海外周選 | 美國新冠確診近200萬,為什麼檢測還是不夠?
2020年05月25日08:26

  出品:新浪科技

  編譯:木爾

  我們需要更多的檢測來安全地恢復秩序,但目前還有很多障礙。

  經過了數週的社交疏遠、限製活動和隔離,聯邦政府和一些州政府逐漸發佈重新開放和恢復正常秩序的指導方針。病毒檢測是其中的關鍵部分,大多數專家稱美國做得還不夠。事實上,是遠遠不夠。

  當唐納德·特朗普(Donald Trump)總統剛剛簽署了最新的救濟法案,其中撥款250億美元用於病毒檢測,但仍有許多障礙正在阻止美國部署其所需的大規模檢測項目。比如物資短缺和資金短缺——至少在250億美元分撥下去之前,資金仍是短缺的。另外,也沒有全面的國家方案把試劑盒分發到最需要的地方。這種計劃上的不足可以追溯到大流行的早期。彼時,系統性故障大大延遲了病毒檢測試劑盒的推出,讓美國的檢測能力大大落後於其他國家。因為這些原因,美國每天執行的檢測量穩定在每天約15萬次。專家說,我們需要幾倍以上的檢測量。

  “我們不僅需要顯著提高檢測量,也要提高檢測的執行力,這樣就不會出現你有試劑盒但卻因為缺少拭子或因為沒有提取介質或合適的試劑瓶,而無法做檢測,”國家過敏和傳染病研究所所長安東尼·福奇(Anthony Fauci)博士在四月末的時候告訴記者說,“我現在對我們是否能力做到這些並不十分有信心。我們有進步,我也相信我們可以做到,只是現在還不夠。”

  所以,提高檢測量到允許美國開始緩解社交遠離的水平,還要做些什麼呢?情況很複雜。可用的試劑盒不如想像地那般可靠,處理檢測的實驗室能力也需要增加。最重要的是,美國需要更多的公共衛生人員來做檢測並管理實驗室。然後,毫無疑問,這一切會花掉很多錢。這些事情雖然不是不可能完成的任務,但也談不上容易。

  新冠病毒檢測,到底是怎麼一回事?

  新冠病毒檢測有兩種類型:分子檢測和血清檢測。分子檢測可以發現病毒遺傳物質的存在,表明存在活性感染。這些檢測需要用拭子從鼻子和喉嚨收集樣本(儘管——好消息是——FDA最近授權通過鼻孔收集樣本,然後還有一種僅使用唾液的新檢測方法。)

  血清檢測是在血液中尋找針對該病毒的抗體,抗體的存在表示過去有過感染。雖然新冠病毒的分子檢測在2月初的時候已經很普遍,但血清檢測直到4月1日才得到批準。很多人將檢測視為一種證明對病毒具有免疫力的方法,允許那些檢測結果呈陽性的人可以恢復正常生活,免於再次感染病毒。有些國家甚至根據血清檢測結果為結果呈陽性的市民頒發“免疫通行證”。但血清檢測也存在一些問題:專家提醒稱,我們尚不確定這些抗體是否會帶來免疫力,也不知道免疫力可以持續多久。

分子檢測
分子檢測
血清檢測
血清檢測

  克利夫蘭真多的臨床病毒學主任兼美國臨床病理學會科學、技術和公共政策研究所所長加里·普羅科普(Gary Procop)說:“我們不知道抗議的存在是否跟免疫有關。”

  他還補充說:“人們想要實現信仰的飛躍,但我做不到。我們不會對流行性感冒和其他呼吸道病毒做血清檢測。那為什麼我們會覺得,對新冠病毒就可以使用血清檢測呢?”

