Kunnen ademtesten omikron het hoofd bieden?

Even blazen en meteen de uitslag krijgen of je besmet bent met corona of niet. Nu de omikronvariant wild om zich heen grijpt, dringt de vraag zich op of een ademtest – in plaats van een zelftest – al dan niet kan helpen om te bepalen of iemand besmet is met covid-19. “De boodschap is voor ons helder: adem als biopsie-staal heeft een enorm potentieel voor de bredere gezondheidszorg.”

Nu de scholen weer open zijn in Nederland en België glipt een ongenode gast ook door de schoolpoorten. Guy Hans, medisch directeur van het UZ Antwerpen (UZA) getuigde al in de Belgische krant De Standaard dat grote aantallen kinderen besmet met covid-19 naar school zullen gaan. “Het coronavirus zal als een vuur door de klassen razen. Dat kunnen we moeilijk tegenhouden. In ons laboratorium is bijna 35 procent van de stalen positief.”

In België zijn er heel wat extra maatregelen genomen om de verspreiding van de omikronvariant tegen te gaan, zoals een mondmaskerplicht vanaf zes jaar en een verplichte quarantaine van een klas wanneer er vier besmettingen zijn of wanneer 25 procent van de klas besmet is. Ook zelftests vormen een belangrijk onderdeel van de Belgische teststrategie. Zo raadden de Vlaamse ministers Ben Weyts (Onderwijs, N-VA) en Wouter Beke (Welzijn, CD&V) ouders aan om hun kinderen één keer per week te testen door middel van een zelftest die je in de supermarkt of apotheek kan kopen. Die kosten zouden voor een gemiddeld gezin met kinderen flink kunnen oplopen, en de federale en Vlaamse regeringen staan niet te springen om zomaar gratis tests onder de Belgische bevolking te verdelen.

Onbetrouwbaar

Toch blijken uit steeds meer studies dat zelftests niet helemaal betrouwbaar zijn. Zo stelden Peter Peumans, CTO Health van het onderzoekscentrum imec, en Emmanuel André, klinisch microbioloog aan UZ Leuven, vast dat geïnfecteerde proefpersonen de grootste virale lading uitademden aan het begin van een infectie. “Op dat moment is de virale concentratie in een neuswisser nog relatief laag en daarom zijn sneltesten op dat ogenblik nog niet betrouwbaar. Dat betekent dat sneltesten niet volledig betrouwbaar zijn op het moment dat je het meest besmettelijk bent.”

Toch moeten sneltests een rol blijven spelen om corona op te sporen, stellen Peumans en André in een artikel. “Hoewel we goed moeten beseffen dat we aan het begin van een infectie veel virus kunnen uitademen terwijl een sneltest op een neuswisser nog geen virus detecteert.” Maar er bestaan naast antigeen-zelftesten en de nauwkeurigere PCR-testen op basis van neuswissers of speekselstalen sinds 2020 ook ademtesten, die al uitvoerig getest werden in Nederland en België. Zo’n blaastest detecteert het virus rechtstreeks in aerosolen en druppeltjes uit uitgeademde lucht of aan de hand van de luchtige organische componenten.

Gefaald prestigeproject

Eén daarvan is de e-nose van Breathomix, die werd eind 2020 in Nederland nog bewierookt als een prestigeproject waarmee je zo’n 20.000 coronatesten per toestel zou kunnen doen, zonder bijkomende kosten. De e-nose is een apparaat dat de lucht analyseert die je uitademt. Op basis daarvan zou het apparaat verschillende ziektes kunnen herkennen, waaronder covid-19.

Nicole Bouvy, hoofd innovatieve chirurgie aan het Maastricht UMC+ en hoogleraar Innovatieve Chirurgische Technieken, stond de voorbije jaren aan het hoofd van een onderzoek met een andere e-nose om SARS-CoV-2 te detecteren, maar moest concluderen dat het project mislukte. “Het leek zo mooi, maar de sensoren in de e-nose waren te instabiel en te afhankelijk van de omgeving waar er in het apparaat geblazen werd."

De e-nose van Breathomix kreeg in 2020 al snel door de Nederlandse overheid honderdduizenden euro’s subsidies toegeschoven, maar toen constateerden ook de GGD’s dat de ademtests niet goed werkten. In een brief aan het ministerie schreef de koepelorganisatie GGD GHOR zelfs dat de resultaten “ver achter” waren bij het gewenste resultaat. Zelfs na de “vele verbeterstappen” kwamen er geen bruikbare resultaten uit de bus.

