Спасибо, что посетили Nature.com.Используемая вами версия браузера имеет ограниченную поддержку CSS.Для получения наилучших результатов мы рекомендуем вам использовать более новый браузер (или отключить режим совместимости в Internet Explorer).В то же время, чтобы обеспечить постоянную поддержку, мы показываем веб-сайт без стилей и JavaScript.
Медицинские работники провели масштабный скрининг с помощью экспресс-тестирования на антиген в школе во Франции.Изображение предоставлено: Томас Самсон/AFP/Getty
Поскольку в начале 2021 года число случаев заболевания коронавирусом в Великобритании резко возросло, правительство объявило о потенциальном изменении игры в борьбе с COVID-19: миллионы дешевых и быстрых тестов на вирус.10 января он заявил, что будет продвигать эти тесты по всей стране, даже для людей без симптомов.Подобные тесты сыграют ключевую роль в плане президента Джо Байдена по сдерживанию эпидемии, бушующей в США.
Эти быстрые тесты обычно смешивают мазок из носа или горла с жидкостью на бумажной полоске, чтобы получить результаты в течение получаса.Эти тесты считаются инфекционными тестами, а не инфекционными тестами.Они могут обнаруживать только высокие вирусные нагрузки, поэтому они пропускают многих людей с низким уровнем вируса SARS-CoV-2.Но есть надежда, что они помогут сдержать эпидемию, быстро выявив наиболее заразных людей, иначе они могут распространять вирус по незнанию.
Однако, когда правительство объявило о плане, вспыхнули ожесточенные споры.Некоторые ученые довольны британской стратегией тестирования.Другие говорят, что эти тесты пропустят слишком много инфекций, и, если они распространятся на миллионы, вред, который они могут причинить, перевесит вред.Джон Дикс, специалист по тестированию и оценке в Бирмингемском университете в Соединенном Королевстве, считает, что многие люди могут избавиться от отрицательных результатов теста и изменить свое поведение.И, по его словам, если люди сами будут проводить тесты, а не полагаться на обученных специалистов, эти тесты пропустят больше инфекций.Он и его бирмингемский коллега Жак Диннес (Jac Dinnes) — ученые, и они надеются, что им нужно больше данных о экспресс-тестах на коронавирус, прежде чем их можно будет широко использовать.
Но другие исследователи вскоре дали отпор, заявив, что тест может причинить вред неправильно и «безответственно» (см. go.nature.com/3bcyzfm).Среди них Майкл Мина, эпидемиолог из Гарвардской школы общественного здравоохранения им. Т. Х. Чана в Бостоне, штат Массачусетс, который сказал, что этот аргумент задерживает столь необходимое решение проблемы пандемии.Он сказал: «Мы все еще говорим, что у нас недостаточно данных, но мы находимся в середине войны — по количеству случаев мы действительно не будем хуже, чем когда-либо».
Единственное, с чем согласны ученые, это то, что должна быть четкая информация о том, что такое экспресс-тест и что означают отрицательные результаты.Мина сказала: «Бросать инструменты в людей, которые не знают, как правильно ими пользоваться, — плохая идея».
Трудно получить достоверную информацию для быстрых тестов, потому что, по крайней мере, в Европе, продукты могут продаваться только на основе данных производителя без независимой оценки.Не существует стандартного протокола для измерения эффективности, поэтому сложно сравнивать анализы и заставлять каждую страну проводить собственную проверку.
«Это дикий запад в диагностике», — сказала Катарина Беме, генеральный директор Innovative New Diagnostics Foundation (FIND), некоммерческой организации в Женеве, Швейцария, которая переоценила и сравнила десятки методов анализа COVID-19.
В феврале 2020 года FIND приступил к реализации масштабной задачи по оценке сотен типов тестов на COVID-19 в рамках стандартизированных испытаний.Фонд работает со Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и глобальными исследовательскими институтами, чтобы протестировать сотни образцов коронавируса и сравнить их эффективность с результатами, полученными с помощью высокочувствительной технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР).Технология ищет определенные вирусные генетические последовательности в образцах, взятых из носа или горла человека (иногда слюны).Тесты на основе ПЦР могут воспроизвести больше этого генетического материала посредством нескольких циклов амплификации, поэтому они могут обнаружить исходное количество парвовируса.Но они могут занимать много времени и требовать хорошо обученного персонала и дорогостоящего лабораторного оборудования (см. «Как работает тестирование на COVID-19»).
