Translate the article and read it to your Language

Για την γρήγορη δοκιμή του τεστ κοραναϊού, το Ισραήλ μετατρέπεται σε έναν έξυπνο αλγόριθμο


Εμπνευσμένο από την ερώτηση μιας μητέρας, η νέα μέθοδος θα εισαχθεί στο Ισραήλ αυτό το φθινόπωρο, ακριβώς στην ώρα της γρίπης και θα μπορούσε να έρθει σύντομα στις ΗΠΑ


Beersheba, Ισραήλ - Μια ομάδα τριών ισραηλινών επιστημόνων έχει πρωτοπορήσει σε μια κοροναϊό διαδικασία δοκιμής που λένε είναι ταχύτερη και πιο αποτελεσματική από ό, τι οποιαδήποτε σήμερα σε χρήση, τη δοκιμή δειγμάτων σε λίμνες από όσο το 48 άτομα ταυτόχρονα.

Η ισραηλινή κυβέρνηση σκοπεύει να αναπτύξει τη νέα μέθοδο σε 12 εργαστήρια σε ολόκληρη τη χώρα μέχρι τον Οκτώβριο, αναμένοντας ότι ένα άλλο κύμα μολύνσεων από κοροναϊούς θα μπορούσε να συμπέσει με την εποχή της γρίπης με δυνητικά καταστροφικά αποτελέσματα.

«Κάνουμε ό, τι μπορούμε για να είμαστε έτοιμοι», δήλωσε ο Ronen Walfisch, μηχανικός στο υπουργείο Άμυνας, ο οποίος επέβλεψε ένα πιλοτικό έργο για τη δοκιμή της αποτελεσματικότητας της μεθόδου. Η μέθοδος πέρασε με ιπτάμενα χρώματα, είπε.

Ο Moran Szwarcwort Cohen, ο οποίος διευθύνει το εργαστήριο ιολογίας στο Rambam Health Care Campus στη Χάιφα, δήλωσε ότι η νέα συγκεντρωτική μέθοδος δοκιμών, η οποία εγκρίθηκε επίσημα για κλινική χρήση από το ισραηλινό υπουργείο υγείας την Τρίτη, θα μπορούσε να επιτρέψει σε σχολεία, πανεπιστημιουπόλεις, επιχειρήσεις και αεροπορικές εταιρείες για να καθαρίσετε ολόκληρες ομάδες ανθρώπων πολύ πιο γρήγορα από ό, τι ήταν δυνατό μέχρι τώρα.


«Είναι μια τεράστια αλλαγή παιχνιδιού», δήλωσε ο Δρ Cohen, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα.

Οι συγκεντρωτικές δοκιμές για το coronavirus έχουν λάβει μεγάλη προσοχή στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθώς τα πλημμυρισμένα εργαστήρια αγωνίζονται να αντιμετωπίσουν καθυστερήσεις και ελλείψεις χημικών ουσιών, συμβουλές πιπέτας και άλλες προμήθειες.

Οι περισσότερες προσπάθειες συγκέντρωσης αλλού βασίζονται σε μια απλοϊκή προσέγγιση που αναπτύχθηκε για να δοκιμαστούν οι συμμετέχοντες στον Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο για σύφιλη. Αυτή η λεγόμενη μέθοδος Dorfman, που ονομάστηκε για τον οικονομολόγο που την ονειρευόταν, απαιτεί δοκιμή ομάδων δειγμάτων από πολλά άτομα ταυτόχρονα. Εάν η ομάδα δοκιμών είναι αρνητική, τότε όλα τα άτομα θεωρούνται αρνητικά. Εάν η ομάδα δοκιμών είναι θετική, τότε πρέπει να επανεξεταστούν επιπλέον δείγματα από κάθε άτομο για να διαπιστωθούν ποια είναι θετικά.


Η ισραηλινή μέθοδος, αντίθετα, έχει σχεδιαστεί για να απαιτεί μόνο έναν γύρο δοκιμών - μια σημαντική εξοικονόμηση χρόνου, ροής εργαστηριακών εργασιών και προμηθειών.