“Bij de ademtest ontstaat vermoedelijk een soort aanslag op het membraam van de sensoren”, vertelt Bouvy. “Daardoor zijn de resultaten na een bepaald aantal patiënten niet meer betrouwbaar en kun je de resultaten van verschillende e-noses op verschillende locaties niet meer met elkaar vergelijken.” Als klap op de vuurpijl bleek het apparaat ook nog eens erg gevoelig aan de luchtvochtigheid, alcohol en de temperatuur. “Daarom hebben we midden 2021 de stekker uit ons e-nose-project getrokken. Gelukkig hadden we op dat moment nog niet groots opgeschaald.”

De SpiroNose van Breathomix die onder andere in Nederlandse covid-19-teststraten gebruikt werd.

“Te veel parameters”

Betekent dat dan dat ademtesten om covid-19 op te sporen gedoemd zijn om te mislukken? Zeker niet, vindt Bouvy. “Maar dan moet men wel eerst terugkeren naar de tekentafel. “We moeten eerst weten welke stofjes er in de uitademingslucht zitten, zodat we veel gerichter een bepaald stofje kunnen detecteren door middel van een dan specifiek voor dat stofje gebouwde sensor. Die sensor moet ook gemaakt zijn van een materiaal waar verder niets anders aan aankoekt, zoals teflon, diamant of glas.”

Ook Nik Van den Wijngaert, Director Solutions bij imec, sluit zich aan bij Bouvy. “De e-nose is een op VOC-gebaseerd model. Volatile Organic Compounds maken een proxy-meting van iemands adem. Daarmee kan je organische componenten uit iemands adem halen op basis van wat ze gedronken of gegeten hebben. Het nadeel daarvan is dat je dan moet rekening houden met heel veel parameters. Voor een infectie als covid-19 gaat men op zoek naar afwijkende profielen, waardoor je de neus ‘traint’ om het coronavirus te detecteren.”

Het probleem daarmee is volgens Van den Wijngaert tweeledig: “Enerzijds heb je veel data nodig, anderzijds is een slimme AI nodig om in die gigantische zoekruimte een bepaald profiel van een covid-infectie te detecteren." Zulke op VOC-gebaseerde testen werken volgens Van den Wijngaert wel zeer goed in een gecontroleerde labomgeving, maar zijn minder geschikt voor alledaags gebruik. “De grote vraag is: als je dan een verschil ziet in iemands adem, is dat dan specifiek voor een covid-19-profiel of heb je dan te maken met een andere infectie met een gelijkaardig profiel?”

Toekomstperspectieven

Toch is het volgens de wetenschapper onterecht om covid-19-ademtesten helemaal van tafel te vegen. “Er bestaan immers andere soorten testen, die vaak worden gecombineerd met een (zeer nauwkeurige) PCR-test." Zo bracht het bedrijf miDiagnostics het voorbije jaar een ultrasnelle PCR-test uit, die nu in de Brusselse luchthaven getest wordt met een door imec ontwikkelde ademtest. “Onze ademtest vangt aerosolen en druppeltjes op uit uitgeademde lucht om op die manier covid-19 en het virale RNA snel en betrouwbaar te detecteren, en is dus fundamenteel verschillend van een VOC-gebaseerde test”, zegt Van den Wijngaert.

Het nadeel ervan is wel dat die blaastest altijd een PCR-analysetoestel vereist, waardoor we het niet snel in de supermarkt of apotheker zullen zien verschijnen. “Wat onze ademtest doet, is die oncomfortabele neuswisser van de klassieke PCR-test vervangen. Door een keer in het toestel te blazen, maakt het apparaat een staalname van je adem. Zo’n vijftiental minuten later zal je dan accuraat kunnen zien of je positief of negatief test op covid-19, en je dus ook effectief besmettelijk bent.”

Voorlopig is zo’n betrouwbare en snelle ademtest nog niet op de markt, maar de technologie zou in de toekomst wel belangrijk kunnen worden. Volgens Van den Wijngaert staat de technologie op zich wel op punt, maar de weg van functioneel prototype naar een commercieel product is niet evident. Zo moet de productie goed opgeschaald worden, moet er voldoende financiering voor zijn en er gaan ook tal van goedkeuringsprocessen aan vooraf.

Toch kan ademtechnologie volgens Van den Wijngaert en Bouvy belangrijk worden in hoe we toekomstige pandemieën te lijf zullen gaan. Van den Wijngaert: “Naast covid-detectie hebben we ook heel veel inzicht gekregen in adem als een biopsie-staal. Het pandemische virus was voor ons een belangrijke trigger om dat verder te onderzoeken. Maar wat zou ademtechnologie nog kunnen betekenen? We kunnen bijvoorbeeld ook kijken naar hoe we ademtesten kunnen inzetten om bacteriële infecties of longkanker op te sporen. Zitten er misschien bepaalde biomarkers in je adem die ook andere ziekten kunnen opsporen? De boodschap voor ons is helder: adem als biopsiestaal heeft een enorm potentieel voor de bredere gezondheidszorg.”