Дешевые и быстрые тесты часто могут работать, обнаруживая определенные белки (в совокупности называемые антигенами) на поверхности частиц SARS-CoV-2.Эти «быстрые тесты на антигены» не амплифицируют содержимое образца, поэтому вирус может быть обнаружен только тогда, когда вирус достигает высоких уровней в организме человека — на миллилитр образца могут приходиться тысячи копий вируса.Когда люди наиболее заразны, вирус обычно достигает этих уровней во время появления симптомов (см. «Подхватите COVID-19»).
Диннес сказал, что данные производителя о чувствительности теста в основном получены из лабораторных тестов у людей с симптомами с высокой вирусной нагрузкой.В этих испытаниях многие экспресс-тесты казались очень чувствительными.(Они также очень специфичны: маловероятно, что они дадут ложноположительные результаты.) Однако реальные результаты оценки показывают, что люди с низкой вирусной нагрузкой демонстрируют значительно разные показатели.
Уровень вируса в образце обычно определяется количеством циклов амплификации ПЦР, необходимых для обнаружения вируса.Как правило, если требуется примерно 25 циклов амплификации ПЦР или меньше (называемый порогом цикла, или Ct, равным или меньшим 25), то уровень живого вируса считается высоким, что указывает на то, что люди могут быть заразными, хотя еще не он. Ясно, есть ли у людей критический уровень заражения или нет.
В ноябре прошлого года британское правительство обнародовало результаты предварительных исследований, проведенных в Научном парке Портон-Даун и Оксфордском университете.Все результаты, которые еще не прошли рецензирование, были опубликованы в Интернете 15 января. Эти результаты показывают, что, хотя многие экспресс-тесты на антигены (или «латеральный поток») «не достигают уровня, необходимого для крупномасштабного развертывания населения», в лабораторных испытаний, 4 отдельных бренда имели значения Ct или ниже 25. Повторная оценка FIND многих наборов для экспресс-тестирования обычно также показывает, что чувствительность при этих уровнях вируса составляет 90% или выше.
По мере снижения уровня вируса (т. е. повышения значения Ct) экспресс-тесты начинают пропускать инфекцию.Ученые из Портон-Дауна уделили особое внимание испытаниям Innova Medical в Пасадене, Калифорния;Британское правительство потратило более 800 миллионов фунтов стерлингов (1,1 миллиарда долларов) на заказ этих тестов, что является важной частью его стратегии по замедлению распространения коронавируса.При уровне Ct 25-28 чувствительность теста снижается до 88%, а при уровне Ct 28-31 тест снижается до 76% (см. «Экспресс-тест обнаруживает высокую вирусную нагрузку»).
Напротив, в декабре Abbott Park, штат Иллинойс, Abbott Laboratories оценили экспресс-тест BinaxNOW с неблагоприятными результатами.В ходе исследования было протестировано более 3300 человек в Сан-Франциско, штат Калифорния, и была получена 100% чувствительность для образцов с уровнем Ct ниже 30 (даже если у инфицированного человека не было симптомов)2.
Однако разные откалиброванные системы ПЦР означают, что уровни Ct нельзя легко сравнивать между лабораториями, и это не всегда указывает на то, что уровни вируса в образцах одинаковы.Innova сообщила, что в исследованиях в Великобритании и США использовались разные системы ПЦР, и что эффективным будет только прямое сравнение одной и той же системы.Они указали на отчет британского правительства, написанный учеными из Портон-Дауна в конце декабря, в котором тест Innova противопоставляется тесту Abbott Panbio (похожему на набор BinaxNOW, продаваемый Abbott в США).В чуть более чем 20 образцах с уровнем Ct ниже 27 оба образца дали 93% положительных результатов (см. go.nature.com/3at82vm).
При рассмотрении испытания теста Innova на тысячах людей в Ливерпуле, Англия, нюансы, касающиеся калибровки Ct, имели решающее значение, которое выявило только две трети случаев с уровнями Ct ниже 25 (см. go.nature.com)/3tajhkw).Это говорит о том, что эти тесты пропустили треть потенциально заразных случаев.Однако в настоящее время считается, что в лаборатории, которая обрабатывает образцы, значение Ct 25 равно гораздо более низкому уровню вируса в других лабораториях (возможно, равно Ct 30 или выше), сказал Иэн Бьюкен, исследователь в области здравоохранения. и информатики в Американском университете.Ливерпуль председательствовал на процессе.
Однако подробности неизвестны.Дикс сказал, что испытание, проведенное Бирмингемским университетом в декабре, стало примером того, как экспресс-тест пропустил инфекцию.Там тест Innova прошли более 7000 бессимптомных студентов;только 2 дали положительный результат.Однако, когда университетские исследователи использовали ПЦР для перепроверки 10% отрицательных образцов, они обнаружили еще шесть инфицированных студентов.Судя по соотношению всех образцов, тест мог пропустить 60 инфицированных учащихся3.
