مبارزه با COVID-19 بیماری همه گیر از طریق آزمایش

جهان در حال حاضر در درک تاریخی همه گیر. مرگ و میر از این رمان coronavirus صعود به بیش از 117,000 در ایالات متحده و 448,000 در سراسر جهان است. کل موارد بیماری به نام COVID-19 باید افزایش یافت گذشته 2 میلیون نفر در ایالات متحده و 8.3 میلیون دلار در سطح جهان است. بحث در حال حاضر مواج در مورد اینکه آیا ایالات متحده شروع به حرکت بیش از حد به سرعت به بازگشایی رستوران و فروشگاه و آرایشگاه و شمار دیگر موتورهای زندگی و تجارت پس از هفته مستند.

اما وجود دارد یک منطقه گسترده توافق می گوید: رابرت Tjian یک Howard Hughes Medical Institute محقق در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی: مسیر امن از همه گیر نیاز به مقدار زیادی از تست. در مارس 1, 2020, مجله RNA, Tjian مطالعه coauthor Meagan Esbin و همکاران بررسی پیشرفت های اخیر در COVID-19 تکنیک های تست و برجسته موانع روبرو گسترده تست. برای ردیابی پاتوژن را گسترش و متوقف کردن زنجیره انتقال آن را بسیار مهم برای تست هر دو برای SARS-CoV-2 ویروس خود را و شواهدی که مردم قبلا آلوده شده است Tjian توضیح می دهد.

کشورهایی که تا کنون با موفقیت نقض شیوع بیماری خود را مانند نیوزیلند و تایوان و کره جنوبی و ایسلند انجام داده اند بهترین کار شناسایی موارد است. در مقابل "ایالات متحده انجام داده است کاملا ضعیف می گوید:" لارنس Gostin استاد پزشکی و بهداشت عمومی کارشناس در دانشگاه جورج تاون.

که عدم است و نه عدم تلاش در جامعه علمی است. نمرات از محققان در سراسر کشور کاهش یافته است آنچه آنها انجام می دهند برای مقابله با چالش ما Tjian می گوید. در واقع او می افزاید: در تدوین بسیاری از مطالعات شرح داده شده در مقاله او "شگفت زده چگونه به سرعت به طوری که بسیاری از آزمایشگاه تبدیل شده به کار بر روی COVID-19."

این آزمایشگاه ابداع کرده اند نوآورانه روش های جدید برای تست و همچنین برای غلبه بر تنگناها که مانع تلاش های تست در اوایل بیماری همه گیر. برخی از آزمایشگاه های در برکلی تعیین کرده اند تا خود را تست سریع عملیات برای خدمت به جوامع محلی به سرعت چاپ و نشر خود را به روش "به طوری که هر کس ندارد به اختراع دوباره چرخ" می گوید Tjian. این و بسیاری دیگر از تلاش های در حال کمک به پاسخ برخی از سوالات اساسی در مورد مبارزه با این بیماری همه گیر.

چرا این تست بسیار مهم است ؟

SARS-CoV-2 است به خصوص خطرناک ویروس. آن است که هر دو بسیار مسری و نسبتا کشنده با مرگ و مير است که هنوز نامشخص است اما بالاتر از آن است که از آنفولانزا - 10 بار یا بیشتر بالاتر برخی از داده ها نشان می دهد. اما این ویروس را wiliest از ویژگی های است که می توان آن را گسترش افرادی که حتی نمی دانند که آنها هم مبتلا هستند. در مقابل قربانیان اصلی ویروس سارس در سال 2003 نیست مسری تا علائم شدید زده ساخت آن آسان برای منزوی کردن این افراد و قطع زنجیره انتقال.

در ایالات متحده تعداد تایید coronavirus موارد پیشی گرفته است دو میلیون نفر است. مورد تراکم قرمز نشان داده شده. مشاهده کامل داشبورد با مورد شمارش توسط کشور. اعتبار: دانشگاه جانز هاپکینز

"است که می تواند مردم را به COVID-19 بدون علائم است که یکی از جنبه های چالش برانگیز ترین و جلوگیری از گسترش" توضیح می دهد که اریک Topol بنیانگذار و مدیر موسسه تحقیقات ابتدایی موسسه. یکی ندانسته آلوده فرد را آلوده می توانید ده ها تن دیگر به عنوان نشان داده شده توسط "superspreading" حوادث مانند یک گروه کر عمل در واشنگتن با 32 مورد تأیید و یک مرد که بازدید از چند کره جنوبی, کاباره ها آلوده کردن بیش از 100 نفر است.

