美國在 COVID-19 死亡人數方面領先世界，但在檢測能力方面落後於許多國家——無論大小。這種情況可能很快會改變。
8 月底，美國食品和藥物管理局 (FDA) 緊急批准了一種新的信用卡大小的冠狀病毒檢測裝置，該裝置成本為 5 美元，可在 15 分鐘內給出結果，並且不需要實驗室或機器進行處理。美國正在花費 7.6 億美元從總部位於伊利諾伊州雅培園的醫療保健公司雅培實驗室購買 1.5 億份此類檢測，該公司計劃在 10 月份將產量提高到每月 5000 萬份。
這些檢測方法檢測病毒表面的特定蛋白質——稱為抗原，可以識別處於感染高峰期的人，此時體內病毒水平可能很高。支持者認為這可能會改變遊戲規則。抗原檢測可能有助於控制疫情，因為它們可以大量推廣，並且可以發現那些傳播疾病風險最高的人。這些檢測也是印度和義大利等其他國家檢測策略的關鍵要素。
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抗原檢測比使用稱為聚合酶鏈反應 (PCR) 技術的黃金標準病毒 RNA 檢測方法更快更便宜。但抗原檢測不如 PCR 檢測靈敏，PCR 檢測可以檢測出引起 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒的微量。
這種差異引起了一些專家的擔憂，他們擔心抗原檢測會遺漏具有傳染性的人，並導致在很大程度上控制了冠狀病毒傳播的國家爆發疫情。其他人則認為較低的靈敏度是一種優點，因為一些 PCR 檢測結果呈陽性的人已被感染，但不再能夠將病毒傳播給他人。因此，抗原檢測可以將重點轉移到識別最具傳染性的人身上。
目前，抗原檢測由訓練有素的專業人員進行管理，但一些公司正在開發足夠簡單到可以在家中使用的版本——類似於妊娠測試。
伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的化學家馬丁·伯克說：“使檢測更快、更便宜、更容易絕對是目標——我認為抗原檢測是實現這一目標的方法。”他正在合作開發快速檢測，包括基於抗原的檢測。“這絕不是完美的解決方案，這只是我們現在能做的最快的事情，”他說。
有哪些檢測方法以及它們如何工作？
COVID-19 檢測分為兩類：診斷性檢測，如 PCR 和抗原檢測，它們檢測 SARS-CoV-2 病毒的組成部分；以及抗體檢測，它檢測人們感染病毒後產生的分子。抗體可能需要幾天才能在感染後產生，並且通常在康復後在血液中停留數週，因此抗體檢測在診斷中的用途有限（請參閱“捕捉 COVID-19”）。
高靈敏度 PCR 檢測在正確管理的情況下，幾乎 100% 準確地發現感染者。但是，此類檢測通常需要訓練有素的人員、特定試劑和昂貴的機器，這些機器需要數小時才能提供結果。
韓國和紐西蘭等國已成功推動了基於 PCR 的檢測，但在其他地方擴大這些檢測已被證明是困難的。例如，美國在應對疫情爆發方面反應遲緩且協調不力，美國疾病控制與預防中心 (CDC) 的檢測存在缺陷，供應鏈也存在問題。所有這些都阻礙了收集和處理 PCR 樣本的工作，導致等待時間長達數天甚至數週。這些延誤以及缺乏檢測，助長了 COVID-19 在全國範圍內的蔓延，截至 9 月 16 日，該疾病已造成近 20 萬人死亡。
典型的抗原檢測首先由醫護人員拭取人的鼻子或喉嚨後部的樣本——儘管各公司正在開發使用唾液樣本的試劑盒，唾液樣本比拭子更容易且更安全地採集。然後將樣本與一種溶液混合，該溶液會破壞病毒並釋放出特定的病毒蛋白。將混合物新增到紙條上，紙條包含一種抗體，該抗體專門與溶液中存在的這些蛋白質結合。陽性檢測結果可以透過熒光或紙條上的深色條帶檢測到。
抗原檢測可在 30 分鐘內給出結果，無需在實驗室中處理，且生產成本低廉。然而，這種速度是以靈敏度為代價的。典型的 PCR 檢測可以在微升溶液中檢測到單個 RNA 分子，而抗原檢測需要樣本每微升含有數千個——可能數萬個——病毒顆粒才能產生陽性結果。因此，如果一個人體內病毒含量較低，則檢測可能會給出假陰性結果。
