Xét nghiệm nhóm - giải pháp cho nhiều nước trong đại dịch Covid-19

Cuối tháng 6, bác sĩ Anthony Fauci, Giám đốc Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia Mỹ, tuyên bố quan chức y tế nước này dự kiến áp dụng phương pháp xét nghiệm nhóm để đối phó với sự tăng vọt của các ca mắc Covid-19. Ngày 18/7, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cấp giấy phép thử nghiệm cách xét nghiệm này trong phòng lab.

Tại nhiều quốc gia, sau thời gian giãn cách xã hội, số ca mắc Covid-19 trong cộng đồng bất ngờ tăng trở lại. Điều này gây gánh nặng cho nền y tế khi thiếu nhân sự và thiết bị xét nghiệm chẩn đoán SARS-CoV-2.

Ở Mỹ, mỗi ngày, quốc gia này thực hiện tới hàng trăm nghìn lượt xét nghiệm Covid-19. Tuy nhiên, con số đó vẫn không đủ so với hàng triệu người chờ kiểm tra.

Nhiều nhà nghiên cứu tại Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Đức, Israel tìm đến phương pháp xét nghiệm nhóm. Cách giải quyết này nhằm giảm khối lượng công việc khi truy tìm các ca dương tính với SARS-CoV-2.

Phương pháp xét nghiệm nhóm giúp tiết kiệm thời gian, vật tư y tế. Ảnh: AP.

Phương pháp hiệu quả từ Thế Chiến thứ II

Xét nghiệm nhóm không phải là khái niệm mới. Theo tạp chí Scientific American, nó đã chứng minh được hiệu quả trong Chiến tranh Thế giới II. Năm 1943, nhà kinh tế học Robert Dorfman (Đại học Harvard) tìm ra phương pháp này nhằm phát hiện những binh sĩ mắc giang mai trong quân đội Mỹ.

Sau đó, Hội Chữ thập đỏ sử dụng phương pháp này khi sàng lọc người mắc viêm gan B, viêm gan C, Zika, HIV, chlamydia, sốt rét, cúm…

Thay vì xét nghiệm từng người, các mẫu từ nhiều cá nhân sẽ được trộn lẫn và kiểm tra trong một lần duy nhất. Nếu cho kết quả dương tính, từng người trong nhóm sẽ được kiểm tra riêng.

Ví dụ, văn phòng có 20 người, một trong số họ bị nhiễm bệnh. Cơ quan y tế sẽ chia số người này thành 4 nhóm khác nhau, mỗi nhóm có 5 người. Thay vì phải kiểm tra 20 lần với 20 bộ kit, các nhân viên y tế chỉ cần làm 4 thử nghiệm, sau đó tiếp tục thực hiện sàng lọc. Số lượng thử nghiệm tối đa cần thực hiện trong trường hợp này là 6, thay vì 20.

Một số người lo ngại việc gộp chung các mẫu có thể làm giảm độ chính xác của xét nghiệm rRT-PCR. Tuy nhiên, nhóm chẩn đoán Covid-19 của Đại học Hebrew-Hadassah (Israel) đã chỉ ra xét nghiệm nhóm vẫn đảm bảo tính chính xác như kiểm tra từng cá nhân.

Cụ thể, nhóm thử nghiệm 184 mẫu bệnh phẩm hai lần. Một lần là 184 xét nghiệm rRT-PCR riêng lẻ, một lần theo cách gộp 8 mẫu/nhóm. Họ nhận thấy khi so sánh, cả hai đều cho kết quả giống nhau.

Xét nghiệm gộp nhóm giúp tiết kiệm thời gian, chi phí. Ảnh: China Daily.

Những lưu ý khi thực hiện xét nhiệm nhóm

Nhiều nơi trên thế giới áp dụng xét nghiệm nhóm và có kết quả tốt. Phòng thí nghiệm y tế công cộng của bang Nebraska (Mỹ) phát hiện gấp đôi số ca mắc Covid-19 sau khi sử dụng xét nghiệm gộp 5 người/nhóm.

Cách kiểm tra này còn có tác dụng với những người nhiễm SARS-CoV-2 nhưng chưa biểu hiện triệu chứng. Ước tính, cách làm này giúp Mỹ giảm 80% chi phí xét nghiệm.

Đối phó với làn sóng thứ 3, mới đây, giới chức Hong Kong (Trung Quốc) đề nghị sử dụng phương pháp này để thực hiện hơn 20.000 xét nghiệm mỗi ngày.

Theo tạp chí Nature, 3 phương pháp xét nghiệm nhóm mà các nhà khoa học tại nhiều nơi đã sử dụng bao gồm:

- Phương pháp 1: Dựa trên cơ chế mà nhà kinh tế học Robert Dorfman đưa ra từ năm 1943 để kiểm tra người mắc giang mai.