علاوه بر این تست ممکن است نقطه SARS-CoV-2 تنها زمانی که یک فرد آلوده است که به طور فعال در تولید تعداد زیادی از این ویروس می گوید Tjian. به همین دلیل سه نوع تست حیاتی او می گوید. مردم با هر COVID-19 علائم باید آزمایش به نقطه مورد جدید را به عنوان به زودی به عنوان امکان پذیر است. افرادی که در تماس با فرد آلوده نیز باید آزمایش می شود حتی اگر آنها بدون علائم است. و در نهایت او می گوید: ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی باید تست مردم برای آنتی بادی ها به ویروس برای شناسایی کسانی که ممکن است در حال حاضر آلوده شده است.

چگونه دانشمندان با آزمایش جدید کروناویروس?

SARS-CoV-2 بازتولید با وارد شدن به سلول های انسانی و سپس ربودن سلول های ماشین آلات برای ساخت نسخه های بسیاری از آن مواد ژنتیکی به نام RNA. دانشمندان در حال طراحی چند روش آزمایش به این نقطه متمایز viral RNA. روش مورد استفاده در تقریبا در تمام تست به تاریخ و به عنوان "استاندارد طلا" متکی بر یک روش برای تقویت مقادیر کمی از ژن های ویروسی. اول یک سواب جمع آوری سلول های آلوده از یک فرد گلو جمع آوری بیت از RNA ویروسی. که مواد ژنتیکی است که به طور معمول خالص و سپس کپی از RNA به مکمل DNA. DNA است و سپس کپی میلیون ها بار با استفاده از یک روش استاندارد شناخته شده به عنوان واکنش زنجيرهای پليمراز (PCR). در نهایت یک پروب فلورسنت اضافه شده است که ساطع می کند ثبتشده درخشش زمانی که DNA نسخه viral RNA در حال حاضر.

PCR نیست تنها رویکرد مناسب. دانشمندان در دانشگاه MIT و دانشگاه های دیگر نیز repurposed ژن ویرایش تکنیک به نام CRISPR به سرعت شناسایی SARS-CoV-2. CRISPR با استفاده از مهندسی آنزیم های برش DNA در نقاط دقیق. تست رویکرد مهار است که توانایی شکار برای یک خاص بیت از کد ژنتیکی در این مورد viral RNA با استفاده از یک آنزیم است که fluoresces هنگامی که آن را می یابد متمایز SARS-CoV-2 هدف است. در اوایل ماه مه سازمان غذا و دارو به اورژانس مجوز برای آزمون طراحی و توسعه توسط MIT تیم که رهبری HHMI محقق فنگ ژانگ.

یکی دیگر از تست روش به سرعت می خواند هر RNA "نامه" از ویروسی در ژنوم با استفاده از یک فرآیند به نام ژنتیکی توالی. که overkill برای تشخیص ویروس اما از آن شده است به خصوص مفید در نمودار ویروس بی امان مارس در سراسر جهان است. و برخی از محققان در حال آزمایش هوشمندانه DNA "nanoswitches" است که می تواند تلنگر از یک شکل دیگر و تولید فلورسنت درخشش زمانی که آنها نقطه یک قطعه RNA ویروسی.

دانشمندان همچنین می توانید نشانه های ثبتشده از عفونت در خون است. هنگامی که مردم آلوده شده است سیستم ایمنی بدن خود را پاسخ دهند و با ایجاد آنتی بادی طراحی شده برای خنثی کردن ویروس. آنتی بادی آزمایش تشخیص است که پاسخ ایمنی در نمونه خون با استفاده از یک پروتئین مهندسی شده برای اتصال به SARS-CoV-2 آنتی بادی است. ایجاد یک آزمایش پادتن است که هر دو حساس و دقیق می تواند روی حیله و تزویر ،

هر چند coronavirus تست در ایالات متحده تلاش کرده است برای رسیدن به سطح مورد نیاز "علم است و نه پیچیده بخشی می گوید:" Tjian. "مانند هر چیز دیگری در تحقیقات وجود دارد بیش از یک راه حل است." به جای واقعی مشکل شده است شتاب سرعت تست.

