COVID-19の香り：高速診断バイオマーカーとしてのウイルス（半）揮発性物質？

The scent of COVID-19: viral (semi-)volatiles as fast diagnostic biomarkers?

• Kevin Lamote
• Eline Janssens
• Eline Schillebeeckx
• Therese S Lapperre
• Benedicte Y De Winter
• Jan P van Meerbeeck

抄録

COVID-19パンデミックは医療システムを圧迫している。SARS-CoV-2感染症に対する社会的遠ざかりや隔離のような保護措置が遅れており、COVID-19の症状は非特異的であり、鼻ウイルス感染症やインフルエンザの症状に似ている可能性があり、（軽度の）症状を持つ不安な患者が病院に殺到しています。さらに、COVID-19の診断は、下気道の上部から綿棒を採取して行うため、患者にとって不快な思いをするだけでなく、時間もかかります。したがって、SARS-COV-2、インフルエンザまたはライノウイルス感染症の迅速な鑑別診断が可能であれば、病院管理を最適化することができ、COVID-19疾患が証明された患者を入院させることができ、他の患者は自宅で簡単に回復することができる。したがって、呼吸分析は、患者に不快感を与えることなく、非侵襲的な方法で揮発性有機化合物（VOC）、呼気凝縮液（EBC）およびエアロゾル（EBA）の両方を調査することができます。しかし、呼気を介したウイルス粒子のヒト媒介感染が懸念されているため、呼気研究は大きな影響を受けています。それにもかかわらず、ブレスミクスは迅速な結果を提供することができ、サンプリング材料を徹底的に洗浄してオートクレーブに入れることができるため、二次汚染のリスクを最小限に抑えることができます。また、呼気分析では、患者自身が呼気サンプルを採取することができるため、社会的な距離感の対策を考慮し、医療従事者を保護することができます。本論文では、SARS-CoV-2が特定のVOCを発生させる3つの経路をまとめた。このように、呼気分析はファーストラインのスクリーニングとして迅速な鑑別診断を可能にし、COVID-19の管理を最適化することができる。

The COVID-19 pandemic pressurizes the healthcare system. Protective measures against SARS-CoV-2 infection, like social distancing or isolation, are being taken too late and COVID-19 symptoms are non-specific and can resemble those from rhinoviral infection or influenza, causing a rush of anxious patients with (mild) symptoms to the hospitals. Furthermore, COVID-19 diagnosis is made by taking swabs from the upper of lower respiratory tract, which is not only an unpleasant experience for the patient, but is also time-consuming. Therefore, a fast differential diagnosis between SARS-COV-2, influenza or rhinovirus infection would allow to optimize the hospital management and hospitalize those patients with proven COVID-19 disease, where other patients can easily recover at home. Breath analysis could therefore be explored investigating both volatile organic compounds (VOC) and exhaled breath condensate (EBC) and aerosols (EBA) in a non-invasive manner, without discomforting the patient. However, breath research is highly affected since human-mediated transmission of viral particles through breath is of high concern. Nevertheless, breathomics can provide fast results and the sampling materials can be cleaned and autoclaved thoroughly, minimizing the risk for cross-contamination. Breath analysis also allows the breath sample to be taken by the patient himself, hence, considering the social distancing measures and protecting health care workers. In this article, we summarize 3 pathways in which SARS-CoV-2 could generate specific VOCs. In that way, breath analysis could allow a fast differential diagnosis as first line screening, optimizing COVID-19 management.

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