编者注（4/6/20）：本文在出版后进行了更新，增加了关于FDA已授予雅培实验室创建的15分钟冠状病毒检测紧急使用授权的信息。
随着新型冠状病毒在美国各地城市爆发式增长，公共卫生机构和医院正在使检测变得越来越普及——最初检测曾受到严重的短缺困扰。生物技术公司正在加紧生产检测试剂盒，但各州仍在努力满足需求。
根据美国疾病控制和预防中心的数据，目前美国每个州以及华盛顿特区、关岛和波多黎各都可进行COVID-19检测。截至周二，美国已有92个公共卫生实验室完成了CDC的验证过程并提供检测。CDC自己的实验室已检测了4,654份样本，公共卫生实验室已检测了98,576份样本。《纽约时报》 数据库报告称，截至周四下午，至少有75,178例病例经实验室检测确认为阳性。
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各州的检测普及程度各不相同。纽约州、加利福尼亚州和得克萨斯州的州公共卫生机构的抽样调查都将《大众科学》关于此类普及程度以及患者应去哪里接受检测的问题转至其各自的冠状病毒信息页面。但基本流程在全国范围内是相同的。
样本采集
任何冠状病毒检测的第一步都是采集样本。这样做需要在患者的鼻腔后部（通过鼻咽部与喉咙相连的位置）放置无菌拭子几秒钟，以吸收分泌物。休斯顿卫理公会医院诊断微生物学实验室主任临床微生物学家斯科特·韦斯利·朗表示，拭子很细——尖端直径小于三毫米。“一旦你把它放在喉咙后部，你会感到不舒服，但你仍然可以呼吸和说话，”他说。“这没有看起来那么糟糕。”采集样本后，拭子会被放入装有液体的管中进行运输。
亚利桑那大学生物样本库主任大卫·哈里斯表示，拭子和采集试剂盒试剂的短缺是阻碍公共卫生机构在最近几周进行广泛检测的几个障碍之一。哈里斯说，该大学上周末生产了1,600个通用采集试剂盒，免费分发给当地医疗服务提供商，以帮助填补缺口，并补充说所有此类试剂盒都差不多。该大学计划生产更多数千个，直到供应开始满足需求。
最近，两家健康初创公司开始营销家用采集试剂盒，声称患者可以使用这些试剂盒自行采集样本并将其发送到实验室进行检测。食品和药物管理局迅速发布警告，称尚未授权任何此类检测，这些公司已停止销售这些试剂盒，这些试剂盒的定价约为每个170美元至180美元。
病毒检测
为了确定鼻咽样本是否对冠状病毒呈阳性，生物技术人员使用一种称为逆转录酶聚合酶链反应或RT-PCR的技术。世界卫生组织和CDC的检测试剂盒都使用这种方法，后者迄今为止批准的所有试剂盒也是如此。
朗说：“进行RT-PCR检测需要大量的手工操作。”首先，技术人员从样本中提取病毒遗传物质RNA（如果存在），并使用它产生互补的DNA链，RT-PCR技术会扩增该DNA链，或复制数千份，以获得可测量的结果。不同试剂盒之间的主要区别在于每种检测的目标冠状病毒基因。CDC批准的试剂盒的目标基因区域编码构成病毒核衣壳（包裹其RNA的外壳）的蛋白质。生物技术公司罗氏诊断、LabCorp和Thermo Fisher Scientific是商业冠状病毒RT-PCR试剂盒的主要供应商之一。
FDA发言人斯蒂芬妮·卡科莫表示，阳性预测值，即阳性检测结果正确反映患者患有COVID-19的可能性，取决于疾病的传播范围——而这种情况正在迅速变化。“根据对COVID-19病理生理学的了解、提供的数据以及我们之前在呼吸道病原体检测方面的经验，授权检测的假阳性率可能非常低，真阳性率可能很高，”卡科莫说。“但是，性能特征是特定于每种检测的。”哥伦比亚大学微生物学和免疫学教授文森特·拉卡尼洛说，如果样本采集不正确，则存在假阴性结果的风险。他说，这种可能性可以解释为什么从疾病中康复的人有时最初检测结果为阴性，然后又变为阳性。
