数百万快速 COVID-19 抗原检测或有助于弥补检测缺口

这些 检测方法可能无法检测出所有病例,但它们价格低廉,可以在家中使用

抗原检测可以检测 SARS-CoV-2 外部表面的突刺。

编者注(9/29/20): 本文已更新并重新发布,以反映 特朗普 政府新近 宣布的 计划,向各州和弱势社区运送数百万份抗原检测。

一种廉价的冠状病毒检测,数百万美国人可以在药房、工作场所甚至家中使用的检测,可能被证明是在帮助人们重返工作岗位和学校方面至关重要的资产。白宫冠状病毒应对协调员黛博拉·伯克斯  快速抗原检测是每天进行数亿次此类检测所需的“突破性创新”。这些言论呼应了她 之前的声明,即抗原检测可能被用于检查广大公众。

该技术通常涉及一种称为侧向流动检测的技术,类似于家用妊娠试验中使用的技术。在检测中,抗体可以与 刺突蛋白(抗原)之一结合,这些刺突蛋白 像河豚鱼身上的刺一样覆盖在病毒表面。这些检测 生产成本低廉,使用简单,并且可以在几分钟内得出结果。 9 月 28 日,在本报道最初发布几个月后,特朗普政府宣布了一项分发 1.5 亿份此类检测的计划,这些检测由雅培实验室开发。该检测名为 BinaxNOW,可正确识别 97.1% 的阳性病例和 98.5% 的阴性病例,并在 15 分钟内提供结果。雅培发言人拒绝就该检测的准确性发表评论。


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目标还在于推出一种与当前标准一样准确的检测方法,当前标准使用  聚合酶链式反应 (PCR) 来处理病毒的遗传物质并扩增以进行检测。但是 主要技术障碍仍然存在。“您在突破方面想要的是 [抗原] 检测更灵敏,[或更不容易出现假阴性],并且比基于 PCR 的检测更容易使用。而这并不容易做到,”石溪医学传染病科主任贝蒂娜·弗里斯说。 “通常,基于 PCR 的检测更灵敏。”

进行大规模检测的迫切需求意味着任何可行的技术都在考虑之中。OraSure Technologies 是一家位于宾夕法尼亚州伯利恒的医疗设备公司,获得 上个月一份价值 710,310 美元的联邦合同,用于开发一种可以在家中进行的检测,该检测有可能在短短 20 分钟内检测出唾液中的冠状病毒抗原。该公司首席执行官斯蒂芬·唐表示,需要此类抗原检测来每天筛查数百万人。“您不能依赖实验室的吞吐量以及医学和实验室专业人员的可用性”来进行广泛的检测,因为 PCR 检测通常需要这些,他说。

由于 PCR 检测可以复制数千份目标 RNA,因此它能够检测到浓度远低于抗原检测通常可以检测到的病毒,称为检测限。华盛顿大学医学院实验室医学代理主任杰弗里·贝尔德说,PCR 的检测限“约为每毫升转运液体中数百个病毒颗粒”。

相比之下,快速抗原检测的灵敏度参差不齐。例如,2016 年对 116 种用于导致链球菌性咽喉炎的细菌的此类检测的 分析 发现,它们的平均灵敏度为 86%,即对 14% 的链球菌性咽喉炎患者产生假阴性结果。用于诊断病毒感染(如 流感)的抗原检测的灵敏度甚至更低,通常在病毒实际存在时报告阴性结果。它们的特异性或正确避免假阳性结果的能力 通常要高得多。它们可以 超过 95%,这意味着少于 5% 的未感染者会检测呈阳性。

伯克斯曾表示,抗原检测可以用作初步筛查工具,并通过后续 PCR 检测进行确认。加州大学洛杉矶分校的传染病研究员奥托·杨不确定这个目标是否能够实现。“一般来说,当您以这种方式进行操作时,您的目标是提高灵敏度,降低筛查测试的特异性,”他说。“只有当您试图节省资金或试剂,并且您没有能力 [进行 PCR] 时,这才有意义。唯一的潜在好处是节省成本,但灵敏度的损失是一个大问题。”杨补充说,只有当初步筛查测试除了更便宜之外,至少与 PCR 一样灵敏时,这种方法才有意义。

他的观点绝不会结束关于抗原检测有效性的争论。麻省理工学院的微生物学家李·格尔克是 E25Bio 的联合创始人,该公司是另一家开发冠状病毒抗原检测的公司,他对将此类检测的准确性与 PCR 的准确性进行比较感到不满。“测试的使用需要根据具体情况进行调整,”他说。“在重返工作岗位、重返学校的环境中,将需要重复、定期的检测。如果重复进行检测,我相信快速 [抗原] 检测会检测到 [病毒]。”

格尔克承认,受感染的个体在感染的最初几天,其病毒蛋白水平可能低于检测的检测限。但他表示,随着感染的进展,这些水平将会升高。“在钟形曲线的最左端,PCR 可以检测到 [病毒] 但快速抗原检测无法检测到的时间是有可能的,”格尔克说。但他补充说,如果检测的目的是让人们重返工作岗位,那么如果一种检测价格低廉,即使其灵敏度“不完美”也是可以接受的。

杨反驳说,抗原检测可以作为一种诊断工具,但它们提供的结果可能无法充当急需的早期预警信号。“如果您的目标是检测到可能更具传染性的病毒的人 [病原体量更大],那么这可能确实有意义,”他说。但如果定期抗原检测的目的是尽早检测出感染者,“病毒会更少,因此灵敏度将是一个大问题。”

然而,对这种类型检测的迫切需求将继续为这一研究方向提供动力。“快速检测会漏掉生病的人,但它们仍然非常有价值,因为它们只需几分钟即可检测一个人,”约翰·霍普金斯大学健康安全中心的免疫学家吉吉·格隆瓦尔说。“如果我们能够扩大 PCR 的规模,那将为您提供更准确、更灵敏的结果。但在护理点进行此类筛查具有一定的价值。”

最终,这些争论可能会在几年后平息。“广泛进行检测显然是我们控制疫情所需要的。但所有这些都是权宜之计,”西北大学范伯格医学院的微生物学家卡拉·萨特切尔说。“我们真正需要的是疫苗。”

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