  由於美國食品和藥物管理局(FDA)的批準過程耗時長久,新冠病毒檢測被給予了緊急使用授權。截至4月24日,已有59種分子檢測和4種血清檢測獲得緊急使用授權。然後,還有近100多種檢測尚未獲得授權,但FDA已經允許使用這些檢測,以便更快地完成更多病毒檢測。此外,FDA還授予部分州衛生部門無需等待或不需要FDA授權也可以批準檢測的權利。

  雖然有檢測可用無疑是件好事,但由於缺乏FDA的嚴格監督以及正常批準過程往往要求的實際測試,有些檢測的準確性存在重大問題。4月2日,有媒體報導稱,醫生在某些分子檢測中發現僅70%的敏感性,意味著有30%的患者檢測結果是假陰性。隨著時間的推移,這些數據將有所改善。沒有一種檢測是完美的,但ABC新聞報導稱,針對流感的相似分子檢測敏感性為90%到95%。

  另一個問題是,並非每個實驗室都可以運行所有類型的試劑盒——事實上,這個問題很嚴峻。因此,哪怕這家公司的試劑盒有賸餘,但可以運行這種試劑盒的實驗室可能沒有足夠的能力,而其他有能力的實驗室則沒有運行試劑盒所需的材料。用BBC的話來說,這好比指望把雪佛蘭卡車的零部件用在普銳斯上——怎麼可能!

  而大多數情況下,分子檢測必須要在實驗室進行。簡單描述該過程就是:醫學技術人員準備一份樣本,放到機器里運行,然後手動讀取和解釋結果。光是機器運行部分就要花好幾小時。再加上把試劑盒送到實驗室的時間,你可能需要在一到兩天之後才能拿到檢測結果(如果現場有實驗室,那麼時間可以減少很多)。但若實驗室有較多積壓的檢測要做,等待的時間可能會更長。

  這些因素讓“即時檢測”(POCT)變得尤其吸引人。這些操作可以在幾分鍾內在收集樣本的地方迅速完成——比如在免下車檢測點或在急救中心。Abbott Lab的ID NOW機器可以在五分鍾內得到陽性結果,而Cepheid的GeneXpert可以在45分鍾內得到陽性結果。這些檢測雖然也是分子檢測,但使用的方法跟實驗室中進行的PCR檢測不同。但即時檢測的準確率不及實驗室里的PCR檢測。

  特朗普在3月29日的新聞發佈會上向全國介紹了ID NOW機器,他向眾人展示了吐司機大小、重6.6磅的機器。為了將最新的即時檢測解決方案應用於龐大而複雜的全球問題,總統稱該檢測為“全新的遊戲”。但該檢測也有一些問題,比如準確性和可用性遠遠低於政府的最初承諾。

  明尼蘇達大學傳染病研究與政策中心主任邁克爾·奧斯特霍爾姆(Michael Osterholm)在最近的“政府監督項目”小組討論中直言不諱地說:“這些檢測的表現糟透了。”

  對此,Abbott Labs告訴記者,截至4月19日,公司已經分發了60萬個試劑盒,並補充說:“從一開始,我們就清楚我們可以提供什麼,我們也兌現了每一個承諾。”目前,公司每天生產5萬個試劑盒,但試劑盒的數量不代表就可以運行那麼多次檢測。由於機器每次只能做一個檢測,即時檢測能力實際上取決於機器的數量。(但是,實驗室里的PCR檢測雖然運行時間長,但可以同時檢測多個樣本。)據美國國家公共廣播電台(NPR)稱,美國目前有1.8萬台ID NOW機器。Cepheid稱,全球目前有2.3萬台GeneXpert機器。因此,在全國的每個工作場所、學校或機場的入口配備即時檢測機器——更不用說穿著必要的個人防護設備且經過培訓的檢測員工——根本不現實。

  居家檢測或許可以讓事情變得簡單,但是讓沒有經過訓練的非專業人士來採集樣本和完成檢測過程又會帶來另一堆問題。很多人甚至都不能正確佩戴口罩。期望他們可以正確地收集樣本、打包然後寄回實驗室,有點為難。正因為這些原因,FDA在授權任何帶有居家元素的試劑盒這件事上進程緩慢,到目前為止僅批準了一種該類型的試劑盒。這個檢測叫LabCorp COVID-19 RT-PCR,允許人們自己收集自己的樣本,然後寄送回實驗室進行處理。

