Tutkimuksella terveyttä: Turussa rakennettiin vauhdilla oma koronatesti

Alkuvuodesta 2020 Turun yliopistollisen keskussairaalan kliinisen mikrobiologian vastuualueella kuultiin uudesta Sars-CoV-2-viruksesta. Diagnostiikkaa alettiin rakentaa heti ensimmäisten joukossa. Turun yliopiston ja Tyksin vahvalle diagnostiikkaosaamiselle pohjaava omavalmisteinen testi on ollut ratkaisevassa asemassa kamppailussa koronaa vastaan.

– Kun lähdimme pystyttämään testiä, ajattelimme, että sellaista tuskin tullaan meiltä kysymään, mutta tehdään kuitenkin. Kuinka kävikään ja kuinka väärässä olimmekaan, sanoo Antti Hakanen, Tyksin laboratoriotoimialueen johtaja, kliinisen mikrobiologian ylilääkäri ja Turun yliopiston dosentti.

– Tuolloin emme voineet edes kuvitella, että kiivaimpina päivinä tutkitaan 2 500 hengitystienäytettä päivässä, lisää Kaisu Rantakokko, kliinisen mikrobiologian vastuualuejohtaja.

Tyksin molekyylibiologian ja virologian ylilääkäri ja Turun yliopiston dosentti Tytti Vuorinen muistuttaa, että Tyksissä on aina oltu etulinjassa. Hän itse on ollut varautumassa viiteen uhkaan: mersiin, sarsiin, ebolaan sekä lintu- ja sikainfluenssaan. Covid-19 osoitti olevansa jotain aivan uutta.

– Pandemia on ollut niin poikkeuksellinen, etten olisi ikinä arvannut, että kohtaan tällaista työurallani. Jos meillä ei olisi Suomessa Turun ja Helsingin yliopistojen keskussairaaloiden virologian laboratorioita, joissa on resurssit pystyttää omavalmisteisia testejä, Suomen koronadiagnostiikka olisi viivästynyt useilla kuukausilla, Tytti Vuorinen toteaa.

Omaa ja aktiivista diagnostiikkaosaamista

Huhtikuussa 2020 Tyksissä ehdittiin jo olla iloisia, kun käyttöön saatiin täysautomaattilaite, joka pystyi tekemään 120–150 analyysia kahdeksassa tunnissa. Pian huomattiin, että kapasiteetti ei riitä.

Samaan aikaan koko maailma kaipasi testilaitteita. Agenttitarinoiden kaltaiset tapahtumat muuttuivat todellisuudeksi. Hakanen kuvailee, että eri maiden tiedustelupalvelut jopa ryöstivät lentokoneista diagnostiikkavarusteita toisiltaan. Tyksissä tilanne oli se, että puhelimessa jonotettiin kansainvälisen yrityksen laitetta, jolla olisi ylletty edes jonkinlaiseen diagnostiikkatasoon.

– Silloin aloimme ymmärtää, että meidän pitäisi tehdä jotain ihan uutta itse. Turku on kuitenkin yksi niistä paikoista, joissa on aktiivisesti tehty omaa diagnostiikkaa. Monet maat eivät ole saaneet koko aikana diagnostiikkaa kunnolla pyörimään, Hakanen toteaa.

Ratkaisussa oman testin pystyttämiseksi painoi, että teknologiayritys PerkinElmer sijaitsee aivan Tyksin naapurissa. Sieltä ostetun tekniikan avulla alettiin kehittää omaa PCR-analyysilaitteistoa. Paikallistuotantona tehdyissä laitteissa suuri etu on se, että tarvittaessa korjaajat ovat nopeasti paikan päällä, eivätkä esimerkiksi yhä pakkaamassa laukkujaan jossain toisessa maassa. Ulkomailta isoja automaatteja hankkineet ovat ajoittain olleet pulassa, kun laitteisiin ei ole saatu reagensseja, sopivia muoveja ja pipetinkärkiä.

– Meillä ei ole ollut Tyksissä varustepulasta johtuvia viiveitä, olemme siinä liki ainoita paikkoja, Hakanen sanoo.

Turussa oma diagnostiikka, koronavirus-PCR-menetelmä rakennettiin moduuleista ja toteutettiin hyvin nopeasti koronaviruksen perimän selvittyä. Järjestelmä rakennettiin hyvin suunniteltuna ja johdettuna projektina. Yliopiston osaaminen näkyy kehitystyössä.

– Asiat eivät ole tapahtuneet sattumalta. Koko ajan mietitään asioita eteenpäin, Hakanen sanoo.

