Тест на Covid-19, план вернуть нам жизнь

Группа эпидемиологов, экономистов и мечтателей думает о новой стратегии победы над вирусом еще до того, как вакцина будет развернута.

Майкл Мина является профессором эпидемиологии Гарварда. Там он изучает диагностические тесты на инфекционные заболевания. Он с недоверием стал свидетелем всемирной борьбы за получение приличного количества тестов на Covid-19.

В таких странах, как Италия или США, первая волна вируса характеризовалась серьезными проблемами с тестированием. Недостаточное количество приборов, нехватка реагентов и другие факторы сделали тесты неадекватными. В США эта вторая волна еще больше усугубляется. За последние две недели впервые с начала пандемии в стране было проведено меньше тестов на Covid-19, чем на предыдущей неделе. Система деградирует.

Тестирование - огромная проблема

Тесты позволяют выполнить самую простую задачу по борьбе с болезнями: выявить больных и отделить их от здоровых.

Когда тестов много, они могут уменьшить страх заражения. «Единственное, что имеет значение в экономике, — это общественное здравоохранение, и единственное, что имеет значение в общественном здравоохранении, — это тестирование», — говорит он. Саймон Джонсон, бывший главный экономист МВФ.

Согласно самым оптимистичным предположениям, вакцины в сотнях миллионов доз не будут доступны до мая или июня. Наступит переходный период, в который будут вакцинированы врачи и медицинские работники, но не учителя, курьеры и полицейские.

Для этого нам потребуются более качественные тесты. Но нам это нужно даже сейчас.

Как произвести революцию в системе тестирования Covid-19?

В последние недели Майкл Мина стал «пророком» тотальной революции в том, как можно контролировать пандемию. Вместо того, чтобы реорганизовать повседневную жизнь вокруг нынешнего способа тестирования, утверждает он, странам следует включить тестирование в наш образ жизни.

Знаменосцем этого изменения является тонкая полоска бумаги длиной не больше пальца. Это тест на Covid-19. Мина говорит, что США должны массово производить эти недорогие и простые тесты (в отличие от других методов, для них требуется только образец слюны) в десятках миллионов в день.

Эти тесты, которые могут дать результат за 15 минут или меньше, могут стать постоянной частью повседневной жизни.

Суть дела

Прежде чем кто-то войдет в школу или офис, кинотеатр или супермаркет, он может пройти один из этих тестов. Отрицательный тест? Добро пожаловать. Положительный тест? Вы приходите домой и решаете, что делать.

Подводя итог, можно сказать, что идея Майкла Мины состоит в том, чтобы тестировать почти всех, почти каждый день.

Тесты, описанные Майклом Миной, уже существуют: они находятся в офисе e25 Био, небольшой стартап в Кембридже, Массачусетс; полдюжины других компаний работают над аналогичными продуктами.

Но этого недостаточно: нам нужно будет изменить само наше представление о тестировании. Речь идет о 20 миллионах тестов на Covid-19 в день, которые должны производиться в Италии. 100 миллионов в день в США. Действительно смелая затея.

С такими же смелыми целями: Мина говорит, что этот метод может победить коронавирус в течение трех недель. (Другие эпидемиологи не уверены, что это сработает, по крайней мере, без серьезных недостатков.)

Несмотря на высокую стоимость, его план - один из немногих, масштабы которого соизмеримы с пандемией: это похоже на план войны, и по этой причине он может работать в сценарии войны, в военной экономике.

Что вы думаете?

Если новые предложения и проясняют что-то, так это то, что теоретически мы можем вернуть жизнь к нормальной жизни или к чему-то близкому к ней даже до появления вакцины. Короче, дают понять, что выход из ситуации есть. пандемия. Но нужно учитывать несколько вещей: прежде всего, тип самого теста.

ПЦР, кросс и восторг от тестов на Covid-19

Сегодня, если у вас сухой кашель и жар, и вы возьмете мазок на COVID-19, вы, скорее всего, пройдете тест, который не был разработан для неконтролируемой пандемии. Который?

Это называется тестом «полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией», или ПЦР, и это одно из чудес медицины. Его изобретение в 1983 году проложило путь к проекту «Геном человека», раннему обнаружению некоторых видов рака и многому другому.

В качестве теста на Covid-19 метод ПЦР ищет определенную последовательность нуклеотидов, уникальную для коронавируса. Последовательность РНК, которая больше нигде не существует. Каждый раз, когда машина ПЦР (например, машина транснациональной компании Roche) встречает эту цепь, она создает копию как этой последовательности, так и флуоресцентного красителя. Если после умножения количества нити и красителя в сотни миллионов раз машина «Рош» обнаруживает определенное количество красителя, ее программное обеспечение интерпретирует образец как положительный. Чтобы иметь «подтвержденный случай COVID-19», необходимо, чтобы машина ПЦР обнаружила краситель в образце и передала его технику.