快速诊断
大多数RT-PCR检测需要几个小时到几天不等才能处理，但FDA最近开始授予制造商声称可以在不到一小时内交付结果的快速诊断PCR检测紧急使用授权 (EUA)。该授权允许在公共卫生紧急情况下使用尚未获得该机构批准的医疗设备。卡科莫说，FDA对实验室提供的诊断检测验证数据进行“滚动审查”。她补充说：“这使得大多数EUA请求能够在几天内获得授权。”
硅谷分子诊断公司塞菲德周六表示，FDA已授予其COVID-19检测授权，该检测可以在约45分钟内交付结果。圣地亚哥的Mesa Biotech周二宣布，其手持式检测试剂盒已获得批准，该公司首席执行官蔡宏表示，该试剂盒可以在床边约半小时内交付结果。蔡宏说，检测将从本周开始运往“多家医院”，她的公司已准备好数万个单元，并补充说Mesa正计划将其生产能力提高三倍。
3月下旬，FDA授予雅培实验室EUA，用于一种基于PCR的COVID-19检测，该检测可以在不到15分钟内交付结果。该检测旨在在非传统临床环境中（如驾车检测点）提供即时检测结果。它使用雅培的ID NOW平台，该平台已被用于处理类似的流感和其他呼吸道感染检测。根据卫生部助理部长布雷特·吉罗尔3月30日的讲话以及副总统迈克·彭斯4月5日的重申，这些平台已在美国各地18,000个医疗保健场所使用。雅培检测可以在五分钟内提供冠状病毒阳性结果，在13分钟内提供阴性结果。在新闻发布会上，唐纳德·特朗普总统表示，每天将交付50,000次此类检测。目前尚不清楚迄今为止已分发了多少次。
抗体检测
另一种方法依赖于识别患者血液中的冠状病毒 (SARS-CoV-2) 抗体，以确定该人之前是否患有COVID-19。西奈山伊坎医学院微生物学家弗洛里安·克拉默最近开发了其中一项检测，该检测在一篇预印本研究中进行了描述，该研究上周发布在medRxiv上。“这不是[正在进行]感染的检测，”他说。“它基本上是在事后，在你感染后寻找抗体。”与其他血清学或基于抗体的诊断分析一样，它使用酶联免疫吸附测定 (ELISA)，该测定使用目标病毒的一部分来寻找抗体。尽管血清学检测对于快速识别患者目前是否患有COVID-19没有用处，但克拉默说它们可以帮助研究人员了解人类如何产生针对该病毒的抗体。
重症COVID-19患者可能能够通过输注已产生抗体并对该疾病免疫的人的血浆进行治疗，这实际上是一种抗体转移操作。但克拉默说，要做到这一点，临床医生首先必须筛选捐献者，以确定谁对病毒有强烈的免疫反应。他的实验室目前正在进行血清学分析，以寻找潜在的血浆捐献者。美国食品和药物管理局周二批准了康复期COVID-19患者血浆的紧急使用，用于危重冠状病毒患者。
此外，血清学检测还可以帮助确定一个人是否已被感染，无论该人是否出现症状——这是RNA检测试剂盒事后无法做到的，因为它只寻找病毒本身。这意味着血清学检测可用于调查人群以确定感染率的普及程度。它还可以让公共卫生机构弄清楚谁已经对COVID-19免疫。“因此，如果你在非常广泛的范围内推广这项技术，你可能会识别出所有免疫的人，然后要求他们恢复正常生活并重返工作岗位，”克拉默说。这种方法对于与COVID-19患者一起工作的医疗保健提供者尤其有用。“他们可能会更安心地与这些患者一起工作，[因为知道]他们不会再生病，知道他们不会将病毒传染给他人，”他说。
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