ΕικόναΤο εργαστήριο ιολογίας στο Ιατρικό Κέντρο Soroka στη Beersheba του Ισραήλ, ξεσπά στις ραφές, αλλά μια βελτιωμένη νέα συγκεντρωτική μέθοδος δοκιμών θα μπορούσε να εξοικονομήσει χρόνο και προμήθειες.Πίστωση...Dan Balilty για τους New York Times


Αυτό το επιτυγχάνει με βάση έναν συνδυαστικό αλγόριθμο που ένας από τους τρεις επιστήμονες, ο Noam Shental του Ανοιχτού Πανεπιστημίου του Ισραήλ, στη Raanana, αναπτύχθηκε πριν από μια δεκαετία για να επιταχύνει την ανίχνευση σπάνιων γενετικών μεταλλάξεων. Λειτουργεί σαν κωδικοί ανίχνευσης σφαλμάτων που φιλτράρουν το θόρυβο στις τηλεπικοινωνίες και στην επιστήμη των υπολογιστών.


Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Παρασκευή στο περιοδικό Science Advances, ο Δρ Shental και οι συνάδελφοί του, Tomer Hertz και Angel Porgador του Πανεπιστημίου Ben-Gurion του Negev, ανέφεραν ότι η μέθοδος τους - που ονομάζεται P-Best, για Pool-Based Efficient SARS- Δοκιμή CoV-2 - ανιχνεύθηκαν επιτυχώς θετικά σε ομάδες έως και 48 δειγμάτων. Η μέθοδος εξέτασε με ακρίβεια 1.115 εργαζόμενους στην υγειονομική περίθαλψη με μόλις 144 εξετάσεις, σύμφωνα με τη μελέτη.

Σε μια τυπική επανάληψη, η ισραηλινή ομάδα πήρε δείγματα 384 ατόμων και τα χώρισε σε 48 ομάδες, έτσι ώστε το δείγμα κάθε ατόμου να τελειώσει σε ένα μοναδικό σύνολο έξι ομάδων.

Στη συνέχεια δοκιμάστηκε καθεμία από τις 48 ομάδες. Εάν ένα άτομο ήταν θετικό για τον ιό, τότε κάθε μία από τις έξι ομάδες που περιέχει αυτό το δείγμα θα πρέπει να είναι θετική - με αποτέλεσμα έναν μοναδικό συνδυασμό θετικών ομάδων που θα αποκαλύπτει την ταυτότητα του ατόμου (ή των ατόμων) που μεταφέρουν τον ιό.



Ο αλγόριθμος βελτιστοποιεί το σχεδιασμό των ομάδων του σύμφωνα με την αναμενόμενη επικράτηση του ιού, καθιστώντας δυνατή την επισήμανση όλων των θετικών ατόμων σε μια παρτίδα, αρκεί ο συνολικός αριθμός θετικών να μην υπερβαίνει απότομα τον αναμενόμενο αριθμό.


Όπως όλοι οι τύποι συγκεντρωτικών δοκιμών, η χρησιμότητα αυτής της μεθόδου μειώνεται καθώς το «ποσοστό θετικότητας» μιας κοινότητας - το ποσοστό των δοκιμών που επανέρχονται θετικά - αυξάνεται.





Εικόνα
Οι επιστήμονες Angel Porgador, αριστερά, Noam Shental, κέντρο και Tomer Hertz.Πίστωση...Dan Balilty για τους New York Times




Αλλά όταν τα ποσοστά θετικότητας είναι χαμηλότερα, η ισραηλινή μέθοδος είναι δραματικά πιο αποτελεσματική από άλλες, είπε ο Δρ Hertz. Με ποσοστό μόλυνσης 1 τοις εκατό, είπε, η νέα μέθοδος είναι οκτώ φορές πιο αποτελεσματική από τις ατομικές δοκιμές και σχεδόν διπλάσια από την ομάδα οκτώ δειγμάτων Dorfman.




