Dziękujemy za odwiedzenie strony nature.com.Wersja przeglądarki, której używasz, ma ograniczoną obsługę CSS.Aby uzyskać najlepsze wrażenia, zalecamy korzystanie z nowszej przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w Internet Explorerze).Jednocześnie, aby zapewnić ciągłość wsparcia, wyświetlamy stronę bez stylów i JavaScriptu.
Pracownicy służby zdrowia przeprowadzili szeroko zakrojone badania przesiewowe przy użyciu szybkich testów antygenowych w szkole we Francji.Źródło: Thomas Samson/AFP/Getty
Ponieważ liczba przypadków koronawirusa w Wielkiej Brytanii wzrosła na początku 2021 r., rząd ogłosił potencjalną zmianę gry w walce z COVID-19: miliony tanich, szybkich testów wirusowych.10 stycznia stwierdził, że będzie promował te testy w całym kraju, nawet dla osób bez objawów.Podobne testy odegrają kluczową rolę w planie prezydenta Joe Bidena, który ma powstrzymać szalejącą w Stanach Zjednoczonych epidemię.
Te szybkie testy zwykle mieszają wymaz z nosa lub gardła z płynem na pasku papieru, aby uzyskać wyniki w ciągu pół godziny.Testy te są uważane za testy zakaźne, a nie za testy zakaźne.Mogą wykryć tylko wysokie miano wirusa, więc przegapią wiele osób z niskim poziomem wirusa SARS-CoV-2.Jest jednak nadzieja, że pomogą powstrzymać epidemię, szybko identyfikując najbardziej zakaźne osoby, w przeciwnym razie mogą nieświadomie rozprzestrzeniać wirusa.
Jednak, gdy rząd ogłosił plan, wybuchły gniewne kontrowersje.Niektórzy naukowcy są zadowoleni z brytyjskiej strategii testowania.Inni twierdzą, że te testy ominą zbyt wiele infekcji, więc jeśli rozprzestrzenią się na miliony, szkody, które mogą spowodować, przeważają nad szkodą.Jon Deeks, który specjalizuje się w testowaniu i ocenie na Uniwersytecie Birmingham w Wielkiej Brytanii, uważa, że wiele osób może uwolnić się od negatywnych wyników testów i zmienić swoje zachowanie.I powiedział, że jeśli ludzie sami zarządzają testami, zamiast polegać na przeszkolonych profesjonalistach, testy te ominą więcej infekcji.On i jego kolega z Birmingham, Jac Dinnes (Jac Dinnes) są naukowcami i mają nadzieję, że potrzebują więcej danych na temat szybkich testów na koronawirusa, zanim będą mogły być szeroko stosowane.
Jednak inni badacze szybko się sprzeciwili, twierdząc, że test może wyrządzić szkody jest zły i „nieodpowiedzialny” (patrz go.nature.com/3bcyzfm).Wśród nich jest Michael Mina, epidemiolog z Harvard TH Chan School of Public Health w Bostonie w stanie Massachusetts, który powiedział, że ten argument opóźnia bardzo potrzebne rozwiązanie pandemii.Powiedział: „Nadal mówimy, że nie mamy wystarczającej ilości danych, ale jesteśmy w trakcie wojny – pod względem liczby przypadków naprawdę nie będziemy gorsi niż kiedykolwiek”.
Jedyną rzeczą, z którą zgadzają się naukowcy, jest to, że musi istnieć jasna komunikacja na temat tego, czym jest szybki test i co oznaczają negatywne wyniki.Mina powiedziała: „Rzucanie narzędziami w ludzi, którzy nie wiedzą, jak ich właściwie używać, to zły pomysł”.
Trudno jest uzyskać wiarygodne informacje do szybkich testów, ponieważ – przynajmniej w Europie – produkty mogą być sprzedawane tylko na podstawie danych producenta bez niezależnej oceny.Nie ma standardowego protokołu pomiaru wydajności, dlatego trudno jest porównywać testy i zmusić każdy kraj do przeprowadzenia własnej weryfikacji.
„To jest dziki zachód w diagnostyce” – powiedziała Catharina Boehme, dyrektor generalna Fundacji Innowacyjnej Nowej Diagnostyki (FIND), organizacji non-profit z Genewy w Szwajcarii, która ponownie oceniła i porównała dziesiątki metod analizy COVID-19.