  “所有的居家檢測,總是會存在樣本收集的問題,”普羅科普說,“他們的采樣拭子是不是足夠深入鼻腔?……可能有些人只收集了鼻腔前部的樣本,而這個部分病毒基本上無法存活,這也可能會降低檢測的敏感性。不過,大多數情況下,情況還算可以。”

  完全可以在家中進行的檢測,無需訓練有素的臨床醫生或昂貴的實驗室設備,聽上去很棒。一些研究人員相信,他們可以實現這個目標。麻省理工學院的Technology Review最近報導了研究人員為開發這類檢測做的工作。完全在家中檢測病毒,此前聞所未聞。你可以在藥店購買HIV家用檢測工具,但該檢測只能檢測出抗體和抗原。然而,抗體和抗原的形成需要一定的時間,所以這種檢測會錯過早期病例。而且,從人們廣泛瞭解愛滋病毒到FDA批準該HIV家用檢測工具,足足用了三十年之久。

  談到完全在家中進行新冠病毒檢測的可能性時,普羅科普說:“我認為我們還有很長的路要走。”

  為什麼美國的檢測還是不夠?

  病毒檢測試劑盒的廣泛使用涉及十分漫長的過程,而開發病毒診斷檢測僅僅是這個過程的第一步。開發好之後,試劑盒還得根據需要進行大規模的製造、分發和管理。以下是我們看到的延期和聯邦政府缺乏資金與指導帶來的影響。

  其中有一些問題不可避免。比如,年初疫情剛爆發的時候,滿足大規模生產的試劑盒供應鏈基本上不存在。因此,很多檢測公司都面臨著從拭子到試劑(分子檢測中用來產生檢測病毒所需反應的化學物質)等各種材料的短缺問題。FDA試圖通過授權使用其他材料來替代拭子的方式,幫助緩解材料短缺局面,但再一次,能收集樣本的替代材料少之又少,FDA只能提醒大家,其給出的替代拭子材料建議僅“基於有限的現有證據”。

實驗室科學家處理檢測
實驗室科學家處理檢測
檢測材料供應鏈
檢測材料供應鏈

  擴大試劑生產規模就更加複雜了。這些化合物包括DNA成分、酶和鹽溶液。

  “非常複雜的生物化學,”普羅科普說,“還有,顯而易見地,公司必須在特定環境下才能製造這些試劑……他們必須以非常可控的方式,製造這種尤其複雜的試劑。”

  有跡象表明,檢測能力正逐漸開始改善。根據COVID跟蹤項目的數據,4月22日一天進行了31.1萬次檢測。這也是迄今為止單日最高檢測量,是四月份日均檢測量的兩倍。彼時,日均檢測量在15萬次左右。也就是說,4月23日,日檢測量回落到了19萬次左右。所以,美國到底能不能保持這樣一個高檢測能力,仍是一個問題。

  美國最大的實驗室公司之一Quest Diagnostics告訴記者,公司目前每天運行5萬次新冠病毒診斷檢測,並且已經清除之前導致檢測結果遲遲出不來的積壓檢測。

  “實驗室的能力可以滿足需求,”Quest說,“若需求升高,我們會繼續探索解決方案。我們當前的配置理論上可以應付增長的需求(視實際需求增長而定)。如果需要增加能力,我們可能會引入其他實驗室的檢測能力或嚐試其他方法。”

  目前的檢測需求,其實未必達到專家們認為的可以降低保持社交距離需求所需的檢測水平。為到達這個目標,有些計劃認為每天需要進行100萬到200萬次檢測;甚至有一項計劃要求每天進行1億次檢測。特朗普政府的前FDA主管斯科特·戈特利布(Scott Gottlieb)曾為美國企業研究所(AEI)製定了一份復工計劃圖。他說,材料短缺的問題不容易解決,因為材料大多來自其他國家——但是這些國家自己也要做檢測,也需要這些材料——而且,製造商還得花時間在美國配置新的貨源:

  “要實現每週進行200萬-300萬次檢測,將會非常困難。我們已經利用了所能利用的平台,然後我們目前又依賴創建新的平台和供應鏈,來為那些平台提供資源。我們的備用能力已經接近上限。問題是,Abbott和其他公司開發新檢測平台的速度能有多快?以及,LabCorp和Quest又能以多快的速度,擴展以前根本不存在的新實驗室?”

