来源：生命奥秘、医业观察
卫生保健工作者使用快速抗原测定法对印度孟买的一名居民进行冠状病毒感染的测试
快速抗原测试旨在在几分钟内判断某个个体是否具有传染性。它们会改变游戏规则吗？ 美国因COVID-19而造成的死亡人数居世界首位，但其检测能力显著落后于许多国家（无论大国家，还是小国家）。但这种情况可能很快就会改变。
8月底，FDA批准了一种新的、信用卡大小的冠状病毒测试设备的紧急使用许可。该设备售价5美元，可在15分钟内得出结果，并且无需实验室或用于处理的机器。美国正斥资7.6亿美元从总部位于伊利诺伊州雅培公园的医疗保健公司雅培实验室购买1.5亿套该检测试剂，该公司计划在10月将产量提高到每月提供5000万个。
这些测试可以检测病毒表面的特定蛋白质（抗原），并且可以识别体内病毒水平很高，还处于感染高峰的人。支持者认为这可能会改变游戏规则。抗原检测可以帮助遏制大流行，因为它们可以大量推广，并且可以发现那些最有可能传播疾病的人。这些测试也是其他国家（例如印度和意大利）的测试策略中的关键要素。
抗原检测比基于聚合酶链反应（PCR）技术检测病毒RNA的金标准检测要快得多，且便宜得多。但是抗原测试并不像PCR方法那样敏感，PCR版本可以检测到极其少量的SARS-CoV-2病毒。
这种差异引起了专家的关注，他们担心抗原测试会错过传染性人群，并导致新冠病毒控制良好的国家爆发疫情。其他人则认为敏感性较低是因为某些收到阳性PCR测试结果的人已被感染，但不再能够将该病毒传播给其他人。因此，抗原检测可以将重点转移到确定最具感染力的人群上。
目前，抗原测试是由训练有素的专业人员进行的，但一些公司正在开发足够简单的版本以供在家中使用，类似于妊娠测试。
伊利诺伊大学（University of Illinois）香槟分校的化学家Martin Burke指出，使测试更快、更便宜、更容易是他们的目标——他认为抗原测试是达到这一目标的方法。Burke致力于开发各种检测方法，包括基于抗原的检测。他认为抗原测试绝不是完美的解决方案，但它是我们现在可以做的、最快的解决方案。
各种测试及其工作原理
针对COVID-19的测试分为两类：诊断测试（例如PCR和抗原测定），用于检测部分SARS-CoV-2病毒；抗体测试，用于检测人体被病毒感染后产生的抗体分子。抗体在感染后可能需要几天才能产生，并且通常病人康复后会在血液中停留数周，因此抗体测试在诊断中的应用受到限制（图：检测COVID-19）。
如果正确使用，高灵敏度PCR检测几乎可以100％准确。但是，此类测试通常需要训练有素的人员、特定的试剂和昂贵的机器，而这些机器需要数小时才能得出结果。
韩国和新西兰等国家已经成功地推广了基于PCR的测试，但是在其他地方却难以扩大这些测试的难度。例如，美国CDC对疾病爆发、检测试剂不合格反应迟钝，协调不力，加上供应链等问题，阻碍了收集和处理PCR样品的工作，使等待时间延长到几天甚至几周。这些延误以及缺乏检测导致COVID-19在全国范围内蔓延。到9月18日，因COVID-19导致的死亡人数将近20万。
各大公司都在开发使用唾液样本的试剂盒，因为唾液样本比起拭子更容易、更安全，但目前最主流的抗原测试还是拭子测试。这种方法依靠医护人员擦拭患者的鼻子或喉咙的后部，然后将样品与可破坏病毒，并使其释放特定病毒蛋白的溶液混合。随后，将混合物添加到试纸条中，该试纸上涂上了针对这些蛋白质而设计的抗体。如果样品中存在病毒蛋白质，那么试纸会显示荧光（通过机器检测）或暗条带，从而显示阳性测试结果。
抗原测试可在30分钟内得出结果，无需在实验室中进行处理，而且生产成本低廉。但是，这种速度会带来灵敏度上的损失。典型的PCR测试可以检测微升溶液中的单个RNA分子，而抗原测试则需要样本含有数千个（可能数万个）病毒颗粒/每微升才能产生阳性结果。因此，如果某个个体体内的病毒量很少，则该测试可能会得出假阴性结果。
当采用标准PCR方法来检测呈阳性的患者，如果样品在症状发作的一周内收集，那么雅培的抗原检测方法可以正确识别95-100%的患者。但是，如果在人们首次表现出症状后超过一周再采集样本，这一比例将下降到75％。如果在患者出现症状后的一周内进行测试，则在美国使用的其他抗原测试的灵敏度（即正确检测感染的比率）在84％至98％之间。