W lutym 2020 r. FIND przystąpił do ambitnego zadania oceny setek typów testów COVID-19 w standardowych badaniach.Fundacja współpracuje ze Światową Organizacją Zdrowia (WHO) i globalnymi instytucjami badawczymi, aby przetestować setki próbek koronawirusa i porównać ich wydajność z tymi uzyskanymi przy użyciu technologii bardzo czułej reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR).Technologia poszukuje określonych sekwencji genetycznych wirusa w próbkach pobranych z nosa lub gardła osoby (czasami śliny).Testy oparte na PCR mogą replikować więcej tego materiału genetycznego poprzez wiele cykli amplifikacji, dzięki czemu mogą wykryć początkową ilość parwowirusa.Mogą być jednak czasochłonne i wymagać dobrze wyszkolonego personelu oraz drogiego sprzętu laboratoryjnego (patrz „Jak działa testowanie COVID-19”).
Tanie, szybkie testy często działają poprzez wykrywanie określonych białek (zwanych łącznie antygenami) na powierzchni cząsteczek SARS-CoV-2.Te „szybkie testy antygenowe” nie wzmacniają zawartości próbki, więc wirus można wykryć tylko wtedy, gdy wirus osiąga wysoki poziom w ludzkim ciele – mogą istnieć tysiące kopii wirusa na mililitr próbki.Kiedy ludzie są najbardziej zaraźliwi, wirus zwykle osiąga te poziomy w momencie wystąpienia objawów (patrz „Złap COVID-19”).
Dinnes powiedział, że dane producenta dotyczące czułości testu pochodzą głównie z badań laboratoryjnych u osób z objawami wysokiego miana wirusa.W tych próbach wiele szybkich testów wydawało się bardzo czułych.(Są one również bardzo specyficzne: jest mało prawdopodobne, aby dawały wyniki fałszywie dodatnie). Jednak wyniki oceny w warunkach rzeczywistych wskazują, że osoby z niską wiremią wykazują znacząco różne wyniki.
Poziom wirusa w próbce jest zwykle określany ilościowo w odniesieniu do liczby cykli amplifikacji PCR wymaganych do wykrycia wirusa.Ogólnie rzecz biorąc, jeśli wymagane jest około 25 cykli amplifikacji PCR lub mniej (nazywane progiem cyklu lub Ct, równym lub mniejszym niż 25), wówczas poziom żywego wirusa jest uważany za wysoki, co wskazuje, że ludzie mogą być zakaźni, chociaż jeszcze nie. jest jasne, czy ludzie mają krytyczny poziom zarażenia, czy nie.
W listopadzie ubiegłego roku rząd brytyjski opublikował wyniki wstępnych badań przeprowadzonych w Porton Down Science Park i Oxford University.Wszystkie wyniki, które nie zostały jeszcze zweryfikowane, zostały opublikowane w Internecie 15 stycznia. Wyniki te wskazują, że chociaż wiele szybkich testów antygenowych (lub „przepływu bocznego”) „nie osiąga poziomu wymaganego do rozmieszczenia populacji na dużą skalę”, w badania laboratoryjne, 4 poszczególne marki miały wartości Ct lub niższe 25. Ponowna ocena wielu szybkich zestawów testowych FIND zwykle pokazuje również, że czułość na tych poziomach wirusa wynosi 90% lub więcej.
Gdy poziom wirusa spada (tj. rośnie wartość Ct), szybkie testy zaczynają pomijać infekcję.Naukowcy z Porton Down zwrócili szczególną uwagę na testy Innova Medical w Pasadenie w Kalifornii;rząd brytyjski wydał ponad 800 milionów funtów (1,1 miliarda dolarów) na zamówienie tych testów, co jest ważną częścią jego strategii spowolnienia rozprzestrzeniania się koronawirusa.Przy poziomie Ct 25-28 czułość testu jest zmniejszona do 88%, a dla poziomu Ct 28-31 do 76% (patrz „Szybki test wykrywa wysokie obciążenie wirusem”).
Natomiast w grudniu Abbott Park, Illinois, Abbott Laboratories oceniła szybki test BinaxNOW z niekorzystnymi wynikami.W badaniu przetestowano ponad 3300 osób w San Francisco w Kalifornii i uzyskano 100% czułość dla próbek o poziomach Ct poniżej 30 (nawet jeśli zarażona osoba nie wykazywała objawów)2.