Các trung tâm y tế thu thập các mẫu bệnh phẩm, sau đó chia thành các nhóm và thử nghiệm. Những nhóm cho kết quả âm tính sẽ được loại trừ. Nếu một nhóm cho kết quả dương tính, mọi mẫu trong nhóm đó phải xét nghiệm lại riêng lẻ.

Loại xét nghiệm nhóm trên đã được các quan chức ở Vũ Hán, Trung Quốc, sử dụng vào tháng 5. Nhờ đó, 10 triệu người dân đã được sàng lọc chỉ trong hơn hai tuần. Khoảng 2,3 triệu người chia thành các nhóm, tối đa 5 mẫu/nhóm. 56 người trong số đó mắc bệnh.

Các nhà nghiên cứu cho biết cách làm này hiệu quả nhất khi tỷ lệ ca nhiễm virus thấp, chiếm khoảng 1% dân số.

- Phương pháp 2 (đa chiều): TS Wilfred Ndifon (Viện Toán học châu Phi ở Kigali, Rwanda) và các đồng nghiệp đã cải tiến cơ chế của Dorfman để giảm thời gian và tăng tính chính xác khi làm xét nghiệm.

Nguồn: Nature.

Lượt 1 của phương pháp này tương tự cách làm của Dorfman. Lượt 2 nhóm dương tính sẽ được tiến hành theo ma trận lập phương.

Ma trận 9 hình vuông đại diện cho số mẫu bệnh phẩm lấy từ 9 người. Các mẫu trong mỗi hàng được xếp thành một nhóm dọc/ngang. Tổng cộng có 6 xét nghiệm sẽ được tiến hành ở lượt 2. Một mẫu bệnh phẩm sẽ nằm trong hai nhóm (dọc và ngang).

Nếu một mẫu chứa RNA của virus SARS-CoV-2, cả hai xét nghiệm nhóm sẽ dương tính, từ đó giúp dễ dàng xác định được ai là người mắc Covid-19.

Tuy nhiên, chuyên gia virus học Sigrun Smola (Đại học Saarland ở Homburg, Đức) cảnh báo không nên vượt quá 30 mẫu bệnh phẩm/nhóm để đảm bảo độ chính xác, tránh hiện tượng âm tính giả.

- Phương pháp 3 (giải pháp một bước): Một số nhà nghiên cứu cho rằng hai vòng thử nghiệm vẫn chưa đủ tối ưu. Bởi vậy, nhóm nhà khoa học tại Viện Công nghệ Bombay Ấn Độ do GS Gopalkrishnan dẫn đầu đã đề xuất thực hiện tất cả xét nghiệm trong một lần duy nhất.

Cách làm này sẽ làm tăng số lượng thử nghiệm nhưng tiết kiệm được thời gian. Phương pháp tiếp cận của GS Gopalkrishnan dựa trên việc trộn lẫn các nhóm với nhau. Sau đó, họ sử dụng kỹ thuật đếm Kirkman Triples, đặt ra các quy tắc phân phối mẫu.

Phương pháp này đòi hỏi có số nhóm đủ nhiều để đảm bảo tính chính xác tương đương hai cách làm trên. Khối lượng nhóm bệnh phẩm nhiều trở thành rào cản, cần robot để xử lý.

FDA của Mỹ khuyến cáo thêm phương pháp xét nghiệm nhóm vẫn có thể tồn tại hạn chế. Phòng thí nghiệm không thể đảm bảo tính chuẩn xác 100% của mỗi mẫu bệnh phẩm, bởi nó được xếp chung với mẫu khác khi xét nghiệm.

Ngoài ra, tính toàn vẹn của mẫu bệnh phẩm có thể bị ảnh hưởng bởi chất lượng thu thập, dẫn tới hiện tượng âm tính giả, dương tính giả.

Cơ quan này cảnh báo xét nghiệm nhóm vẫn đảm bảo tính chính xác như kiểm tra từng cá nhân. Tuy nhiên, khi bị gộp chung, số mẫu càng lớn, nguy cơ bị âm tính giả càng cao.

Ngoài ra, khi tỷ lệ lây nhiễm vượt quá 15%, việc gộp nhóm không còn tác dụng. Thống kê từ The Conversation cho thấy tại Mỹ, con số trên đang ở mức 5%, ngay cả những điểm nóng như bang Texas với 10% dân số nghi mắc Covid-19. Do đó, phương pháp xét nghiệm nhóm hoàn toàn khả thi với tình hình hiện tại nhưng cần có sự lưu ý về số lượng mẫu trong nhóm.

Thiên Nhan