Ισραηλινοί αξιωματούχοι και ερευνητές συνεργάζονται με μια εταιρεία τεχνητής νοημοσύνης για να βοηθήσουν στη σφαγή δειγμάτων που είναι πιθανό να είναι θετικά, με βάση γνωστά καυτά σημεία, για να διατηρήσουν τα ποσοστά θετικότητας χαμηλότερα, δήλωσε ο Δρ Hertz.





Μια συχνή ανησυχία που ανακύπτει σχετικά με τη συγκέντρωση δοκιμών είναι ότι τα δείγματα θα αραιωθούν, προκαλώντας απώλεια ευαισθησίας που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ψευδώς αρνητικά. Ωστόσο, ο Δρ Shental είπε ότι η νέα μέθοδος ήταν αποτελεσματική ακόμη και με χαμηλά ιογενή φορτία επειδή κάθε δείγμα δοκιμάζεται σε πολλαπλές ομάδες.

Το Ισραήλ βρίσκεται σε ένα δύσκολο δεύτερο κύμα πανδημίας, και πολλοί αναμένουν ότι θα τεθεί υπό έλεγχο μόνο με την επιβολή εθνικού αποκλεισμού. Λόγω των καθυστερήσεων στην αγορά των εξελιγμένων ρομπότ με πιπέτα που είναι απαραίτητα για τη γρήγορη εκτέλεση της νέας μεθόδου, αξιωματούχοι δήλωσαν ότι αναμένουν ότι θα ξεκινήσει μόνο όταν μειωθεί το επόμενο κλείδωμα.

Οι τρεις επιστήμονες που επινόησαν τη μέθοδο έχουν δημιουργήσει μια εταιρεία, Poold Diagnostics , και προσπαθούν να φέρουν τον αλγόριθμό τους σε εργαστήρια στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ο Michael S. Lebowitz, επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος στο GeneSystems 20/20 , στο Rockville της Md., Ο οποίος έχει βυθιστεί στην αγορά δοκιμών Covid-19, δήλωσε ότι βρίσκεται σε συνομιλίες με τον Poold για να υποβάλει κοινή αίτηση στην Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων για εξουσιοδότηση έκτακτης ανάγκης για να δοκιμάσετε τη μέθοδο.

Είπε ότι η μέθοδος θα μπορούσε να είναι εξαιρετικά χρήσιμη για τη λειτουργία και τη λειτουργία των αθλητικών προγραμμάτων κολλεγίων και για τη διασφάλιση ότι οι πληθυσμοί τους θα παραμείνουν υγιείς. «Η ιδανική κατάσταση έχει αποτελέσματα σε 24 έως 48 ώρες», είπε. "Εάν μπορείτε να πάρετε συμπίεση περίπου οκτώ φορές, τώρα εκτελείτε πολύ λιγότερα δείγματα."




Εικόνα
Η νέα μέθοδος βασίζεται σε εξελιγμένα ρομπότ με πιπέτες για τη δημιουργία περίπλοκων συστοιχιών δειγμάτων.Πίστωση...Dan Balilty για τους New York Times


Η έμπνευση για την ισραηλινή μέθοδο προήλθε από τη μητέρα του Δρ Shental. Πριν από λίγα χρόνια, είπε, παρακολούθησε μια διάλεξη που έδωσε σε ένα ακροατήριο μη επιστημόνων στην οποία περιέγραψε την προηγούμενη έρευνά του σχετικά με τη χρήση συγκεντρωτικών δοκιμών για σπάνια γενετικά ελαττώματα και προέτρεψε να γίνει ευρύτερα διαθέσιμη. Καθώς η πανδημία του κοροναϊού εξαπλώθηκε αυτή την άνοιξη, τον ρώτησε εάν μπορεί να αναπτυχθεί αυτός ο παλιός αλγόριθμος για να δοκιμάσει το Covid-19.


Αλλά το κεφάλι του Δρ Shental ήταν αλλού: Δεν είχε εργαστεί με ομαδικές δοκιμές εδώ και χρόνια, και αντίθετα επικεντρώθηκε στην έρευνα που τον έφερε στο εξώφυλλο του περιοδικού Science στα τέλη Μαΐου, στο οποίο δημιούργησε συσχετίσεις μεταξύ ορισμένων τύπων βακτηρίων και ορισμένων είδη όγκων.

