Тестирование на коронавирус наконец-то набрало скорость
Предстоящее широкомасштабное развертывание быстрых коронавирусных тестов обещает помочь здравоохранению в реагировании на КОВИД-19 - однако быстрое тестирование в домашних условиях остается труднодостижимым.
Новые быстрые тесты SARS-CoV-2, которые могут дать результаты за считанные минуты в полевых условиях, а не за несколько дней в клинико-диагностических лабораториях, начинают становиться широко доступными. Они основаны на различных технологиях и форматах, как старых, так и новых: традиционные тесты на основе антигенов для выявления вирусных белков; ПЦР анализы для выявления вирусного генома; и более новые диагностические тесты на основе CRISPR, которые также обнаруживают вирусные геномы, но с меньшим количеством этапов и без использования ПЦР-оборудования.
Быстрые тесты просты в использовании: они могут быть развернуты в местах повышенного риска, таких как дома престарелых или учебные заведения, а также проводиться персоналом, не имеющим или почти не имеющим специальной подготовки. Некоторые из них могут быть пригодны и для домашнего использования, после того, как получать соответствующие разрешительные документы. В целом, они обещают быть полезным дополнением к лабораторному диагностическому тестированию ПЦР и в случае эффективного и масштабного применения могут способствовать мерам по сдерживанию вспышек путем их быстрого выявления до их распространения.
Необходимость в них ощущается безотлагательно. В последние недели во многих странах число подтвержденных случаев заболевания начало резко расти. Помимо горстки государств, которые сдерживают распространение вируса SARS-CoV-2, рост заболеваемости указывает на недостаточность усилий по сдерживанию вируса. Неадекватные системы тестирования и отслеживания и недостаточное соблюдение рекомендованных мер безопасности позволили пандемии продолжиться.
Быстрые и простые в использовании тесты могут помочь в борьбе с вирусом, особенно в условиях повышенного риска, где вспышки могут быстро выйти из-под контроля. Компания Sherlock Biosciences, которая в начале этого года впервые в США получила разрешение на использование в чрезвычайных ситуациях (EUA) Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для проведения лабораторного теста CRISPR, расширяет эту технологию на использование в местах оказания медицинской помощи, например, в домах престарелых. Она продолжает эту работу в сотрудничестве с британской компанией Binx Health, производителем автоматизированных настольных приборов для ПЦР. Их совместное предложение объединяет CRISPR тест производства Sherlock с анализатором Binx. Тест Sherlock обнаруживает РНК SARS-CoV-2 по направляющей РНК, которая активирует фермент Cas13, который затем расщепляет сиквенс, связанный с электрохимической меткой. Затем метка окисляется на электроде, который генерирует измеряемый ток.
Тесты на основе CRISPR также представляют собой многообещающий вариант для домашнего тестирования. Несмотря на то, что технология CRISPR все еще находится в стадии развития, распознавание вируса является высокочувствительным и специфичным, что может устранить большую часть неопределенностей, связанных с традиционной экспресс-диагностикой. Mammoth Biosciences разрабатывает тест на основе CRISPR-Cas12 в партнерстве с лондонской компанией GlaxoSmithKline. Хотя их конечной целью является домашний тест, они сначала сосредоточатся на разработке теста для лабораторий, работающих по правилам Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA). Sherlock Biosciences продвигает также бумажный тест CRISPR для использования на дому и для учреждений с низкими ресурсами. Тест основан на платформе Inspectr, разработанной Джимом Коллинзом из Массачусетского технологического института (MIT).
Недавно было сообщено о быстрой версии теста Sherlock, известной как STOP, которая сочетает в себе изотермическую амплификацию (LAMP), термостабильный фермент Cas12b из Alicyclobacillus acidiphilus (способный выдержать высокотемпературную LAMP амплификацию) и метод очистки образцов с помощью магнитных шариков. STOP показал 93,1% чувствительность и 98,5% специфичность в тестах, проведенных внешней лабораторией. Методику планируется вывести на рынок в следующем году.
Нобелевский лауреат 2020 года Дженнифер Дудна из Калифорнийского университета в Беркли, Дэниел Флетчер из Калифорнийского университета в Беркли и Мелани Отт из Института Глэдстоуна при Калифорнийском университете в Сан-Франциско также представили тест, основанный на CRISPR. Его можно считывать при помощи смартфона.