多个公司和学术研究实验室还推出了比标准PCR检测更快，更便宜且更易于使用的其他检测，尽管它们的生产规模与抗原检测的规模不同。其中一些测试使用基因编辑工具CRISPR靶向冠状病毒的基因片段。其他则是替换了标准PCR检测中的组分，实现更快的检测，并且它们不受标准PCR试剂供应链的限制。例如，基于唾液的PCR测试已被用作大学和职业篮球队的筛查工具。
移动救护站的技术人员在新德里进行了COVID-19的快速抗原测试。
哪些测试可以判断个体是否具有传染性？
尽管PCR方法可以测试个体是否具有传染性，但它也可以检测出携带该病毒但不太可能传播该病毒的人。
荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学院（Erasmus University Medical Centre）的病毒学家Marion Koopmans表示，相比之下，基于抗原的测试有助快速识别携带高水平病毒的个体（最有可能传染给他人的人），并将其与社区隔离。问题是，安全极限是多少？因为一旦安全极限定义错误，整个想法都是错的。与WHO合作确定快速检验标准的Koopmans则表示，目前尚不清楚哪个程度的病毒载量是一个阈值，低于该阈值的人将不再具有传染性。她认为，如果每个人都使用不同的标准独自处理这件事，那将非常令人担忧。
病毒载量在SARS-CoV-2感染初期达到高峰，然后逐渐下降，少量病毒RNA在人的鼻子或喉咙中停留数周甚至数月之久。尽管没有足够的数据支持病毒水平和感染者的感染能力的对应关系，但有证据表明，个体在出现症状后约8到10天不太可能传播病毒。
哈佛大学陈曾熙公共卫生学院（Harvard T. H. Chan School of Public Health）的传染病免疫学家Michael Mina表示，如果个体有将病毒传播给其他人的危险，那他肯定携带大量的病毒颗粒，这些颗粒肯定会在抗原测试中显示出来。Mina一直是抗原测试的拥护者。
在感染开始（个体的病毒水平较低时）时抗原测试就面临挑战。Mina指出，频繁的测试——每周进行多次——可能是解决方案。即使抗原检测方法不如基于PCR的检测灵敏，但也可以快速识别出受感染的人，因为他们鼻子和喉咙中的病毒数量会在数小时内增加。
Mina等人使用统计模型来评估该策略。在9月8日更新的预印本中，他们建议，每周进行两次相对不敏感的抗原测试对控制SARS-CoV-2的传播比每两周进行一次更准确的测试更为有效。另一项为安全重启大学校园的不同情况建模的研究也报告了类似的发现。
一些专家表示，为了减缓疾病的爆发，重点应该放在识别那些有可能将SARS-CoV-2传播给其他人的个体上，而不是发现任何感染了SARS-CoV-2的个体。
伊利诺伊大学（University of Illinois）的流行病学家Rebecca Lee Smith表示，当作为一种筛查工具来频繁评估尽可能多的人时，快速的抗原检测可能会“改变游戏规则”。
国家如何计划使用抗原测试？
4月初，随着冠状病毒的爆发在全球范围内蔓延，印度仅对约15万人进行了检测，这是全球人均检测率最低的国家之一。8月21日，该国一天进行了超过一百万次冠状病毒检测。在印度当局开始使用抗原检测来提高检测能力之后，它达到了这一里程碑。
德里是6月开始使用快速抗原检测的第一个印度州。到了7月中旬，那里的病例数有所减少，每日死亡人数已达到稳定水平，这表明这些测试可能在控制病毒传播方面起到了一定作用。新德里的非营利组织印度公共卫生基金会（Public Health Foundation of India）主席流行病学家K. Srinath Reddy指出，德里的例子很有趣，但并不明确：他指出，政府从8月开始解除封锁限制，导致感染激增。快速的抗原检测增加了确诊病例的数量，但是它们是否能成功地限制COVID的传播，我们在接下来的几个月才能知晓。
到目前为止，印度已批准使用三种抗原测试来筛查大量人，无论他们是否有症状。印度医学研究理事会（Indian Council of Medical Research，ICMR）和全印度医学科学研究所（All India Institute of Medical Sciences）对其中一种试剂盒进行了评估，结果发现该测试的检测正确率在51％到84％之间。ICMR的指导意见指出，如果抗原检测结果呈阴性，则抗原检测结果阴性的人也应接受PCR检测，以排除快速检测漏诊的可能性。