«Στην αρχή ήμουν απορριπτικός», είπε ο Δρ Shental, χαμογελαστός δειλά. «Αλλά όταν οδηγούσα σπίτι, συνειδητοποίησα ότι θα μπορούσε να λειτουργήσει».

Ο Δρ Shental κάλεσε τον καλύτερό του φίλο, τον Δρ Hertz - οι δύο πήραν το διδακτορικό τους μαζί - και μέσα σε δύο μέρες, ο Δρ Porgador, ο οποίος έκτοτε ορίστηκε πρύτανης των επιστημών υγείας του Πανεπιστημίου Ben-Gurion, ένα πείραμα χρησιμοποιώντας δείγματα από το νοσοκομείο Soroka απέναντι. Λίγο αργότερα, ο πρόεδρος του Μπεν-Γκουριόν, Ντάνιελ Τσαμόβιτς, ο οποίος είχε ζητήσει τρόπους για την καταπολέμηση της πανδημίας με την υπόσχεση να χρηματοδοτήσει τα καλύτερα, βρήκε 150.000 δολάρια για να αγοράσει ένα προηγμένο ρομπότ για να δοκιμάσει την ιδέα τους.


ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΚΕΙΜΕΝΟ
For Quick Coronavirus Testing, Israel Turns to a Clever Algorithm
Inspired by a mother’s question, the new method will be introduced across Israel this fall, just in time for flu season, and could be coming soon to the U.S.


Israeli scientists successfully detected coronavirus positives  in pools of 16 and 48 samples with a new testing procedure.
Israeli scientists successfully detected coronavirus positives in pools of 16 and 48 samples with a new testing procedure.Credit...Dan Balilty for The New York Times
David M. Halbfinger
By David M. Halbfinger
Aug. 21, 2020

BEERSHEBA, Israel — A team of three Israeli scientists has pioneered a coronavirus testing procedure that they say is faster and more efficient than any now in use, testing samples in pools of as many as 48 people at once.

The Israeli government plans to roll out the new method in 12 labs across the country by October, anticipating that another wave of coronavirus infections could coincide with influenza season with potentially calamitous results.

“We’re doing everything we can in order to be ready,” said Ronen Walfisch, an engineer at the defense ministry who oversaw a pilot project to test the method’s efficacy. The method passed with flying colors, he said.

Moran Szwarcwort Cohen, who runs the virology lab at Rambam Health Care Campus in Haifa, said the new pooled-testing method, which was formally approved for clinical use by the Israeli health ministry on Tuesday, could allow schools, college campuses, businesses and airlines to clear whole groups of people far faster than has been possible until now.

“It’s a huge game-changer,” said Dr. Cohen, who was not involved in the new research.

Pooled testing for the coronavirus has received much attention in the United States as inundated labs struggle to cope with backlogs and shortages of chemicals, pipette tips and other supplies.

Most pooling efforts elsewhere are relying on a simplistic approach developed to test World War II draftees for syphilis. That so-called Dorfman method, named for the economist who dreamed it up, calls for testing pools of samples from several people at once. If the pool tests negative, then all individuals are considered negative. If the pool tests positive, then additional samples from each individual must be retested to see which are positive.

Thanks for reading The Times.
Subscribe to The Times
The Israeli method, by contrast, is designed to only require one round of testing — a crucial savings in time, laboratory work flow and supplies.


ImageThe virology lab at Soroka Medical Center in Beersheba, Israel, is bursting at the seams, but a streamlined new pooled testing method could save time and supplies.
The virology lab at Soroka Medical Center in Beersheba, Israel, is bursting at the seams, but a streamlined new pooled testing method could save time and supplies.Credit...Dan Balilty for The New York Times
It accomplishes that by building on a combinatorial algorithm that one of the three scientists, Noam Shental of the Open University of Israel, in Raanana, developed a decade ago to speed the detection of rare genetic mutations. It works much like error-detecting codes that filter out noise in telecommunications and computer science.