Turvallisesti ja täsmällisesti näytteenotosta laboratorioon

Koronaviruksen diagnostiikka lähtee Tyksissä näytteenotosta, joka on rakennettu pääosin Turun kaupungin ja sairaanhoitopiirin yhteistyössä. Esimerkiksi autotallimallinen drive-in-testaus saatiin nopeasti käyntiin.

Seuraavaksi näytteet kuljetetaan korkean tason turvalaboratorioon, jossa paketit avataan ja näytteet inaktivoidaan suojavarusteissa. Tässä vaiheessa näytteet eivät ole enää tartuntavaarallisia ja ne voidaan siirtää eri kerroksessa sijaitsevaan käsittelytilaan, jossa erotetaan viruksen perimä eli genomi.

Viruksen genomia ei voida havaita ilman monistamista. Eristetystä genomista ja tarvittavista reagensseista tehdään seos. Tätä verrataan kakunleipomisen "jauhot ja kananmuna" -vaiheeseen.

Työn eri vaiheet suoritetaan omissa puhtaissa laboratoriotiloissa. Ensin yhdistetään PCR-puhdashuoneessa tarvittavat ainesosat keskenään. Seuraavaksi automaatti pipetoi ainesosat ja viruksen genomin testiputkiin. Ne viedään monistamista varten laitehuoneen PCR-monistuslaitteisiin. Ajon valmistuttua tulokset siirtyvät tietokoneelle. Tästä lääkäri tai sairaalamikrobiologi arvioi, onko näyte koronan suhteen negatiivinen vai positiivinen. Näitä omavalmistetestejä voidaan tehdä noin 2500 päivässä.

– Meidät erottaa muista se, että meillä on hyvin pitkä perinne diagnostiikan kehittämisessä, olemme tehneet tätä kauan, Hakanen sanoo.

Testauksen luotettavuus osataan myös varmistaa

On tärkeä huomata, että geenin muuntuminen voi vaikuttaa paitsi rokotteisiin tai taudin leviämiseen myös diagnostiikkaan. Voi syntyä viruskanta, jota testi ei näytä. Siksi diagnostiikassa on myös taustalla perinteinen Sanger-sekvensointi, jolla voidaan selvittää koko viruksen perimä ja muutokset saadaan tietoon muutamassa päivässä. Toiseksi Turussa ollaan kehittämässä myös seuraavan sukupolven sekvensointia, jonka avulla saadaan varma tieto virusmuunnoksista jo viikossa. Tätä menetelmää voidaan myöhemmin myydä muille.

Kliinisen mikrobiologian volyymi Tyksissä on normaalivuonna kaikkiaan 450 000 erilaista testiä sadoista eri tutkimusnimikkeistä. Korona on tarkoittanut jo vuonna 2021 kesäkuun alkuun mennessä pelkästään 325 000 koronatestiä.

Vuorinen kertoo, että normaaliaikana ennen koronaa PCR-tutkimuksia tehtiin viikkotasolla noin 300. Keväällä 2020 luku vilkkaimpina viikkoina oli 1 800, mitä pidettiin suurena. Myöhemmin pandemiavuoden aikana tehtiin parhaimmillaan 2 500 tutkimusta päivässä.

– Lisäys on ollut valtava, Vuorinen sanoo.

Merkittävää on, ettei Turkuun ole ostettu isoja miljoonien eurojen laitteita. Sen sijaan on rakennettu oma, suhteellisen edullinen systeemi.  Toiminta perustuu vuosikymmenien tutkimustoimintaan ja yhteistyöhön yliopistojen kanssa.

Teksti: Sini Silvàn

Kuva: Mikael Soininen

Turun yliopistollinen keskussairaala, Turun yliopiston lääketieteellinen tiedekunta ja niitä ympäröivä kampusalue muodostavat monialaisen huippuosaamiskeskittymän, jossa tutkimus ja siihen perustuva laadukas hoito nivoutuvat saumattomasti yhteen. Organisaatioissa on käynnissä toista tuhatta tieteellistä tutkimusta, joiden parissa työskentelee noin 1500 asiantuntijaa. Tyksissä hoidetaan noin 200 000 potilasta vuodessa. Avohoitokäyntejä kertyy yli 1,2 miljoonaa ja vuodeosastohoitopäiviä lähes 300 000. Turun yliopisto ja Varsinais-Suomen sairaanhoitopiiri ovat osa Terveyskampus Turku -verkostoa, johon kuuluvat myös Åbo Akademi, Turun ammattikorkeakoulu, Yrkeshögskolan Novia ja Turku Science Park Oy.