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 тестовыми проблемами. Недостаточное количество устройств, недостаток реагентов и другие факторы сделали тестирование неадекватным. В США эта вторая волна еще больше усугубляется. За последние две недели и впервые с начала пандемии в стране было проведено меньше тестов на Covid-19, чем на предыдущей неделе. Система изнашивается.
Тестирование - огромная проблема
Тесты позволяют выполнить самую простую задачу по борьбе с болезнями: выявить больных и отделить их от здоровых.
Когда анализов много, они могут снизить страх заражения. «Единственное, что имеет значение для экономики, - это общественное здравоохранение, а единственное, что имеет значение для общественного здравоохранения, - это тесты», - 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. Он утверждает, что вместо того, чтобы перестраивать повседневную жизнь в соответствии с нынешним способом тестирования, страны должны включить тестирование в наш образ жизни.
Епископ этой перемены - тонкая полоска бумаги, не длиннее 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.
Таким образом, идея Майкла Мины состоит в том, чтобы тестировать почти всех, почти каждый день.
Описанные Майклом Миной тесты 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 то, как мы думаем о тестах. Речь идет о 20 миллионах тестов на Covid-19 в день, которые должны производиться в Италии. 100 миллионов в день в США. Поистине смелое начинание.
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 в новых предложениях что-то проясняется, так это то, что теоретически мы можем вернуть жизнь к норме или что-то подобное, даже до вакцинации. Короче дают понять, что выход 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.
Как работает ПЦР?
По сути, это немного похоже на «штамп клонирования» Photoshop. С помощью особой смеси химикатов, называемых «реагентами», и специальной машины, называемой «термоциклером», ПЦР дублирует определенную цепь генетического материала сотни миллионов раз.
При использовании в качестве теста на Covid-19 метод ПЦР ищет конкретную нуклеотидную последовательность, уникальную для коронавируса. Последовательность ИНС, которая больше нигде не существует. Каждый раз, когда машина ПЦР (например, той, что принадлежит многонациональной Roche) обнаруживает эту нить, она делает копию этой последовательности и флуоресцентного красителя. Если после умножения пряжи и красителя в сотни миллионов раз машина Roche обнаруживает определенное количество красителя, ее программное обеспечение интерпретирует образец как положительный. Чтобы иметь «подтвержденный случай COVID-19», требуется, чтобы аппарат ПЦР обнаружил краситель в образце и сообщил об этом техническому специалисту.
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 на основе ПЦР делает его наиболее признанным и предпочтительным. Но сегодня это эффективно «парализует» глобальный ответ на пандемию. Так как?
Растущее число клинических испытаний показывает, что тесты на Covid-19 на основе ПЦР имеют важную ахиллесову пятку. 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 забита вирусом, что вы станете заразным, распыляя вирус в воздух каждый раз, когда говорите, курите или кричите.
Но вы, вероятно, не почувствуете себя плохо до пятого дня, когда у вас начнут проявляться такие симптомы, как жар, сухой кашель или потеря обоняния. В ближайшие дни 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 появления симптомов примерно на пятый день симптомы могут сохраняться в течение нескольких дней или нескольких месяцев. Но некоторые недавние исследования показывают, что примерно к четырнадцатому дню, через девять дней после появления симптомов, вы больше не заразны, даже если симптомы все 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 многих месяцев лабораториям было трудно получить дорогостоящие химические реактивы, позволяющие дублировать РНК. Ранее этим летом во всем мире наблюдался спрос на наконечники для пипеток - одноразовые пластиковые палочки, используемые для перемещения жидкости между флаконами. Иногда узким местом являются сами машины для ПЦР - в конечном итоге количество тестов намного превышает возможности машин для их запуска.
А когда анализы падают, как уже упоминалось, страдает вся медицинская система. Без ОПРЕДЕЛЕННЫХ и СВОЕВРЕМЕННЫХ результатов не получится.