In a study published on Friday in the journal Science Advances, Dr. Shental and his colleagues, Tomer Hertz and Angel Porgador of Ben-Gurion University of the Negev, report that their method — called P-Best, for Pooling-Based Efficient SARS-CoV-2 Testing — successfully detected positives in pools of as many as 48 samples. The method accurately screened 1,115 health care workers with just 144 tests, the study found.

Latest Updates: The Coronavirus Outbreak
Updated 10m ago
Work by researchers in Hong Kong finds that reinfection may be possible in rare cases.
Zoom reports partial outages, disrupting the first day of virtual classes for many U.S. students.
The F.D.A. approves plasma treatment, as Trump claims the agency is undercutting him.
More live coverage: Markets
In one typical iteration, the Israeli team took samples of 384 people and divided them into 48 pools, so that each person’s sample wound up in a unique set of six pools.

Each of the 48 pools was then tested. If one person was positive for the virus, then each of the six pools containing that sample should test positive — resulting in a unique combination of positive pools revealing the identity of the person (or people) carrying the virus.

The algorithm optimizes the design of its pools according to the expected prevalence of the virus, making it possible to pinpoint all of the positive individuals in a batch, as long as the total number of positives does not sharply exceed the expected number.

CORONAVIRUS SCHOOLS BRIEFING: The pandemic is upending education. Get the latest news and tips as students go back to school.
Sign Up
Like all types of pooled testing, the usefulness of this method drops as a community’s “positivity rate” — the proportion of tests that come back positive — climbs.

Editors’ Picks

America Has Two Feet. It’s About to Lose One of Them.

How Queer Women Powered the Suffrage Movement

Quiet Reflections on the Enchanting Italian Village of Panicale
Continue reading the main story

Image
Scientists Angel Porgador, left, Noam Shental, center, and Tomer Hertz.
Scientists Angel Porgador, left, Noam Shental, center, and Tomer Hertz.Credit...Dan Balilty for The New York Times
But when positivity rates are lower, the Israeli method is dramatically more efficient than others, said Dr. Hertz. At an infection rate of 1 percent, he said, the new method is eight times as efficient as individual testing and nearly twice as efficient as an eight-sample Dorfman pool.

ADVERTISEMENT

Continue reading the main story
Israeli officials and researchers are working with an artificial-intelligence company to help cull samples that are likely to be positive, based on known hot spots, to keep positivity rates lower, Dr. Hertz said.