Мина сказала, что у этих студентов низкий уровень вируса, поэтому они никоим образом не заразны.Дикс считает, что, хотя люди с более низким уровнем вируса могут находиться на поздних стадиях снижения заболеваемости, они также могут становиться более заразными.Еще одним фактором является то, что некоторые учащиеся плохо справляются со сбором образцов мазков, поэтому не многие вирусные частицы могут пройти тест.Он опасается, что люди ошибочно поверят, что прохождение отрицательного теста может обеспечить их безопасность — на самом деле экспресс-тест — это просто снимок, который в данный момент может быть не заразен.Дикс сказал, что заявление о том, что тестирование может сделать рабочее место полностью безопасным, — неправильный способ информировать общественность о его эффективности.Он сказал: «Если у людей неправильное представление о безопасности, они действительно могут распространять этот вирус».
Но Мина и другие сказали, что пилоты «Ливерпуля» советовали людям не делать этого, и им сказали, что они могут распространять вирус в будущем.Мина подчеркнул, что частое использование тестирования (например, два раза в неделю) является ключом к тому, чтобы сделать тестирование эффективным для сдерживания пандемии.
Интерпретация результатов теста зависит не только от точности теста, но и от вероятности того, что у человека уже есть COVID-19.Это зависит от уровня заражения в их районе и от того, проявляются ли у них симптомы.Если человек из района с высоким уровнем COVID-19 имеет типичные симптомы заболевания и получает отрицательный результат, он может быть ложноотрицательным и нуждается в тщательной проверке с помощью ПЦР.
Исследователи также спорят о том, должны ли люди проверять себя (дома, в школе или на работе).Производительность теста может варьироваться в зависимости от того, как тестер собирает мазок и обрабатывает образец.Например, используя тест Innova, лабораторные ученые достигли чувствительности почти 79% для всех образцов (включая образцы с очень низкой вирусной нагрузкой), но публика-самоучка получает чувствительность только 58% (см. «Быстрый тест: Подходит ли он для дома?») — Дикс считает, что это тревожная капля1.
Тем не менее в декабре британское агентство по регулированию лекарственных средств разрешило использовать технологию тестирования Innova в домашних условиях для выявления инфекций у бессимптомных людей.Представитель DHSC подтвердил, что товарные знаки для этих тестов получены от Национальной службы здравоохранения страны, разработаны Министерством здравоохранения и социального обеспечения (DHSC), но приобретены у Innova и произведены китайской Xiamen Biotechnology Co., Ltd. «Горизонтальный поток тест, используемый британским правительством, был тщательно оценен ведущими британскими учеными.Это означает, что они точны, надежны и способны успешно выявлять бессимптомных пациентов с COVID-19».Об этом говорится в заявлении представителя.
Немецкое исследование4 показало, что самостоятельные тесты могут быть столь же эффективными, как и тесты, проводимые профессионалами.Это исследование не рецензировалось.Исследование показало, что, когда люди вытирают нос и проходят анонимный быстрый тест, одобренный ВОЗ, даже если люди часто отклоняются от инструкций по применению, чувствительность все равно очень похожа на ту, которую достигают профессионалы.
В Соединенных Штатах Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило разрешения на экстренное использование 13 тестов на антигены, но только один — домашний тест Ellume COVID-19 — может использоваться для бессимптомных людей.По данным Ellume, компании, базирующейся в Брисбене, Австралия, тест выявил коронавирус у 11 бессимптомных людей, и у 10 из них ПЦР дал положительный результат.В феврале правительство США объявило, что закупит 8,5 млн тестов.
Некоторые страны/регионы, не располагающие достаточными ресурсами для ПЦР-тестирования, например, Индия, уже много месяцев используют тестирование на антигены просто для расширения своих возможностей тестирования.Из-за беспокойства о точности некоторые компании, которые проводят ПЦР-тестирование, только начали внедрять быстрые альтернативы в ограниченной степени.Но правительство, внедрившее крупномасштабное экспресс-тестирование, назвало его успешным.Словакия с населением 5,5 миллиона человек стала первой страной, которая попыталась протестировать все свое взрослое население.Обширное тестирование снизило уровень заражения почти на 60%5.Тем не менее, тест проводится в сочетании со строгими ограничениями, не введенными в других странах, и финансовой поддержкой правительства людям с положительным результатом теста, чтобы помочь им оставаться дома.Поэтому эксперты говорят, что, хотя комбинация тестирования и ограничений, по-видимому, снижает уровень заражения быстрее, чем только ограничения, неясно, может ли этот метод работать где-либо еще.В других странах многие люди могут не захотеть проходить экспресс-тест, а у тех, у кого положительный результат, может не быть мотивации для изоляции.Тем не менее, поскольку коммерческие экспресс-тесты очень дешевы — всего 5 долларов, — Мина говорит, что города и штаты могут купить миллионы на долю государственных потерь, вызванных эпидемией.