當對標準 PCR 檢測中 SARS-CoV-2 呈陽性的人進行檢測時，如果樣本是在症狀出現後一週內採集的，雅培的抗原檢測正確地發現了 95-100% 的病例中的病毒。但如果樣本是在人們首次出現症狀一週多後採集的，則該比例降至 75%。如果一個人在出現症狀後一週內接受檢測，美國使用的其他抗原檢測的靈敏度——或正確檢測感染的比例——在 84% 到 98% 之間。
各公司和學術研究實驗室也在推出其他比標準 PCR 檢測更快、更便宜且更使用者友好的檢測方法，儘管它們的產量不像抗原檢測那麼大。其中一些其他檢測方法使用基因編輯工具 CRISPR 來精確定位冠狀病毒的基因片段。其他一些是 PCR 檢測的更快變體，它們使用不同的試劑，這意味著它們不受相同的供應鏈問題的限制。例如，基於唾液的 PCR 檢測正在大學和職業籃球隊中用作篩查工具。
哪些檢測可以判斷某人是否具有傳染性？
雖然 PCR 方法可以檢測某人是否具有傳染性，但它也可以檢測出攜帶病毒但不太可能傳播病毒的人。
荷蘭鹿特丹伊拉斯姆斯大學醫學中心的病毒學家馬里昂·庫普曼斯說，相比之下，基於抗原的檢測可以幫助快速識別病毒水平較高的人——那些最有可能傳染給他人的人——並將他們與社群隔離。“問題是，安全限度是多少？因為一旦你弄錯了，整個想法就會崩潰，”她說。庫普曼斯說，目前尚不清楚病毒載量低於哪個閾值時，一個人就不再具有傳染性。她正在與世界衛生組織 (WHO) 合作，以確定驗證快速檢測的標準。“如果每個人都自行其是，使用不同的標準，那將非常令人擔憂，”她說。
病毒載量在 SARS-CoV-2 感染早期達到峰值，然後逐漸下降，少量病毒 RNA 會在某人的鼻子或喉嚨中停留數週甚至數月。雖然沒有足夠的資料將不同的病毒水平與人的傳染性程度等同起來，但有證據表明，個體在出現症狀後約八到十天不太可能傳播病毒。
來源：自然
哈佛大學 T.H. 陳公共衛生學院的傳染病免疫學家邁克爾·米娜說：“如果你有將病毒傳播給他人的風險，你就會有大量的病毒顆粒——這些肯定會在抗原檢測中顯示出來。”他一直是抗原檢測的積極倡導者。
在感染開始時，當人們體內病毒水平較低時，存在挑戰。米娜說，答案是頻繁檢測——每週多次進行檢測。他說，即使檢測方法不如基於 PCR 的檢測方法靈敏，但這也可以快速識別出感染者，因為他們鼻子和喉嚨中的病毒量會在數小時內上升。
米娜和他的同事使用統計模型評估了這一策略。在 9 月 8 日更新的預印本中，他們建議，與每兩週進行一次更準確的檢測相比，每週使用相對不靈敏的檢測方法對人們進行兩次檢測，可能更有效地遏制 SARS-CoV-2 的傳播。另一項模擬大學校園安全重新開放的不同情景的研究報告了類似的發現。
一些專家表示，為了減緩疫情爆發，重點應該放在識別那些有傳播 SARS-CoV-2 給他人風險的人，而不是發現任何感染該病毒的人。
伊利諾伊大學的流行病學家麗貝卡·李·史密斯說，當用作頻繁評估儘可能多的人的篩查工具時，快速抗原檢測可能是“遊戲規則改變者”。
各國計劃如何使用抗原檢測？
4 月初，當冠狀病毒疫情在全球範圍內肆虐時，印度僅檢測了約 15 萬人——是全球人均檢測率最低的國家之一。8 月 21 日，該國在一天內進行了超過 100 萬次冠狀病毒檢測。在印度當局開始使用抗原檢測來提高檢測能力後，它達到了這個里程碑。
德里是第一個在 6 月開始使用快速抗原檢測的印度邦。到 7 月中旬，那裡的病例數量有所減少，每日死亡人數趨於平穩，這表明檢測可能在控制病毒傳播方面發揮了一定作用。印度公共衛生基金會主席、流行病學家 K. Srinath Reddy 說，德里的例子很有趣，但並不明確：他指出，政府在 8 月開始解除封鎖限制，這導致感染激增。“快速抗原檢測已經發現了增加的病例數量，但它們是否成功地限制了 COVID 的傳播，我們只能在未來幾個月內才能知道，”Reddy 說。