Jednak różne skalibrowane systemy PCR oznaczają, że poziomy Ct nie mogą być łatwo porównywane w różnych laboratoriach i nie zawsze oznacza to, że poziomy wirusa w próbkach są takie same.Innova powiedziała, że w badaniach w Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych zastosowano różne systemy PCR i że skuteczne byłoby tylko bezpośrednie porównanie tego samego systemu.Zwrócili uwagę na raport rządu brytyjskiego napisany przez naukowców z Porton Down pod koniec grudnia, w którym porównano test Innova z testem Abbott Panbio (podobnie jak zestaw BinaxNOW sprzedawany przez firmę Abbott w Stanach Zjednoczonych).W nieco ponad 20 próbkach o poziomie Ct poniżej 27 obie próbki dały 93% pozytywnych wyników (patrz go.nature.com/3at82vm).
Rozważając próbę testową Innova na tysiącach ludzi w Liverpoolu w Anglii, kluczowe były niuanse dotyczące kalibracji Ct, które zidentyfikowały tylko dwie trzecie przypadków z poziomem Ct poniżej 25 (patrz go.nature.com)/3tajhkw).Sugeruje to, że testy te pominęły jedną trzecią potencjalnie zakaźnych przypadków.Jednak obecnie uważa się, że w laboratorium przetwarzającym próbki wartość Ct wynosząca 25 jest równa znacznie niższemu poziomowi wirusa w innych laboratoriach (być może równemu Ct równemu 30 lub wyższemu), powiedział Iain Buchan, badacz z Health. i Informatyki na Uniwersytecie Amerykańskim.Liverpool przewodniczył procesowi.
Jednak szczegóły nie są dobrze znane.Dix powiedział, że badanie przeprowadzone przez Uniwersytet w Birmingham w grudniu było przykładem tego, jak szybki test ominął infekcję.Ponad 7000 bezobjawowych studentów przystąpiło do testu Innova;tylko 2 testy dały wynik pozytywny.Jednak, gdy badacze uniwersyteccy użyli PCR do ponownego sprawdzenia 10% negatywnych próbek, znaleźli jeszcze sześciu zarażonych studentów.Biorąc pod uwagę stosunek wszystkich próbek, test mógł pominąć 60 zarażonych uczniów3.
Mina powiedziała, że ci studenci mają niski poziom wirusa, więc nie są w żaden sposób zaraźliwi.Dix uważa, że chociaż osoby z niższym poziomem wirusa mogą znajdować się w późnych stadiach spadku infekcji, mogą również stawać się bardziej zaraźliwe.Innym czynnikiem jest to, że niektórzy uczniowie nie radzą sobie dobrze z pobieraniem wymazów, więc niewiele cząsteczek wirusa może przejść test.Martwi się, że ludzie będą błędnie wierzyć, że zdanie negatywnego testu może zapewnić im bezpieczeństwo – w rzeczywistości szybki test to tylko migawka, która w tym momencie może nie być zaraźliwa.Deeks powiedział, że twierdzenie, że testy mogą sprawić, że miejsce pracy będzie całkowicie bezpieczne, nie jest właściwym sposobem informowania opinii publicznej o jego skuteczności.Powiedział: „Jeśli ludzie źle rozumieją bezpieczeństwo, mogą faktycznie rozprzestrzeniać tego wirusa”.
Ale Mina i inni powiedzieli, że piloci Liverpoolu odradzali ludziom, aby tego nie robili i powiedziano im, że mogą nadal rozprzestrzeniać wirusa w przyszłości.Mina podkreśliła, że częste przeprowadzanie testów (np. dwa razy w tygodniu) jest kluczem do tego, aby testy skutecznie powstrzymały pandemię.
Interpretacja wyników testu zależy nie tylko od dokładności testu, ale także od prawdopodobieństwa, że dana osoba ma już COVID-19.Zależy to od wskaźnika infekcji w ich okolicy i tego, czy wykazują objawy.Jeśli osoba z obszaru o wysokim poziomie COVID-19 ma typowe objawy choroby i otrzymuje wynik ujemny, może to być wynik fałszywie ujemny i musi zostać dokładnie sprawdzony za pomocą PCR.
Badacze zastanawiają się również, czy ludzie powinni się testować (w domu, szkole czy pracy).Wydajność testu może się różnić w zależności od tego, w jaki sposób tester pobiera wymaz i przetwarza próbkę.Na przykład, stosując test Innova, naukowcy laboratoryjni osiągnęli czułość prawie 79% dla wszystkich próbek (w tym próbek o bardzo niskiej liczebności wirusa), ale samoucy uzyskują czułość tylko 58% (patrz „Szybki test: Czy nadaje się do domu?”) -Deeks uważa, że jest to niepokojąca kropla1.