Медицинский работник быстро проверил пассажира с помощью мазка из носа на вокзале в Мумбаи, Индия.Изображение предоставлено: Punit Parajpe/AFP/Getty
Экспресс-тесты могут быть особенно подходящими для бессимптомных скрининговых ситуаций, включая тюрьмы, приюты для бездомных, школы и университеты, где люди могут собираться в любом случае, поэтому полезен любой тест, который может выявить некоторые дополнительные случаи заражения.Но Дикс предостерегает от использования теста таким образом, который может изменить поведение людей или побудить их ослабить меры предосторожности.Например, люди могут интерпретировать отрицательные результаты как поощрение посещения родственников в домах престарелых.
Пока что в США запущены масштабные процедуры экспресс-тестирования в школах, тюрьмах, аэропортах и университетах.Например, с мая Аризонский университет в Тусоне использует тест Софии, разработанный компанией Quidel в Сан-Диего, Калифорния, для ежедневного тестирования своих спортсменов.С августа оно тестирует студентов не реже одного раза в месяц (некоторые студенты, особенно проживающие в общежитиях со вспышками, тестируются чаще, раз в неделю).На данный момент университет провел почти 150 000 тестов и не сообщил о всплеске случаев заболевания COVID-19 за последние два месяца.
Дэвид Харрис, исследователь стволовых клеток, отвечающий за крупномасштабную программу тестирования в Аризоне, сказал, что разные типы тестов служат разным целям: экспресс-тесты на антигены не следует использовать для оценки распространенности вируса среди населения.Он сказал: «Если вы будете использовать его как ПЦР, вы получите ужасную чувствительность».«Но то, что мы пытаемся сделать — предотвратить распространение инфекции, тестирование на антиген, особенно при многократном использовании, похоже, работает хорошо.”
Студент Оксфордского университета в Великобритании прошел экспресс-тест на антиген, предоставленный университетом, а затем в декабре 2020 года вылетел в Соединенные Штаты.
Многие исследовательские группы по всему миру разрабатывают более быстрые и дешевые методы тестирования.Некоторые корректируют тесты ПЦР, чтобы ускорить процесс амплификации, но многие из этих тестов по-прежнему требуют специального оборудования.Другие методы основаны на методе, называемом петлевой изотермической амплификации или LAMP, который быстрее, чем ПЦР, и требует минимального оборудования.Но эти тесты не так чувствительны, как тесты на основе ПЦР.В прошлом году исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне разработали собственный экспресс-диагностический тест: тест на основе ПЦР, в котором вместо мазка из носа используется слюна, что исключает дорогостоящие и медленные этапы.Стоимость этого теста составляет 10-14 долларов США, а результаты могут быть предоставлены менее чем за 24 часа.Хотя университет использует местные лаборатории для проведения ПЦР, университет может проверять всех дважды в неделю.В августе прошлого года эта программа частого тестирования позволила университету обнаружить всплеск инфекций в кампусе и в значительной степени контролировать его.За неделю количество новых случаев упало на 65%, и с тех пор подобного пика в вузе не было.
Беме сказал, что не существует единого метода тестирования, который мог бы удовлетворить все потребности, но метод тестирования, который может выявлять заразных людей, необходим для сохранения открытости мировой экономики.Она сказала: «Тесты в аэропортах, на границе, на рабочих местах, в школах, в медицинских учреждениях — во всех этих случаях экспресс-тесты эффективны, потому что они просты в использовании, недороги и быстры».Однако она добавила, что при этом крупные тестовые программы должны опираться на лучшие доступные тесты.
Текущий процесс утверждения в ЕС диагностических тестов на COVID-19 такой же, как и другие типы диагностических процедур, но опасения по поводу эффективности определенных методов тестирования вызвали введение новых руководящих принципов в апреле прошлого года.Это требует от производителей выпускать наборы для тестирования, которые могут, по крайней мере, проводить тестирование на COVID-19 на самом современном уровне техники.Однако, поскольку результаты испытаний, проводимых производителем, могут отличаться от реальных результатов, в руководящих принципах рекомендуется, чтобы государства-члены проверили его перед запуском испытаний.
Беме сказал, что в идеале странам не нужно проверять каждый метод измерения.Лаборатории и производители по всему миру будут использовать общие протоколы (например, разработанные FIND).Она сказала: «Нам нужен стандартизированный метод тестирования и оценки».«Это ничем не будет отличаться от оценки лечения и вакцин».
Время публикации: 09 марта 2021 г.