到目前為止，印度已批准使用三種抗原檢測方法來篩查大量人群，無論他們是否有症狀。其中一個試劑盒由印度醫學研究理事會 (ICMR) 和全印度醫學科學研究所評估，他們發現該檢測方法在 51% 到 84% 的時間內檢測到感染。ICMR 的指南指出，如果抗原檢測結果為陰性的人出現症狀，也應進行 PCR 檢測，以排除快速檢測遺漏感染的可能性。
世界衛生組織和美國 CDC 也建議，如果出現症狀的人的快速抗原檢測結果為陰性，則應進行 PCR 檢測。到目前為止，美國 FDA 已授予四種抗原檢測方法的緊急使用授權，每種方法的靈敏度都高於印度使用的檢測方法。根據美國衛生與公眾服務部的資料，從雅培購買的 1.5 億份檢測將用於學校和“其他有特殊需求的人群”。然而，FDA 僅授權對出現症狀不超過 12 天的人員進行基於抗原的檢測。檢測必須由醫生開具處方，並由醫護專業人員進行管理。
一名技術人員在新德里的一個流動單位進行 COVID-19 快速抗原檢測。來源：Mayank Makhija Getty Images
其他國家也在考慮使用快速抗原檢測來達到目標。7 月，菲律賓微生物學和傳染病學會發布了針對臨床醫生和醫護人員的臨時指南，稱抗原檢測可以用作 PCR 的替代方法，用於診斷有症狀的人在第一週的冠狀病毒感染。但菲律賓馬尼拉大學的傳染病專家埃德塞爾·薩爾瓦納說，它還建議所有陰性結果都應透過基於 PCR 的檢測進行確認，他正在為菲律賓官員提供快速檢測方面的諮詢。
義大利的一些主要機場正在使用基於抗原的檢測來篩查來自四個被認為感染風險高的地中海國家的人員。陰性結果不必透過 PCR 檢測確認。義大利衛生部長羅伯託·斯佩蘭扎宣佈計劃在全國所有機場使用抗原檢測篩查乘客，一群專家敦促義大利政府在學校和大學中使用快速檢測。
但其他人認為快速抗原檢測不是一個好主意。帕多瓦大學的微生物學家安德烈亞·克里桑蒂說，在試圖控制小型疫情爆發時，例如義大利正在發生的疫情，公共衛生部門應使用高度準確的檢測方法，因為即使遺漏一個陽性個體也可能導致病例總數急劇增加。
一些研究人員擔心，不會有足夠的抗原檢測方法來大大擴充套件其使用範圍。“目前的快速檢測方法只適用於少數幸運兒，”庫普曼斯說。“如果我們想負責任地推進這些檢測方法，我們應該討論是否可以將它們生產到全球可用的水平。”
抗原檢測可以像妊娠測試一樣在家中使用嗎？
幾位專家提倡開發一種廉價且足夠簡單到可以在家中使用而無需醫護人員管理的抗原檢測方法的想法。
伯克說，需要的是像妊娠測試一樣簡單的東西。“你只需吐到試管中，放入一張紙，幾分鐘內就能得到結果，”伯克說。“檢測應該成為生活的一部分：早上你吃麥片、維生素，然後快速檢查你的狀態，”他說。
一些公司正在開發簡單的紙條抗原檢測方法。但藥品監管機構尚未批准它們緊急使用。“我們對這些檢測方法的實際經驗不多，而且許多驗證僅在實驗室中完成，”薩爾瓦納說。
羅馬國際機場的檢測中心。義大利計劃在其所有機場使用快速抗原檢測來篩查乘客。來源：Simona Granati Getty Images
除了對成本和可用性的擔憂之外，研究人員還擔心，對於非處方檢測，獲得陽性結果的人可能不會跟進公共衛生部門，因此他們的接觸者將無法被追蹤。史密斯說，另一個風險是人們“玩弄系統”——例如，讓其他人代替他們進行檢測——這樣他們就可以確保獲得陰性結果並避免隔離。其他人認為，如果沒有諸如免費檢測和隔離人員的生活工資等激勵措施，檢測和自我隔離可能會成為富裕人士的奢侈品。
另一個擔憂是，人們會從準確性有限的檢測中獲得虛假的安全感。“一旦這些檢測方法廣泛可用，人們就會直接使用它們並說，‘結果是陰性的，所以我沒事了’，這是一個很大的風險，”庫普曼斯說。
她說，即使檢測結果為陰性，人們也應繼續洗手、戴口罩並避免聚集在大型群體中。她補充說，檢測“不能取代需要到位以控制這種病毒的基本控制措施”。
本文經許可轉載，並於 2020 年 9 月 16 日首次發表。