آنچه که ایالات متحده سابقه در تست ؟

حتی به عنوان ویروس rampaged از طریق ووهان چین در ماه ژانویه سال 2020 و شروع به کشتن آمریکایی ها در ماه فوریه (یا شاید حتی پیش از آن) دولت ایالات متحده موفق به آماده شدن برای گسترش همه گیر. وجود دارد اساسا "بدون پاسخ" از دولت فدرال Tjian می گوید. "شما نمی تواند تصور کرده اند بدتر رهبری تیم به برخورد با این در سراسر جهان همه گیر."

مغلوب ساختن پیشی جستن دولت کاهش یافته و به استفاده از روش PCR-based test توسعه یافته توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) به عنوان مثال و تست تولید شده توسط مراکز ایالات متحده برای کنترل و پیشگیری بیماری (CDC) معلوم می شود معیوب. عدم هماهنگی ملی تلاش چپ متحده و شرکت ها و دانشگاه labs تقلا برای پر کردن شکاف.

به عنوان آزمایشگاه و ایالات در ایالات متحده شتافت به افزایش خود را تست قابلیت های آنها فرار به تنگناها و موانع. برای مثال "تنها چند خانه ها عرضه شد ارائه معرف [مورد نیاز برای واکنش PCR] و عرضه شد محزون می خوانی ناکافی می گوید:" Tjian. حتی تجهیزات اولیه مانند سواب مورد استفاده برای جمع آوری نمونه ها سخت بود برای پیدا کردن. "این شد یک چیزی که ما را شگفت زده" به یاد می آورد Tjian. "چه کسی می توانست تصور که بیشترین رای-محدود قطعه از این پازل کامل شد سواب?" معلوم شد که عمده تولید کننده سواب تایید شده توسط CDC یک کارخانه در شمال ایتالیا یک منطقه در میان کسانی که سخت ترین ضربه توسط ویروس.

بدون کافی تست وجود دارد "غم انگیز داده شکاف تضعیف آمریکا همه گیر پاسخ" می نویسد: خدمات سلامت محقق Eric C. Schneider در تفسیر در مارس 15 شماره جدید مجله پزشکی انگلستان. به جای اینکه قادر به تست هر فرد با علائم و تمام کسانی که از آنها شده بود در تماس با کشورهایی مانند کره جنوبی آیا این کمبود به معنای رزرو آزمون برای بیماران بستری و برای کمک به جلوگیری از مراقبت های بهداشتی کارگران از انتقال COVID-19 او توضیح می دهد.

فقدان اطلاعات در مورد اعداد ساخته شده است آن را به چالش کشیدن برای مدل راه گیر می نویسد اشنایدر مشترک المنافع صندوق یک بنیاد خصوصی با هدف بهبود سیستم مراقبت های بهداشتی. به عنوان یک نتیجه از آن شده است دشوار است برای پیش بینی که در آن خدمات پزشکی اورژانس بیمارستان تخت و دستگاه تهویه مصنوعی هستند و بیشتر مورد نیاز است.

در اواسط ماه مه تست ظرفیت در ما تا به حال در نهایت افزایش یافته است از چند هزار در روز به حدود 300,000 یک روز. هنوز هم که به مراتب کمتر از آنچه مورد نیاز است. دانشگاه هاروارد نقشه راه برای همه گیر انعطاف پذیری تخمین می زند که این کشور نیاز به تست در نرخ "20 میلیون در روز به طور کامل remobilize اقتصاد است." با خیال راحت به بازگشایی "ما نیاز عظیم تست ظرفیت لازم نیست در حال حاضر وجود دارد می گوید:" جورج تاون را Gostin یکی از نویسندگان این گزارش است.

چگونه می تواند به دانشمندان در غلبه بر تست تنگناها?