И представьте себе бессимптомное
«Суперсила» Covid-19 как раз и есть. Существуют бесшумные диффузоры, которые могут оставаться заразными в течение нескольких недель, но никогда не вызывают никаких симптомов. На их долю приходится от 20 до 40% всех случаев заражения.
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 обозримом будущем единственный способ расширить тесты - это выжать больше тестов из существующей системы ПЦР. Лучшее решение, чтобы сделать это быстро, - это метод под названием "объединение«, Что могло бы ежедневно исключать из системы еще несколько сотен тысяч тестов.
Система проста: вместо тестирования каждого образца в отдельности лаборатории объединяют несколько образцов, а затем тестируют этот «объединенный» образец как один.
Техника была изобретена Роберт Дорфман, статистик из Гарварда, чтобы проверить американских солдат на сифилис во время Второй мировой войны. Сегодня он широко используется лабораториями общественного здравоохранения для тестирования на ВИЧ.
Это работает так: технический специалист не исследует образцы по отдельности, а создает группу из 50 человек и тестирует их вместе. Если объединенный образец отрицательный, ни у кого из 50 нет вируса, и для выяснения материала, необходимого для единственного теста, будет использован материал.
Если объединенный образец положительный, начинается новый этап. Техник снова группирует те же образцы, на этот раз меньшими группами по 10 человек, и снова проверяет их. Когда один из этих небольших пулов окажется положительным, протестируйте каждый отдельный образец в нем. В конце испытания он протестировал 50 человек, но использовал только дюжину тестов.
Такой подход позволяет сэкономить сотни тестов в течение дня.
Но объединение - это всего лишь запасной вариант
Объединение лучше всего подходит для относительно редких заболеваний, таких как ВИЧ и сифилис. Если болезнь слишком распространена, то совместная работа по смешиванию и скремблированию образцов может не стоить затраченных усилий.
Ключом к изменению подхода является «интерфейсный пул». Представьте себе, что каждый день, когда дети приходят в класс, они ненадолго снимают маски и плюются в контейнер. Объединенный образец может быть проанализирован на следующее утро. Отрицательный образец? Все в классе. Положительный образец? Все домашние и разовые 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 внешнего пула никогда раньше не применялся, потому что он имеет смысл только в случае 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 - это полоска бумаги длиной несколько сантиметров и шириной менее одного сантиметра. Достаточно немного слюны, физиологического раствора и чашки, и результат будет через 15 минут. Как и тест на беременность, для работы не требуется аппарат, реагент или врач.
Его качество заключается в том, что он реагирует на присутствие характерного шипового белка коронавируса, структуры на «коже» вируса, которая позволяет ему цепляться за клетки человека и проникать в них.
Белок-шип - важнейшая структура коронавируса. Он играет важную роль в определении вирусной инфекции, и именно к этому стремятся 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, на практике цель состоит в том, чтобы превысить скорость врага. Заполнение 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 распространяются. Я еще этого не делал, но социального дистанцирования больше нет. Когда моя дочь входит в класс, она ненадолго снимает маску и плюется в полиэтиленовый пакет; то же самое делают все остальные дети и учитель. Затем пакет доставляется в ближайшую лабораторию. Когда я прихожу на работу, я плюю в пластиковый стаканчик, затем иду выпить кофе в укромной комнате. Через 15 минут получаю уведомление: ежедневный скрининг прошел, можно начинать день. Я все еще ношу маску на своем столе и стараюсь избегать мест общего пользования, но уровень заражения очень низкий. В субботу вечером мы с семьей идем с друзьями и семьей в ресторан, и перед входом делаем еще один тест. Сейчас нормально видеть у входа в любое общественное место емкости с физиологическим раствором, связующие для тестов с полоской бумаги, меняющей цвет. Перед тем как уложить ребенка спать, я получил другое сообщение из ее школы: сегодня утром ни у кого в классе не было положительных результатов. Также завтра можно будет пройти личное занятие.
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.