Проверенная снова и снова, метод ПЦР работает замечательно: Лучшие тесты ПЦР могут надежно обнаружить всего 100 копий вирусной РНК в одном миллилитре слюны или носовой слизи в течение нескольких часов.

Почему необходимо пройти ПЦР

Точность теста на Covid-19, основанного на ПЦР, делает его наиболее признанным и предпочтительным. Но сегодня оно фактически «парализует» глобальную реакцию на пандемию. Почему?

Растущее количество клинических данных показывает, что тесты на Covid-19, основанные на ПЦР, имеют серьезную ахиллесову пяту. Который? Наиболее важные вопросы, на которые может ответить тест: инфицирован ли этот человек и заразен ли он сейчас? и если это не заразно, может ли это скоро стать? PCR не может ответить на эти вопросы.

Представьте, что у вас Covid-19 (не дай бог). Вот: сейчас вы заболели, день нулевой, но это невозможно всем знать. Только в последующие дни вирус незаметно распространится по организму, размножаясь. К третьему дню вируса в носу и слюне может быть достаточно, чтобы их образец показал положительный результат ПЦР.

Вскоре ваша дыхательная система будет настолько переполнена вирусом, что вы станете заразным, распыляя вирус в воздух каждый раз, когда разговариваете, курите или кричите.

Но вы, вероятно, не почувствуете себя больным до пятого дня, когда у вас начнут проявляться такие симптомы, как лихорадка, сухой кашель или потеря обоняния. Таким образом, в ближайшие несколько дней вы станете еще более заразными.

И вот первая проблема с ПЦР. Чтобы разорвать цепь передачи, медицинские работники должны действовать быстрее, чем вирус. Если бы они могли проверять людей раньше, например, примерно на третий день, и получить результат через день или два, они могли бы изолировать их, прежде чем они заразят слишком много людей.

Не бывает.

Если не считать такого количества хороших моделей, среднее значение элементов управления не успевает за этими ритмами. А в случае неудачи сдерживать вирус бесполезно.

После того, как симптомы начнут проявляться примерно на пятый день, симптомы могут сохраняться в течение нескольких дней или нескольких месяцев. Но некоторые недавние исследования показывают, что примерно к 14-му дню, через девять дней после появления симптомов, вы уже не заразны, даже если симптомы еще сохраняются.

На этом этапе в верхних дыхательных путях больше нет живых вирусов. Но поскольку миллионы мертвых вирусных частиц выстилают рот и носовую полость, чувствительность ПЦР может дать положительный результат тестов на Covid-19. В течение нескольких недель можно было оставаться позитивным, даже не будучи.

И вот вторая проблема с ПЦР: На этом этапе заболевания положительный результат ПЦР не означает, что вы заразны, и не означает, что вирус SARS-CoV-2 еще жив. Больше нет смысла отслеживать контакты, которые у вас были за последние пять дней, потому что вы не заражены. Нет смысла оставаться дома. С помощью теста на Covid-19 на основе ПЦР общественное здравоохранение не может легко отличить положительный второй день от положительного 35-го дня.

Однако последняя проблема с тестированием ПЦР еще проще: их никогда не будет достаточно.

Как я уже сказал, в течение нескольких месяцев лабораториям было трудно получить дорогие химические реагенты, позволяющие дублировать РНК. Ранее этим летом наблюдался глобальный ажиотаж вокруг наконечников для пипеток: одноразовых пластиковых палочек, используемых для перемещения жидкости между флаконами. Иногда узким местом являются сами машины ПЦР: в конечном итоге количество тестов намного превышает возможности машин для их проведения.

А когда тестирование снижается, как уже упоминалось, страдает вся медицинская система. Без ОПРЕДЕЛЕННЫХ и СВОЕВРЕМЕННЫХ результатов выхода нет.

И представьте себе бессимптомное

«Сверхсила» Covid-19 именно в этом. Есть молчаливые распространители, которые могут оставаться заразными в течение нескольких недель, но никогда не проявляют никаких симптомов. На их долю приходится от 20 до 40% всех инфекций.

Некоторые исследования показывают, что они могут быть более заразными, чем люди с симптомами, и дольше переносить вирусную нагрузку.

Задача понятна: нам нужно огромное количество тестов. Население должно быть обследовано. Предположим, вы хотите тестировать всех итальянцев один раз в неделю: потребуется 8 миллионов тестов в день. Как нам туда добраться?

Объединение

В ближайшем будущем единственный способ увеличить количество тестов — это выжать больше тестов из существующей системы ПЦР. Лучшее решение сделать это быстро — использовать технику под названием «объединение«, что могло бы исключить из системы еще несколько сотен тысяч тестов каждый день.

