編者注(9/29/20): 本文已更新並重新發布,以反映 特朗普 政府新近 宣佈的 計劃,向各州和弱勢社區運送數百萬份抗原檢測。
一種廉價的冠狀病毒檢測,數百萬美國人可以在藥房、工作場所甚至家中使用的檢測,可能被證明是在幫助人們重返工作崗位和學校方面至關重要的資產。白宮冠狀病毒應對協調員黛博拉·伯克斯 稱 快速抗原檢測是每天進行數億次此類檢測所需的“突破性創新”。這些言論呼應了她 之前的宣告,即抗原檢測可能被用於檢查廣大公眾。
該技術通常涉及一種稱為側向流動檢測的技術,類似於家用妊娠試驗中使用的技術。在檢測中,抗體可以與 刺突蛋白(抗原)之一結合,這些刺突蛋白 像河豚魚身上的刺一樣覆蓋在病毒表面。這些檢測 生產成本低廉,使用簡單,並且可以在幾分鐘內得出結果。 9 月 28 日,在本報道最初發布幾個月後,特朗普政府宣佈了一項分發 1.5 億份此類檢測的計劃,這些檢測由雅培實驗室開發。該檢測名為 BinaxNOW,可正確識別 97.1% 的陽性病例和 98.5% 的陰性病例,並在 15 分鐘內提供結果。雅培發言人拒絕就該檢測的準確性發表評論。
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目標還在於推出一種與當前標準一樣準確的檢測方法,當前標準使用 聚合酶鏈式反應 (PCR) 來處理病毒的遺傳物質並擴增以進行檢測。但是 主要技術障礙仍然存在。“您在突破方面想要的是 [抗原] 檢測更靈敏,[或更不容易出現假陰性],並且比基於 PCR 的檢測更容易使用。而這並不容易做到,”石溪醫學傳染病科主任貝蒂娜·弗里斯說。 “通常,基於 PCR 的檢測更靈敏。”
進行大規模檢測的迫切需求意味著任何可行的技術都在考慮之中。OraSure Technologies 是一家位於賓夕法尼亞州伯利恆的醫療裝置公司,獲得 上個月一份價值 710,310 美元的聯邦合同,用於開發一種可以在家中進行的檢測,該檢測有可能在短短 20 分鐘內檢測出唾液中的冠狀病毒抗原。該公司執行長斯蒂芬·唐表示,需要此類抗原檢測來每天篩查數百萬人。“您不能依賴實驗室的吞吐量以及醫學和實驗室專業人員的可用性”來進行廣泛的檢測,因為 PCR 檢測通常需要這些,他說。
由於 PCR 檢測可以複製數千份目標 RNA,因此它能夠檢測到濃度遠低於抗原檢測通常可以檢測到的病毒,稱為檢測限。華盛頓大學醫學院實驗室醫學代理主任傑弗裡·貝爾德說,PCR 的檢測限“約為每毫升轉運液體中數百個病毒顆粒”。
相比之下,快速抗原檢測的靈敏度參差不齊。例如,2016 年對 116 種用於導致鏈球菌性咽喉炎的細菌的此類檢測的 分析 發現,它們的平均靈敏度為 86%,即對 14% 的鏈球菌性咽喉炎患者產生假陰性結果。用於診斷病毒感染(如 流感)的抗原檢測的靈敏度甚至更低,通常在病毒實際存在時報告陰性結果。它們的特異性或正確避免假陽性結果的能力 通常要高得多。它們可以 超過 95%,這意味著少於 5% 的未感染者會檢測呈陽性。
伯克斯曾表示,抗原檢測可以用作初步篩查工具,並通過後續 PCR 檢測進行確認。加州大學洛杉磯分校的傳染病研究員奧托·楊不確定這個目標是否能夠實現。“一般來說,當您以這種方式進行操作時,您的目標是提高靈敏度,降低篩查測試的特異性,”他說。“只有當您試圖節省資金或試劑,並且您沒有能力 [進行 PCR] 時,這才有意義。唯一的潛在好處是節省成本,但靈敏度的損失是一個大問題。”楊補充說,只有當初步篩查測試除了更便宜之外,至少與 PCR 一樣靈敏時,這種方法才有意義。
他的觀點絕不會結束關於抗原檢測有效性的爭論。麻省理工學院的微生物學家李·格爾克是 E25Bio 的聯合創始人,該公司是另一家開發冠狀病毒抗原檢測的公司,他對將此類檢測的準確性與 PCR 的準確性進行比較感到不滿。“測試的使用需要根據具體情況進行調整,”他說。“在重返工作崗位、重返學校的環境中,將需要重複、定期的檢測。如果重複進行檢測,我相信快速 [抗原] 檢測會檢測到 [病毒]。”
格爾克承認,受感染的個體在感染的最初幾天,其病毒蛋白水平可能低於檢測的檢測限。但他表示,隨著感染的進展,這些水平將會升高。“在鐘形曲線的最左端,PCR 可以檢測到 [病毒] 但快速抗原檢測無法檢測到的時間是有可能的,”格爾克說。但他補充說,如果檢測的目的是讓人們重返工作崗位,那麼如果一種檢測價格低廉,即使其靈敏度“不完美”也是可以接受的。
楊反駁說,抗原檢測可以作為一種診斷工具,但它們提供的結果可能無法充當急需的早期預警訊號。“如果您的目標是檢測到可能更具傳染性的病毒的人 [病原體量更大],那麼這可能確實有意義,”他說。但如果定期抗原檢測的目的是儘早檢測出感染者,“病毒會更少,因此靈敏度將是一個大問題。”
然而,對這種型別檢測的迫切需求將繼續為這一研究方向提供動力。“快速檢測會漏掉生病的人,但它們仍然非常有價值,因為它們只需幾分鐘即可檢測一個人,”約翰·霍普金斯大學健康安全中心的免疫學家吉吉·格隆瓦爾說。“如果我們能夠擴大 PCR 的規模,那將為您提供更準確、更靈敏的結果。但在護理點進行此類篩查具有一定的價值。”
最終,這些爭論可能會在幾年後平息。“廣泛進行檢測顯然是我們控制疫情所需要的。但所有這些都是權宜之計,”西北大學範伯格醫學院的微生物學家卡拉·薩特切爾說。“我們真正需要的是疫苗。”