دانشمندان در سراسر جهان باید در پاسخ به چالش های مطرح شده توسط رمان coronavirus. برکلی برای مثال به طور چشمگیری افزایش آن تست ظرفیت و کاهش هزینه های نزدیک به $1 در هر آزمون با پیشرفت مانند پرش یک گام - RNA تصفیه - و خود معرف. "این علم موشک نیست اما آن زمان ما در پنج هفته به کشف کردن جزئیات از آنجا که شرکت های تجاری را به شما بگویم چه چیزی در خود معرف" توضیح می دهد که Tjian. این تیم تحقیقاتی ساخته شده است خانه خود را دم در آزمون آزادانه در دسترس برای هر آزمایشگاه است که می خواهد به تکرار آن است.

در ضمن گروه در راتگرز دانشگاه ییل (از جمله HHMI محقق Akiko Iwasaki) و دیگر مراکز باید حذف نیاز به سواب گلو نشان می دهد که بزاق نمونه کار فقط به عنوان به خوبی. که درب باز می شود به صفحه اصلی تست گسترده تر از تف به یک لوله و پستی آن را به یک آزمایشگاه است به مراتب راحت تر از swabbing.

پیشرفت نیز ساخته شده در تست برای آنتی بادی است. بیشتر از ده ها تن از به اصطلاح سرولوژی تستهای ابتدا در بازار ندارد و حساسيت و ويژگی به انتخاب تنها کسانی که آنتی بادی کارگردانی در SARS-CoV-2. چالش این است که تست ها نیاز به استفاده از نسخه های ویروسی پروتئین است که متصل به آنتی بادی است. یک کلید برای حل این مشکل معلوم است که با استفاده از سلول های پستانداران را ویروسی پروتئین با شکل دقیق مورد نیاز برای صفحه اصلی در فقط SARS-CoV-2 آنتی بادی است.

چگونه تست کمک اهلی همه گیر?

استراتژی اساسی برای غلبه بر COVID-19 شناسایی افراد آلوده پیدا کردن و تست هر کسی آنها در تماس با quarantining افراد آلوده. این عملی است برای شهرهای بزرگ و یا کل کشور با توجه به سرسام آور تعداد مورد نیاز آزمون چالش های لجستیکی و خاردار مسائل مربوط به حریم خصوصی. اما وجود دارد راه های هوشمندانه برای بدبختانه بدون بسیاری از آزمون های فردی.

یکی اینکه با هم بسیاری از نمونه ها در یک استخر به طوری که گروه زیادی از مردم را می توان با نظارت تنها یک آزمون. اگر این ویروس می کند نشان می دهد تا در استخر, مقامات بهداشت عمومی می توانند در آزمون این افراد در این گروه به دقت اشاره کردن عفونت.

شاید حتی قوی تر است نظارت فاضلاب. این ویروس می تواند به نظر می رسد در مدفوع یک فرد ظرف سه روز پس از عفونت به مراتب زودتر از شروع اولین علائم است. دانشمندان می تواند با استفاده از استاندارد تست PCR در فاضلاب نمونه ها برای تشخیص ویروس است. و با جمع آوری نمونه از مکان های خاص مانند منهول های پراکنده در سراسر یک جامعه آن را ممکن است برای محدود کردن محل از هر گونه عفونت به چند بلوک و یا حتی ساختمان های فردی مانند یک آپارتمان و یا خوابگاه. "شما می توانید تعیین بار ویروسی و چگونه از آن است که تغییر در طول زمان با یک آزمون یک روز می گوید:" Tjian. "این شگفت انگیز خواهد بود."

Tjian و بسیاری دیگر در حال حاضر بدانند چگونه این روش میتوان با خیال راحت به بازگشایی یک دانشگاه و یا یک کسب و کار است. آزمایش در مقیاس بزرگ تلاش خواهد بود کار فشرده و ارزان, او می گوید, اما بسیار ارزان تر از قفل کردن کل اقتصاد و به مراتب امن تر از بازگشایی بدون کافی تست به عنوان برخی از کشورها در حال حاضر انجام می دهند. و به عنوان دانشمندان همچنان به افزایش تست ظرفیت و ایجاد ارزان تر و بهتر تست این استراتژی باید به زودی در دسترس است.

###

استناد

M. N. Esbin et al. "غلبه بر این تنگنا به گسترده تست: یک بررسی سریع از نوکلئیک اسید تست روش برای COVID-19 تشخیص است." منتشر شده در RNA مه 1 سال 2020 است. doi: 10.1261/rna.076232.120.