Система проста: вместо того, чтобы тестировать каждый образец по отдельности, лаборатории объединяют несколько образцов, а затем проверяют этот «сгруппированный» образец как один.

Техника была изобретена Роберт Дорфман, статистик из Гарварда, для проверки американских солдат на сифилис во время Второй мировой войны. Сегодня его обычно используют лаборатории общественного здравоохранения для тестирования на ВИЧ.

Такой подход позволяет сэкономить сотни тестов в течение дня.

Но объединение - это всего лишь запасной вариант

Объединение лучше всего работает при относительно редких заболеваниях, таких как ВИЧ и сифилис. Если заболевание слишком распространено, то работа по объединению и перетасовке образцов может оказаться нецелесообразной.

Ключом к изменению нашего подхода является «фронтенд-пул». Представьте, что каждый день, приходя в класс, дети ненадолго снимают маски и плюют в контейнер. Объединенный образец можно будет проанализировать и получить результат к следующему утру. Отрицательный образец? Все в классе. Положительный образец? Все дома и индивидуальные тесты.

Front-end pooling может сократить время и затраты, отчасти за счет экономии материалов. Конечно, в настоящее время не существует устройства, позволяющего такому количеству детей безопасно плюнуть в один флакон. Его нужно было бы быстро разработать.

Подход к объединению интерфейсных пулов никогда раньше не применялся, поскольку он имеет смысл только во время пандемии.

Затем тест, о котором мы говорили в начале этого поста.

Что, если есть тест, который можно производить в большом количестве, и для него не требуется специализированный ридер? Что, если это будет больше похоже на тест на беременность, процедуру, которую вы можете проводить дома, а не только в кабинете врача?

Эти тесты, как уже упоминалось, существуют (с апреля) и проводятся е25 Био, стартап из 12 человек. Тест Е25 представляет собой полоску бумаги длиной несколько сантиметров и шириной менее одного сантиметра. Для этого требуется всего лишь немного слюны, солевой раствор и небольшая чашка, а результат достигается через 15 минут. Как и тест на беременность, для его работы не требуется машина, реагент или врач.

Его качество заключается в том, что он реагирует на наличие характерного для коронавируса шиповидного белка — структуры на «коже» вируса, которая позволяет ему стыковаться и проникать в клетки человека.

Белок-шип является наиболее важной структурой коронавируса. Он играет важную роль в определении заражения вирусом, и именно на это нацелены как антитела, так и многие прототипы будущих вакцин.

Если бы эти тесты производились в достаточном и массовом количестве, согласились бы вы подчиняться каждый день, каждый день чему бы то ни было?

Имейте в виду: план, по словам Майкла Мина, не будет ограничиваться уменьшением ущерба от пандемии. Это могло положить этому конец.

Чтобы избежать пандемии, по сути, цель состоит в том, чтобы обогнать врага. Наводнение мира миллиардами тестов, которые не идеальны, но достаточно хороши (и быстры), чтобы остановить Covid-19.

Конечно, у подобных тестов есть и недостатки.

Ежедневное тестирование десятков миллионов людей было бы беспрецедентным биотехническим вмешательством, оно могло бы иметь непредсказуемые и неприятные побочные эффекты. План Мины, вероятно, еще не учел все оперативные последствия.

В принципе, вот каким мог бы быть мой май 2021 года

вакцины раздаются. Я еще этого не сделал, но социального дистанцирования больше нет. Когда моя дочь входит в класс, она ненадолго снимает маску и сплевывает в полиэтиленовый пакет; то же самое делают все остальные дети и учитель. Затем мешок доставляют в ближайшую лабораторию. Придя на работу, я сплевываю в пластиковый стаканчик, а затем иду пить кофе в укромное помещение. Через 15 минут мне приходит уведомление: ежедневный скрининг пройден, можно начинать свой день. Я по-прежнему ношу маску за столом и стараюсь избегать мест общего пользования, но уровень заражения очень низкий. В субботу вечером мы с семьей идем с друзьями и родственниками в ресторан и, прежде чем зайти, делаем еще один тест. Сейчас у входа в любое общественное место можно увидеть контейнеры с физиологическим раствором, тестовые контейнеры с полоской бумаги, меняющей цвет. Прежде чем уложить девочку спать, меня предупреждает еще одно сообщение из ее школы: сегодня утром ни у кого в классе не было положительного результата теста. Завтра мы также сможем проводить уроки лично.

Для этого взгляда нет технических препятствий. Только отсутствие политической воли.

Я уже знаю, что на бумаге этот ежедневный сценарий тестирования Covid-19 выглядит кошмаром, хотя и намного меньше, чем текущий. Но путь долог, и вирус может остаться.

Альтернатив существующей системе может быть несколько. Мы можем напрасно и мучительно тратить время, пытаясь восстановить прошлое, которое просто не может вернуться.

По крайней мере на время.