Stany Zjednoczone mają już technologię pozwalającą testować miliony ludzi dziennie

Testy drive-thru na koronawirusa w Los Angeles 13 kwietnia 2020 r. Kevin Winter/Getty Images

Panuje powszechna zgoda, że ​​jedynym sposobem na bezpieczne ponowne otwarcie gospodarki jest ogromny wzrost liczby testów. Stany Zjednoczone muszą codziennie testować miliony ludzi, aby skutecznie śledzić, a następnie powstrzymać pandemię Covid-19.

To trudne zadanie. Kraj testowałem tylko około 210 000 osób dziennie w zeszłym tygodniu , a tempo nie rośnie wystarczająco szybko, aby szybko dotrzeć do milionów.

Pilna potrzeba zrobienia lepszych działań jest w przeważającej mierze dwupartyjna, a najnowsze przepisy dodają 25 miliardów dolarów na testy kilka dni temu. Narastają jednak obawy, że testy mogą nie skalować się w czasie, aby coś zmienić. jako senatorowie Lamar Alexander i Roy Blunt napisał w zeszłym tygodniu , Rozmawialiśmy z ekspertami z całego rządu i sektora prywatnego, aby znaleźć każdego, kto wierzy, że obecna technologia może wyprodukować dziesiątki milionów testów niezbędnych do pozbycia się tego wirusa. Niestety nie znaleźliśmy jeszcze nikogo, kto by to zrobił.

Wierzymy, że da się to zrobić. Społeczność naukowa ma dziś możliwości technologiczne, aby przetestować każdego, kto tego potrzebuje i umożliwić ludziom bezpieczny powrót do pracy.

Żeby było jasne – senatorowie mają rację, że samo zwiększenie obecnych praktyk w zakresie testów na nosiciele jest niewystarczające. Jednak przy odrobinie innowacji USA Móc zaspokoić potrzebę bez wymyślania zupełnie nowych technologii. Niezbędną skalę można osiągnąć, wdrażając owoce ostatniej dekady innowacji w biologii, w tym zawrotne postępy w sekwencjonowaniu DNA, inżynierii genetycznej, automatyzacji przemysłowej i zaawansowanych obliczeniach.

Rozmawiamy z doświadczenia. Pracowaliśmy i pomogliśmy stworzyć wiele z tych technologii w środowisku akademickim i przemysłowym. Skalowanie ich do szeroko zakrojonych testów będzie wymagało inwestycji, infrastruktury i determinacji, ale nic nie jest technologicznie lub logistycznie niewykonalne.

Testy do masowych badań przesiewowych mogą mieć inne wymagania i cechy niż testy przeprowadzane obecnie w laboratoriach klinicznych, które są zatwierdzone przez Agencję ds. Żywności i Leków. Jak więc może wyglądać rozwiązanie?

Musi być skalowalny, co oznacza dziesiątki lub setki tysięcy testów dziennie na obiekt lub testy w domu. Musi być wrażliwy na wczesne etapy infekcji, wykrywając prawdziwego wirusa, a nie odporność na niego. Musi być też mniej związany z ubezpieczeniami zdrowotnymi i ograniczeniami regulacyjnymi, aby umożliwić szybkie i szerokie testowanie, śledzenie kontaktów i izolację. Różnice te nie oznaczają niższych standardów. W rzeczywistości, badania przesiewowe na taką skalę będą wymagały rygorystycznych wymagań dotyczących bezpieczeństwa, dokładności i niezawodności.

Społeczność nauk przyrodniczych staje na wysokości zadania. Zmieniamy przeznaczenie naszych laboratoriów, aby rozwijać nowe scentralizowane i domowe metody, które rozwiązują wąskie gardła uniemożliwiające testowanie na skalę globalną. Ta społeczność szybko się rozwija, ma wspólny cel i jest zaangażowana w otwartą współpracę. W wyniku tych wysiłków pojawia się kilka obiecujących możliwości.