  再接下來,找到足夠多的訓練有素的人員來運行實驗室和檢測設備也是一大問題。

  “如果說要把我們的檢測能力提高一倍或兩倍,那麼,我們就需要針對這些檢測,重新培訓員工,”代表美國商業實驗室的美國臨床實驗室協會(ACLA)發言人路易斯·塞里奧(Louise Serio)說,“這也可能意味著我們需要僱傭更多員工。除了具備高通量平台[一次可運行多個樣本的設備]之外,人員也是顯著提高檢測能力的關鍵。”

  一位醫學實驗室科學家兼培訓專家告訴ACLA,她現在一直忙著培訓在分子檢測部門工作的醫療技術人員。

  但是,即便我們設法解決了所有供應問題、設備和人員問題,可以進行大量的病毒檢測,以便整個國家放寬社交遠離政策而不會危及更多人的健康安全,我們還面臨著一項艱巨的任務:把試劑盒分發到亟需它們的地方,和亟需它們的人手中。

  對比其他國家,美國表現如何?

  一直到最近,美國的檢測仍落後於許多其他國家。儘管特朗普總統在3月初的時候高調表示“任何想要做檢測的人都可以做檢測”,但實際上並非如此。特朗普還誇下海口說,Google、沃爾瑪、塔吉特、沃爾格林、萊德艾德連鎖藥店還有CVS等公司將與政府開展合作,讓檢測變得更加便捷,但現實遠不及預期。

  截至4月23日,美國已經完成大約460萬次病毒檢測,目前日均檢測量在15萬次左右。但檢測率卻趨於停滯,而不是在穩步提升達到專家期望的水平。這或許暗示,美國的檢測能力已經觸頂,並且很多地區仍無法進行檢測,或檢測僅限於符合特定條件的人員。

  美國的病毒檢測方式也有問題。目前,美國的檢測陽性率(所有檢測中結果為陽性的比例)為20%,是韓國的10倍。哈佛大學流行病學家威廉·漢納格(William Hanage)告訴NPR記者,對於適當的檢測方案,10%或更低的陽性率是一個較好的基準。較高的陽性率,比如像美國20%的陽性率,可能意味著我們只對疑似感染病毒的人員進行病毒檢測,也就是說還有很多人沒有接受檢測。

  “新冠病毒檢測的高陽性率表明,我們的檢測能力仍然太低,”戈特利布說,“按照目前的感染水平,要把陽性率降到1%,我們需要進行7000多萬次病毒檢測。”

  所以,之前美國在檢測能力上令人大跌眼鏡,如今美國已經大步趕上一些國家。目前,我們的人均檢測數已經高於韓國,要知道曾有一度,美國曾大大落後於韓國。美國和韓國差不多都是在1月21日這一天,確診了第一例新冠病毒患者。起初的應對措施沒有太大的區別。但是當韓國迅速提高檢測能力並有效控製病毒傳播之際,美國這邊卻把時間浪費在拒絕世界衛生組織(WHO)提供的檢測協議而執意要通過疾控中心自行開發試劑盒。與此同時,特朗普政府以及部分衛生機構又一再低估新冠病毒對美國公眾構成的威脅。

  但疾控中心發佈的試劑盒是有缺陷的。而且,只有符合嚴格檢測要求的那些人才能做檢測,以及只有少數疾控中心許可的實驗室才能運行檢測程式。一直到2月底,FDA才允許商業實驗室使用自己的試劑盒做病毒檢測,從而極大地擴大了全國的檢測能力。然而,等到這個時候,病毒早已到處傳播。等到3月底,韓國的人均檢測率是美國的六倍。儘管比一開始的時候已經好很多,但美國在人均檢測率上仍舊落後很多國家,包括德國、加拿大、西班牙和意大利。

  “對於像其他國家那樣,人人都可以方便地接受病毒檢測這件事,我們還沒有準備好,”在3月12日的聽證會上福奇博士說,“我當然認為我們應該做到這一點。但事實是我們還做不到。”