WHO和CDC还建议，如果出现症状的个体经快速抗原检测呈阴性，则应进行PCR检测。迄今为止，FDA已授予四种抗原检测的紧急使用授权，每种检测的敏感性均高于印度使用的敏感性。据健康和人类服务部称，从雅培购买的1.5亿份测试将用于学校和“其他特殊需要的人群”。但是，FDA仅授权症状持续时间不超过12天的个体进行基于抗原的测试。测试必须由医生开具处方，并由医疗保健专业人员进行管理。
其他国家也正在考虑使用快速抗原检测来达到目标。菲律宾微生物学和传染病学会（Philippine Society for Microbiology and Infectious Diseases）于7月发布了针对临床医生和医护人员的临时指南，称抗原检测可以作为PCR的替代方法，用于在有症状的人的第一周内诊断冠状病毒感染。菲律宾大学马尼拉分校（University of the Philippines Manila）的传染病专家Edsel Salvaña说，但是学会也建议所有阴性结果都应通过基于PCR的测定来证实，他正在为菲律宾官员提供快速检测的建议。
意大利一些主要机场正在使用基于抗原的检测方法，对来自四个地中海国家（被认为具有高感染风险）的人员进行筛查。阴性结果不必通过PCR测试确认。意大利卫生大臣Roberto Speranza已宣布计划使用抗原检测来筛查该国所有机场的乘客，并且一群专家敦促意大利政府在学校和大学中使用快速检测。
但是其他人则认为快速抗原检测不是一个好主意。帕多瓦大学（University of Padua）的微生物学家Andrea Crisanti指出，当试图控制小规模的疫情（例如在意大利发生的疫情）时，公共卫生部门应使用高度准确的检测方法，因为即使只漏掉一名阳性个体，也会导致病例总数的急剧增加。
一些研究人员担心，没有足够的抗原测试可大大扩展其用途。Koopmans指出，现在的快速测试只够少数人使用，如果我们想负责任地推进这些检测，我们应该谈论它们是否可以达到可以使其在全球范围内使用的水平。
能否像使用验孕棒一样在家中使用？
几位专家提出了开发一种抗原测试的想法，这种抗原测试便宜且简单，可以在家中使用，而无需医护人员进行管理。
Burke指出，所需做的就像验孕一样容易。你只需要往试管中吐入一口唾液，然后在其中放入一张纸，就可以在几分钟内得到结果。测试应该成为生活的一部分：早晨，你吃早餐，然后顺便做个检查。
一些公司正在开发简单的纸条抗原测试。但是药品监管机构尚未批准将它们用于紧急用途。Salvaña指出，他们对这些测试没有太多的实际经验，而且很多验证只是在实验室中完成的。 除了对成本和可用性的担忧外，研究人员担心，通过非处方测试，检测呈阳性的人可能不会联系公共卫生部门，因此无法追踪他们与哪些人有接触。Smith指出，另一个风险是人们在“操纵系统”，例如，让其他人代替自己进行测试，这样他们就可以确保结果是阴性，防止被隔离。其他人争辩，如果没有免费的测试和给隔离者发薪水等激励措施，测试和自我隔离就可能成为富裕人士的奢侈品。
另一个担心是，人们将只能从准确性有限的测试中获得错误的安全感。Koopmans表示，一个很大的风险是，一旦这些测试广泛可用，人们就会使用它们，如果得到假阴性结果，就会放松警惕。
她认为，即使测试结果为阴性，人们也应继续坚持勤洗手，戴口罩并避免大团聚。测试“不能代替保持这种病毒受控所必需的基本控制措施”。
原文检索：
Giorgia Guglielmi. (2020) Fast coronavirus tests: what they can and can’t do. Nature, 585: 496-498. ------------------------------------------------------------------------------ End
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发表于 2020-9-30 23:00:41