Niektórzy polegają na narzędziach do sekwencjonowania DNA, które: poprawił się milion razy od zakończenia Projektu Ludzkiego Genomu prawie 20 lat temu. Narzędzia te nie tylko mogą obecnie odczytywać biliony par zasad ludzkiego DNA każdego dnia, ale można je również łatwo wykorzystać do testowania obecności koronawirusa na masową skalę przy użyciu instrumentów, które już istnieją w całym kraju. Niektóre metody, takich jak SHERLOCK oraz WYKRYĆ , wykorzystują narzędzia CRISPR do rozpoznawania DNA i RNA, aby umożliwić szybkie, rozproszone testy w gabinetach lekarskich i innych miejscach. Inne wysiłki mają na celu usunięcie krytycznych wąskich gardeł, takich jak oczyszczanie próbek, aby istniejące podejścia były bardziej skalowalne.

Istnieją dodatkowe możliwości, a USA muszą obstawiać jednocześnie kilka z nich. Niektóre z tych zakładów mogą się nie powieść, ale powaga chwili wymaga, abyśmy spróbowali. Są szanse, że będziemy potrzebować więcej niż jednego z nich.

Równie ważna jak sama technologia diagnostyczna jest potrzeba stymulowania innowacji na wszystkich etapach procesu testowania, w tym pobierania próbek, regulacji, logistyki, produkcji, dystrybucji, zwiększania skali, infrastruktury danych i fakturowania. To są problemy, które można rozwiązać. Rozwiązania mogą czasami różnić się od obecnych konwencji badań klinicznych, ale nie są to czasy konwencjonalne.

Być może do pobrania można użyć wacików bawełnianych lub śliny zamiast tradycyjnych wymazów z nosogardzieli, których jest krytycznie mało. Być może masowe badania przesiewowe nie muszą zawierać nazwiska i daty badanej osoby na każdej probówce, ale zamiast tego mogą zawierać kod kreskowy, który robisz telefonem. Być może testy te można przeprowadzać samodzielnie w domu lub w pracy, a nie przez przeszkolonych specjalistów w warunkach klinicznych. Być może próbki od osób niskiego ryzyka, bezobjawowych, można połączyć w celu wstępnego badania i dalszych badań przesiewowych tylko w przypadku wyniku pozytywnego. Umożliwiłoby to analizę o wiele większej liczby próbek jednocześnie.

Stanowe lub federalne agencje regulacyjne mogłyby łatwiej dostosować te zmiany do konwencjonalnych praktyk, gdyby chciały traktować masowe badania przesiewowe w celu przywrócenia ludzi do pracy inaczej niż testy stosowane w warunkach klinicznych. Ponadto masowe badania przesiewowe będą wymagały niekonwencjonalnych partnerstw z prywatnymi firmami, organizacjami non-profit, uniwersytetami i agencjami rządowymi w celu wsparcia logistyki, gromadzenia, produkcji, zwiększania skali i infrastruktury danych, aby taki system był możliwy. Wszystko to można zrobić, a część z nich już się zaczyna — ale nie możemy tracić nadziei.

Możliwości Stanów Zjednoczonych w dziedzinie nauk przyrodniczych i technologii informatycznych nie mają sobie równych na świecie. Nadszedł czas, aby szybko zbudować program badań przesiewowych na dużą skalę, który uratuje życie, jednocześnie pozwalając nam na ponowne otwarcie naszej gospodarki i utrzymanie jej otwartej. Można to zrobić, ale postawienie wielu, równoczesnych zakładów dotyczących infrastruktury, regulacji i technologii, a także współpracy, aby to wszystko połączyć, będzie wymagało pilności i determinacji.

Zjednoczyliśmy się wcześniej, aby stawić czoła znacznie większym wyzwaniom jako naród i możemy to zrobić ponownie.

Sri DO osuri jest współzałożycielem i dyrektorem generalnym Octant oraz profesorem nadzwyczajnym na Wydziale Chemii i Biochemii UCLA. Feng Zhang jest profesorem neurologii Jamesa i Patricii Poitras na MIT” s McGovern Institute, główny członek Broad Institute, badacz Instytutu Medycznego Howarda Hughesa i współzałożyciel Sherlock Biosciences. Jason Kelly jest współzałożycielem i dyrektorem generalnym Ginkgo Bioworks. Jay Shendure jest badaczem Instytutu Medycznego Howarda Hughesa w Szkole Medycznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego i dyrektorem naukowym Instytutu Brotmana Baty'ego.

ukryć