  與之相反,韓國和德國已經準備充分。韓國積極從該國在應對2015年的中東呼吸綜合徵(MERS)時犯下的錯誤中吸取教訓,因此已經擁有一個較為完善的應對機製,包括美國公眾大概率不會接受的病毒接觸軌跡系統,因為它存在隱私風險。在病毒侵襲該國之前,德國已經先行一步,準備好需要的試劑盒。截至4月24日,德國僅有15萬例確診病例,死亡病例5500例。德國和韓國也都有自己的有效系統,來跟蹤病毒感染者和集中化公共衛生保健系統。這些美國都沒有。

  美國的人口是德國和韓國總和的好幾倍,這顯然給檢測和供應短缺雪上加霜。這是一個理由,但不充分。韓國可能會有多餘的試劑盒,因為該國正在向美國提供一部分。馬里蘭州的共和黨州長拉里·霍根(Larry Hogan)費勁千辛萬苦仍沒能從美國供應商那裡獲得試劑盒,最後求助韓國,拿到了50萬份檢測試劑盒(後來,霍根又特地感謝聯邦政府“慷慨地”提供做檢測的實驗室)。4月中旬,聯邦緊急事務管理局(FEMA)又從韓國購買了75萬份試劑盒。

  鑒於上述種種問題,美國的死亡率好在仍低於多數歐洲國家,包括英國、比利時、西班牙、法國和意大利。不過,前提是,這些國家跟蹤和公佈的確診病例數與死亡病例數都是準確無誤的。因為之前有媒體報導過,全球範圍內的實際新冠病毒死亡病例數可能遠超過了公佈的數字,而且檢測的不足也讓人們無法準確地知道究竟有多少確診病例。

  但是儘管美國不是唯一一個因未能充分準備和應對大流行而招致可怕後果的國家,但這裏的確診病例數和死亡病例數確實超過了世界上任何一個國家。

  實驗室無法解決的大規模病毒檢測難題:金錢

  我們到底需要做多少病毒檢測?如上所述,不同專家們給出的數據存在較大差異。極端一點方案要求每隔三到四天對美國全部人口進行一次病毒檢測,以便在病毒開始傳播之前就將患者隔離。

  不過大多數方案的建議是每天進行數百萬次檢測。特朗普政府的病毒檢測主管佈雷特·吉羅爾(Brett Giroir)博士呼籲降低這些方案的預測數據,稱他認為全國每月大概需要450萬次檢測足夠了。與此同時,哈佛大學全球衛生研究所所長阿西施·雅哈(Ashish Jha)告訴記者說,每10萬人每天應至少執行152次檢測(是目前平均水平的三倍)。哈佛大學最近發佈的一份報告《大流行適應能力計劃》,其中指出,到6月初,日檢測量應該達到500萬次(以便“安全地重新開放社會活動”),然後到7月中旬,日檢測量應該達到2000萬次(以便“全面恢復經濟活動”)。報告還指出,即便如此,檢測量可能還不夠。

  不過,專家們也一致認為,在做病毒檢測的同時,也不能放鬆對接觸軌跡的跟蹤,以及人們應該繼續保持良好的衛生習慣,保持社交距離,以及一旦身體不適,自覺隔離。

  所以,我們要如何才能從每天15萬次檢測擴展到每天數百萬次檢測呢?為什麼我們現在還做不到這一點呢?歸根結底,是錢的問題——不只是提供資金以便患者可以做檢測。我們已經看到政府在出這部分的錢。但是,全國的醫療系統也需要錢來應付巨大的前期開銷,比如購買機器、設備、材料和人員培訓。

  ACLA的塞里奧說:“每個人都知道病毒檢測對我們擺脫困境至關重要,但這跟政府投資負責多數病毒檢測的大型商業實驗室的意願之間,存在脫節。”