Niemniej jednak w grudniu brytyjska agencja ds. regulacji leków zezwoliła na stosowanie technologii testowania Innova w domu w celu wykrywania infekcji u osób bezobjawowych.Rzecznik DHSC potwierdził, że znaki towarowe dla tych testów pochodzą z krajowej Narodowej Służby Zdrowia, zaprojektowanej przez Ministerstwo Zdrowia i Opieki Społecznej (DHSC), ale zakupionej od Innova i wyprodukowanej przez chińską firmę Xiamen Biotechnology Co., Ltd. „Przepływ poziomy Test stosowany przez rząd brytyjski został rygorystycznie oceniony przez czołowych brytyjskich naukowców.Oznacza to, że są dokładne, niezawodne i są w stanie skutecznie zidentyfikować bezobjawowych pacjentów z COVID-19”.Rzecznik powiedział w oświadczeniu.
Niemieckie badanie4 wykazało, że testy wykonywane samodzielnie mogą być równie skuteczne, jak te wykonywane przez profesjonalistów.To badanie nie było recenzowane.Badanie wykazało, że kiedy ludzie wycierają nos i wypełniają anonimowy szybki test zatwierdzony przez WHO, nawet jeśli ludzie często odstępują od instrukcji użytkowania, czułość jest nadal bardzo podobna do tej osiąganej przez profesjonalistów.
W Stanach Zjednoczonych Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) zatwierdziła zezwolenia na użycie w sytuacjach awaryjnych dla 13 testów antygenowych, ale tylko jeden test domowy Ellume COVID-19 może być stosowany u osób bezobjawowych.Według Ellume, firmy z siedzibą w Brisbane w Australii, test wykrył koronawirusa u 11 bezobjawowych osób, a 10 z tych osób uzyskało pozytywny wynik testu PCR.W lutym rząd USA ogłosił, że kupi 8,5 mln testów.
Niektóre kraje/regiony, które nie mają wystarczających zasobów do testowania PCR, takie jak Indie, stosują testy antygenowe od wielu miesięcy, tylko po to, by uzupełnić swoje możliwości testowe.W trosce o dokładność niektóre firmy wykonujące testy PCR dopiero w ograniczonym zakresie zaczęły wprowadzać szybkie alternatywy.Ale rząd, który wdrożył szybkie testy na dużą skalę, nazwał to sukcesem.Z populacją 5,5 miliona, Słowacja była pierwszym krajem, który spróbował przetestować całą swoją dorosłą populację.Obszerne testy zmniejszyły wskaźnik infekcji o prawie 60%5.Jednak test jest wykonywany w połączeniu ze ścisłymi ograniczeniami niewdrożonymi w innych krajach i wsparciem finansowym rządu dla osób, które uzyskały pozytywny wynik testu, aby pomóc im pozostać w domu.Dlatego eksperci twierdzą, że chociaż połączenie testowania i restrykcji wydaje się zmniejszać wskaźniki infekcji szybciej niż samo ograniczenie, nie jest jasne, czy metoda ta może działać gdzie indziej.W innych krajach wiele osób może nie chcieć poddawać się szybkiemu testowi, a ci, którzy mają pozytywny wynik testu, mogą nie mieć motywacji do izolowania się.Niemniej jednak, ponieważ komercyjne szybkie testy są bardzo tanie, za jedyne 5 USD, mówi, że miasta i stany mogą kupić miliony za ułamek strat rządowych spowodowanych przez epidemię.
Pracownik służby zdrowia szybko przetestował pasażera wymazem z nosa na stacji kolejowej w Bombaju w Indiach.Źródło: Punit Parajpe / AFP / Getty
Szybkie testy mogą być szczególnie przydatne w sytuacjach bezobjawowych badań przesiewowych, w tym w więzieniach, schroniskach dla bezdomnych, szkołach i uniwersytetach, gdzie ludzie i tak mogą się gromadzić, więc przydatne są wszelkie testy, które mogą wykryć dodatkowe przypadki infekcji.Ale Deeks ostrzega przed używaniem testu w sposób, który może zmienić zachowanie ludzi lub skłonić ich do złagodzenia środków ostrożności.Na przykład, ludzie mogą interpretować negatywne wyniki jako zachęcanie do odwiedzania krewnych w domach opieki.