Широкомасштабные развертывания быстрых тестов на антиген еще предстоят. Тем не менее, несколько инициатив находятся в стадии реализации. Недавно Словакия за двухдневный период протестировала более 3,6 миллиона человек - около двух третей ее населения - и обнаружила, что более 1% из них имеют положительный результат. Кроме того, не участвовавшие в обследовании должны были провести карантин в течение десяти дней. Правительство Великобритании выбрало Ливерпуль для пилотной программы массовых испытаний, включающей сотни тысяч тестов. Бахрейн планирует провести 1,5 млн испытаний, что достаточно для того, чтобы охватить все его население. США закупили у Abbott 150 миллионов тестов на антигены BinaxNOW - и этого едва хватает примерно на одну неделю интенсивного наблюдения.
Страны с низкими доходами не могут позволить себе тестирование в масштабах всего населения и поэтому рассматривают быстрое тестирование на антигены в качестве основной диагностической стратегии. Фонд Билла и Мелинды Гейтс является частью международной коалиции, поддерживающей этот подход, и недавно заключил соглашения о закупке у компаний Abbott и SD Biosensor 120 миллионов тестов по цене максимум 5 долларов за штуку. Еще один член коалиции, Фонд новой инновационной диагностики (FIND), некоммерческая организация, базирующаяся в Женеве, Швейцария, проведет оценку этих тестов.
В отличие от тестов на антигены, экспресс-тесты, которые выявляют наличие антител, не имеют большого значения для выявления активных инфекций у индивидуума, учитывая промежуток времени между началом инфекции и появлением обнаруживаемого ответа на антитела. Неуместная эйфория подпитывала начальное восприятие тестов на антитела. "С самого начала многие из нас говорили, что они не предназначены для того, зачем люди их покупают", - говорит Ранга Сампат из FIND. Рынок, кроме того, был завален плохими продуктами, что подрывало доверие к этим тестам.
Разработчики тестов на антиген могут столкнуться с подобной дилеммой. Поскольку антиген-тесты имеют более низкую специфичность, чем ПЦР-тесты, они могут генерировать высокий уровень ложноположительных срабатываний в условиях низкой распространенности, когда вероятность заражения человека и процент ложноположительных срабатываний теста численно схожи. "Вам необходимо сделать дополнительную ПЦР, если у вас тест положительный иммунохроматографический тест при бессимптомном состоянии", - говорит Брюс Тромберг, директор Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (NIBIB), который финансирует разработку инновационных тестов с бюджетом в 500 миллионов долларов. Их стратегия, названная RADx, поддерживает широкий спектр технологий: от высокопроизводительных LFA и быстрых, недорогих ПЦР-тестов, которые можно проводить непосредственно у постели больного, до секвенирования нового поколения и новых тестов на основе CRISPR. Цель программы - к концу года иметь дополнительно 2,7 миллиона тестов в день. Тромберг не возражает против формата LFA, но осознает его ограничения. "Это не тот фундамент, на котором вы должны строить программу тестов с высокой степенью достоверности", - говорит он.
Безрецептурные тесты COVID-19 для домашнего использования еще не появились. Регулирующие органы традиционно медленно разрешают такие тесты из-за отсутствия клинического руководства, которое помогло бы человеку интерпретировать результаты. В Германии, например, ВИЧ является единственным инфекционным заболеванием, для диагностики которого разрешено использовать диагностический набор на дому. Берлинская компания Pharmact надеется изменить это положение и начала лоббировать регулирующие и законодательные органы до завершения клинической валидации, чтобы ее тест на антиген SARS-CoV-2, BELMONITOR-COV-2, можно было использовать либо в качестве экспресс-клинического теста, либо в домашних условиях. Тестовый материал берется из рта, носа и горла. Результат можно получить через несколько минут.
По мере того как давление на население, системы здравоохранения и экономику начинает возрастать, возникает острая необходимость в большем количестве инструментов для борьбы с КОВИД-19 на разных уровнях. Даже самые оптимистичные прогнозы предполагают, что безопасные и эффективные вакцины будут доступны в значимых количествах только в следующем году. Все более реалистичным представляется предположение о том, что в это время вирус будет продолжать циркулировать во многих популяциях. При таком мрачном сценарии эффективные быстрые тесты могут появиться на рынке слишком поздно.