  需要記住的一點是,這其中的很多物資在疫情之後就用不上了,因此對實驗室來說,這無疑是一筆糟糕的投資。哪怕是最大的實驗室也在承受財務壓力。儘管大型的商業實驗室可以承擔更多機器的額外費用,但規模小一點的商業實驗室卻做不到。雖然檢測新冠病毒的需求仍居高不下,但總體上的檢測其實是在減少的,因為這陣子非緊急手術或年度體檢的血常規檢查等都取消了。鑒於整體檢測量的減少,Quest最近給予4000名員工臨時休假,還宣佈了降薪計劃。

  所以,這些該由誰來買單呢?我們不妨以呼吸機為例,來更直觀地說明這個問題。呼吸機也存在類似困境:醫院負擔不起這麼昂貴的設備,況且疫情過後,醫院也用不上那麼多的呼吸機。聯邦政府最終斥資30億,以戰略性國家儲備的名義,購買了幾十萬台呼吸機,然後根據需要調配到全國各地。

  特朗普政府一直不情願為檢測項目付錢,哪怕檢測的需求更甚於呼吸機的需求。特朗普親自上陣,反對聯邦政府參與檢測項目的想法,稱其十分“荒謬”,還在推特上說“各州”應該自己“負責他們州內的病毒檢測”!本月初,聯邦政府停止資助檢測站點,稱這些站點將由各州自己負責管理。

  另一方面,各個州已經向聯邦政府提出要求,資助他們推進病毒檢測項目,其中包括美國州長協會於4月21日向國會發出的公開信。大多數州都有平衡預算的需求,這使得他們很難或無法立即在檢測系統上投入大量資金,同時又由於商業活動暫停,員工失業,各州的稅收收入也大幅低於預期。但聯邦政府又向來入不敷出。於是,美國的國債噌噌往上躥。

  不過好消息是,美國醫療保險和醫療補助中心將新冠病毒檢測的報銷額從51美元提高到100美元,希望通過提高對每次檢測的補助,來鼓勵實驗室投資設備運行更多的檢測。3月份簽署的首個救濟法案為沒有醫療保險的患者支付檢測費用。該針對新冠病毒檢測的250億美元救濟法案也涵蓋了用於增加檢測能力的項目。一旦資金到位,聯邦政府和州政府必須決定如何使用和分配這筆錢。其中有多少資金會真的給到實驗室,仍是個問題。

  “ACLA敦促衛生與公眾服務部(HHS)抓緊時間提供資金配置明細,說明如何幫助疫情重災區和高風險人群,同時加大努力在全國範圍內增加高通量檢測,”ACLA的總裁祖莉·哈尼(Julie Khani)在一份聲明中說道,“為醫院、商業實驗室和學術機構提供資金推進高通量檢測,對實現這些目標至關重要。”

  然而,這筆250億美元的資助金並不是該救濟方案的最初版本,而是經過一整週的協商後才加進去的——民主黨人士要求加進去,而共和黨派反對。這說明,目前,鑒於聯邦政府迫切希望恢復全國經濟活動,想要獲得必要的資金穩妥地辦好這些事情,困難重重。

  癥結在於最頂層。特朗普總統曾經說過,他寧願把病人留在遊輪上(雖然這樣有可能感染其他乘客),也不讓他們踏入美國境內,因為這會增加冠狀病毒確診病例數量。還有報導指出,總統先生更關心怎麼減少公開的確診數量,而不是想辦法實實在在地減少病毒感染。若真如此,大規模檢測顯然不符合總統先生的最大利益,即便這符合他的國家的最大利益。

  國情艱難。在美國的新冠病毒檢測系統遇到了這一切問題之後——開發新的檢測,解決供應鏈問題,把試劑盒分發到需要它們的人手中,允許更多實驗室運行檢測程度,擴大實驗室運行複雜分析檢測的能力。最後,獲得足夠的資金讓這一切順利推進,還需要聯邦政府的支援。所有這些,意味著在美國加大檢測力度的決定,可能取決於特朗普總統的腦子。畢竟,這個人在疫情爆發期宣佈全國進入緊急狀態時,談到病毒檢測,曾大言不慚地說:“我不承擔任何責任。”

  作者:By Sara Morrison

  來源:https://www.vox.com/recode/2020/4/24/21229774/coronavirus-covid-19-testing-social-distancing

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