Do tej pory w Stanach Zjednoczonych w szkołach, więzieniach, na lotniskach i na uniwersytetach wprowadzono procedury szybkiego testowania na dużą skalę.Na przykład od maja University of Arizona w Tucson używa testu Sofii opracowanego przez Quidel w San Diego w Kalifornii do codziennego testowania swoich sportowców.Od sierpnia testuje studentów co najmniej raz w miesiącu (niektórzy studenci, zwłaszcza ci w akademikach z ogniskami, są sprawdzani częściej, raz w tygodniu).Do tej pory uniwersytet przeprowadził prawie 150 000 testów i nie zgłosił wzrostu liczby przypadków COVID-19 w ciągu ostatnich dwóch miesięcy.
David Harris, badacz komórek macierzystych odpowiedzialny za program testów na dużą skalę w Arizonie, powiedział, że różne rodzaje testów służą różnym celom: szybkie testy antygenowe nie powinny być używane do oceny częstości występowania wirusa w populacji.Powiedział: „Jeśli użyjesz go jak PCR, uzyskasz straszną wrażliwość”.„Ale to, co staramy się zrobić – zapobieganie rozprzestrzenianiu się testów na antygeny zakaźne, zwłaszcza przy wielokrotnym stosowaniu, wydaje się działać dobrze.”
Student z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii przeszedł szybki test antygenowy dostarczony przez uniwersytet, a następnie w grudniu 2020 r. poleciał do Stanów Zjednoczonych.
Wiele grup badawczych na całym świecie opracowuje szybsze i tańsze metody testowania.Niektórzy dostosowują testy PCR, aby przyspieszyć proces amplifikacji, ale wiele z tych testów nadal wymaga specjalistycznego sprzętu.Inne metody opierają się na technice zwanej amplifikacją izotermiczną za pośrednictwem pętli lub LAMP, która jest szybsza niż PCR i wymaga minimalnego sprzętu.Ale te testy nie są tak czułe jak testy oparte na PCR.W zeszłym roku naukowcy z University of Illinois w Urbana-Champaign opracowali własny szybki test diagnostyczny: test oparty na PCR, który wykorzystuje ślinę zamiast wymazu z nosa, pomijając drogie i powolne kroki.Koszt tego testu to 10-14 USD, a wyniki można uzyskać w mniej niż 24 godziny.Chociaż uniwersytet polega na laboratoriach na miejscu w celu przeprowadzenia PCR, uniwersytet może przebadać wszystkich dwa razy w tygodniu.W sierpniu zeszłego roku ten częsty program testów pozwolił uniwersytetowi wykryć wzrost liczby infekcji w kampusie i w dużym stopniu go kontrolować.W ciągu tygodnia liczba nowych przypadków spadła o 65% i od tego czasu uniwersytet nie odnotował podobnego szczytu.
Boehme powiedział, że nie ma jednej metody badawczej, która mogłaby zaspokoić wszystkie potrzeby, ale metoda badawcza, która może identyfikować osoby zakaźne, jest niezbędna do utrzymania otwartej gospodarki światowej.Powiedziała: „Testy na lotniskach, na granicach, w miejscach pracy, w szkołach, w warunkach klinicznych – we wszystkich tych przypadkach szybkie testy są potężne, ponieważ są łatwe w użyciu, tanie i szybkie”.Dodała jednak, że duże programy testowe powinny opierać się na najlepszych dostępnych testach.
Obecny proces zatwierdzania testów diagnostycznych COVID-19 w UE jest taki sam, jak innych rodzajów procedur diagnostycznych, ale obawy dotyczące wydajności niektórych metod testowania skłoniły do wprowadzenia nowych wytycznych w kwietniu ubiegłego roku.Wymagają one od producentów wytwarzania zestawów testowych, które mogą przynajmniej przeprowadzić testy na COVID-19 zgodnie z najnowszym stanem techniki.Ponieważ jednak efekt testów przeprowadzonych w teście producenta może być inny niż w świecie rzeczywistym, wytyczne zalecają państwom członkowskim zweryfikowanie go przed rozpoczęciem testu.
Boehme powiedział, że najlepiej byłoby, gdyby kraje nie musiały weryfikować każdej metody pomiarowej.Laboratoria i producenci na całym świecie będą używać wspólnych protokołów (takich jak te opracowane przez FIND).Powiedziała: „Potrzebujemy znormalizowanej metody testowania i oceny”.„Nie będzie się to różnić od oceny leczenia i szczepionek”.
Czas publikacji: mar-09-2021