The Coronavirus Outbreak ›
Frequently Asked Questions
Updated August 24, 2020

What are the symptoms of coronavirus?
In the beginning, the coronavirus seemed like it was primarily a respiratory illness — many patients had fever and chills, were weak and tired, and coughed a lot. Those who seemed sickest had pneumonia or acute respiratory distress syndrome — which caused their blood oxygen levels to plummet — and received supplemental oxygen. In severe cases, they were placed on ventilators to help them breathe. By now, doctors have identified many more symptoms and syndromes. (And some people don’t show many symptoms at all.) In April, the C.D.C. added to the list of early signs sore throat, fever, chills and muscle aches. Gastrointestinal upset, such as diarrhea and nausea, has also been observed. Another telltale sign of infection may be a sudden, profound diminution of one’s sense of smell and taste. Teenagers and young adults in some cases have developed painful red and purple lesions on their fingers and toes — nicknamed “Covid toe” — but few other serious symptoms. More serious cases can lead to inflammation and organ damage, even without difficulty breathing. There have been cases of dangerous blood clots, strokes and brain impairments.
Why does standing six feet away from others help?
The coronavirus spreads primarily through droplets from your mouth and nose, especially when you cough or sneeze. The C.D.C., one of the organizations using that measure, bases its recommendation of six feet on the idea that most large droplets that people expel when they cough or sneeze will fall to the ground within six feet. But six feet has never been a magic number that guarantees complete protection. Sneezes, for instance, can launch droplets a lot farther than six feet, according to a recent study. It's a rule of thumb: You should be safest standing six feet apart outside, especially when it's windy. But keep a mask on at all times, even when you think you’re far enough apart.
I have antibodies. Am I now immune?
As of right now, that seems likely, for at least several months. There have been frightening accounts of people suffering what seems to be a second bout of Covid-19. But experts say these patients may have a drawn-out course of infection, with the virus taking a slow toll weeks to months after initial exposure. People infected with the coronavirus typically produce immune molecules called antibodies, which are protective proteins made in response to an infection. These antibodies may last in the body only two to three months, which may seem worrisome, but that’s perfectly normal after an acute infection subsides, said Dr. Michael Mina, an immunologist at Harvard University. It may be possible to get the coronavirus again, but it’s highly unlikely that it would be possible in a short window of time from initial infection or make people sicker the second time.
I’m a small-business owner. Can I get relief?
The stimulus bills enacted in March offer help for the millions of American small businesses. Those eligible for aid are businesses and nonprofit organizations with fewer than 500 workers, including sole proprietorships, independent contractors and freelancers. Some larger companies in some industries are also eligible. The help being offered, which is being managed by the Small Business Administration, includes the Paycheck Protection Program and the Economic Injury Disaster Loan program. But lots of folks have not yet seen payouts. Even those who have received help are confused: The rules are draconian, and some are stuck sitting on money they don’t know how to use. Many small-business owners are getting less than they expected or not hearing anything at all.
What are my rights if I am worried about going back to work?
Employers have to provide a safe workplace with policies that protect everyone equally. And if one of your co-workers tests positive for the coronavirus, the C.D.C. has said that employers should tell their employees -- without giving you the sick employee’s name -- that they may have been exposed to the virus.

A frequent concern raised about pooled testing is that samples will be diluted, causing a loss of sensitivity that could result in false negatives. But Dr. Shental said the new method was effective even with low viral loads because each sample is tested in multiple pools.

Israel is in the grip of a rough second wave of the pandemic, and many expect that it will only be brought under control by reimposing a nationwide lockdown. Because of delays in purchasing the sophisticated pipetting robots necessary to run the new method quickly, officials said they expect it will only kick in when that next lockdown is eased.

The three scientists who devised the method have formed a company, Poold Diagnostics, and are looking to bring their algorithm to labs in the United States. Michael S. Lebowitz, chief science officer at 20/20 GeneSystems, in Rockville, Md., which has plunged into the Covid-19 testing market, said it was in talks with Poold to file a joint application to the Food and Drug Administration for emergency authorization to try out its method.

He said the method could be enormously useful in getting businesses or college athletic programs back up and running and ensuring that their populations remain healthy. “The ideal situation is getting results in 24 to 48 hours,” he said. “If you can get compression of about eightfold, you’re now running many fewer samples.”


Image
The new method relies on sophisticated pipetting robots to create complicated arrays of sample pools.
The new method relies on sophisticated pipetting robots to create complicated arrays of sample pools.Credit...Dan Balilty for The New York Times
The inspiration for the Israeli method came from Dr. Shental’s mother. A few years ago, he said, she attended a lecture he gave to an audience of nonscientists in which he described his earlier research about using pooled testing for rare birth defects, and urged that it be made more widely available. As the coronavirus pandemic spread this spring, she asked him if that old algorithm might be deployed to test for Covid-19.

But Dr. Shental’s head was elsewhere: He had not worked with group testing in years, and was instead focused on research that got him on the cover of the journal Science in late May, in which he established associations between certain types of bacteria and certain kinds of tumors.

“I was dismissive of her at first,” Dr. Shental said, smiling sheepishly. “But when I was driving home, I realized it could work.”

Dr. Shental called his best friend, Dr. Hertz — the two got their Ph.D.’s together — and within two days, Dr. Porgador, who has since been named Ben-Gurion University’s dean of the health sciences, had set up an experiment using samples from Soroka Hospital across the street. A short time later, Ben-Gurion’s president, Daniel Chamovitz, who had solicited suggestions for how to fight the pandemic with a promise to fund the best ones, found $150,000 to buy an advanced pipetting robot to try out their idea.

Δεν υπάρχουν σχόλια :