7) Adatfeldolgozó és -tároló egység

Fejlesztés alatt álló POCT technológiák

A berendezések egy része már évtizedek óta használatos. Az új technológiák alapvetően különböző képességeket és lehetőségeket kínálnak.

Két évtizeddel ezelőtt széles körű vita folyt a Lab on a Chip (LOC) koncepcióról (melyeket mikrocsipeknek is neveznek), illetve arról, hogy válhat-e ebből domináns technológia a jövőben. A szilikonból, üvegből vagy polimerből készült mikrocsip az analízishez szükséges összes folyamatot egyetlen reakciósejtbe integrálja.

A LOC koncepció lassú kereskedelmi elterjedése miatt továbbra is a LFS (lateral flow strip) technológia uralja a gyakorlatot. E technológiának azonban számos gyengéje van, ezek közül kettő a legfontosabb annak hátterében, hogy a LFS miért nem vagy csak nehezen elégíti a POCT módszerekkel szemben támasztott igényeket. Az egyik a multiplicitás iránti igény, vagyis az, hogy a módszer ugyanazon a csíkon több minta vizsgálatára legyen alkalmas egyidejűleg. A LFS technológia másik fő problémája a korlátozott szenzitivitás. Bár a különböző fertőző betegségekben alkalmazható diagnosztikai készletek teljesítő képessége folyamatosan javul, egy nemrégiben közzétett áttekintés szerint jelentős hányaduk nem éri el a gyakorlati alkalmazhatósághoz szükséges szenzitivitást. A tuberkulózis diagnosztikájában például több kutatás is azt igazolta, hogy a jelenleg rendelkezésre álló módszerek nem elég pontosak és nem elég költséghatékonyak, és az Egészségügyi Világszervezet (WHO, World Health Organization) ajánlásában az szerepel, hogy ezek a módszerek nem használhatók a gyanított aktív pulmonális vagy extrapulmonális tuberkulózis diagnosztikájában.

A módszer tökéletesítése során a figyelem egyre inkább két, egymással összefüggő út felé összpontosult. Az egyik a LOC koncepciójának továbbfejlesztése, különösen a nukleinsavak kimutatása irányában, ami egybeesik azzal az általános mikrobiológiai és infektológiai törekvéssel, hogy a szerológiai tesztelés helyét egyre inkább a molekuláris módszerek vegyék át. A másik a papír alapú analitikai berendezések kifejlesztése, melynek előnye, hogy a papír hasonlóképpen működhet, mint a szilikon, ugyanakkor előállítása sokkal olcsóbb, ami fontos szempont lehet a fejlődő országok egészségügyében.

A másik problémát az jelenti, hogyan érhető el a minta valós idejű felsokszorozása. A PCR technikák hőforrást, emiatt áramellátást igényelnek, ami sok olyan fejlődő országban nem áll rendelkezésre, ahol a POCT-t alkalmazni kívánnák. Ennek áthidalására többféle izotermális és enzimmentes amplifikációs módszert dolgoztak ki, mint amilyen például a LAMP (loop-mediated isothermal amplification) vagy a RCA (rolling circle amplification).

A GeneXpert rendszer inkább automatizált PCR-alapú rendszernek, mintsem POCT berendezésnek tekinthető. Azonban ennek a viszonylag kisméretű asztali berendezésnek az a képessége, hogy minimális alkalmazói beavatkozás árán körülbelül 90 perc alatt valós idejű PCR-re nyújt módot, azt jelenti, hogy potenciálisan felhasználható lehet gyors molekuláris tesztelésre olyan klinikai szituációkban, amikor rövid időn belül szükség van a vizsgálati eredményekre. Több vizsgálatban is értékelték a GeneXpert rendszer teljesítményét számos klinikai alkalmazás terén (például fertőző vagy nemi úton terjedő betegségekben). Spencer és munkatársai adatai szerint a GeneXpert szenzitivitása és specificitása 100%-os a gyermekgyógyászati gyakorlatban előforduló methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus okozta infekciók diagnosztikájában, míg Buchan és munkatársai hasonlóan jó eredményeket értek el a Clostridium difficile kimutatásában. Egy harmadik vizsgálat szerint a GeneXpert költésghatékony módszer a tuberkulózis diagnosztikájában.

A kereskedelmi forgalomban kapható másik POCT berendezés a Spartan RX™ platform, mely a CYP2C19 gén mutációinak kimutatására alkalmas. E mutációk állnak a hátterében a clopidogrelre adott csökkent válasznak, mely szert gyakran alkalmazzák a perkután coronaria-intervenciók (PCI) során alvadásgátlásra. A PCI-re gyakran sürgősségi beavatkozásként kerül sor, ezért potenciális előnyök rejlenek olyan POCT alkalmazásában, mely rövid időn belül képes kimutatni a génmutációkat, melyek ismeretében jobb kimenetellel kecsegtető alternatív gyógyszeres terápiára lehet áttérni.

Több szakirodalmi közlés is napvilágot látott a papír alapú POCT berendezésekkel kapcsolatosan. Yetisen és munkatársai áttekintő közleménye négy pontban sorolja fel e berendezések főbb jellemzőt:
1) A minta több, térbelileg elválasztott területre osztható, ami lehetőséget teremt arra, hogy ugyanazzal a berendezéssel szimultán méréseket végezhessenek.
2) A minták a kapillárishatás elvén mozgathatók, ezért nincs szükség pumpákra.
3) Csak kis mintavolumen szükséges.
4) Nem keletkezik veszélyes hulladék, ha a berendezés meghibásodik.

Következtetések

Kétségkívül egyre szélesedik a laboratóriumon kívül végzett laboratóriumi diagnosztika köre, melyet az az igény táplál, hogy a beteghez közelebb történjen az ellátás. Ezt az igényt elégítik ki a POCT berendezések. Fejlődés valószínűleg nem áll meg, és a jövő útját jelenthetik a kontaktlencsébe épített glükózérzékelők, a tetoválás alapú szenzorok és az okos hologramok, melyek mindegyike betegközpontú szemléletet tükröz.

Vannak területek, ahol kétségkívül szükség van az analitikai teljesítmény javítására. Ilyen a fertőző betegségek ellátása, ahol a már meglévő LFS technológia nem biztosít kellő szenzitivitást.

Fontos kérdés az is, hogy az új technológiák miként változtatják meg az ellátás végső kimenetelét, hiszen a teszteredmények önmagukban semmit sem érnek. Eddig csak kevés vizsgálat történt a teljes folyamat, ezen belül a végső kimenetel elemzésére, úgy tűnik, hogy a POCT e szempontból is kedvezőbb, mint a központi laboratóriumi diagnosztika koncepciója.

Forrás: St John A, et al. Existing and emerging technologies for point-of-care testing. Clin Biochem Rev. 2014;35:155−167.