自然.comをご覧いただきありがとうございます。お使いのブラウザー バージョンでは、CSS のサポートが制限されています。最適なエクスペリエンスを得るには、新しいブラウザーを使用する (または Internet Explorer の互換モードをオフにする) ことをお勧めします。同時に、継続的なサポートを確保するために、スタイルと JavaScript を使用せずに Web サイトを表示しています。
医療従事者は、フランスの学校で迅速な抗原検査を使用して大規模なスクリーニングを実施しました。画像クレジット: Thomas Samson/AFP/Getty
英国でのコロナウイルスの症例数が 2021 年初頭に急増したため、政府は COVID-19 との闘いにおけるゲームチェンジの可能性を発表しました。それは、何百万もの安価で迅速なウイルス検査です。1 月 10 日には、症状のない人を含め、これらの検査を全国的に推進すると表明しました。同様のテストは、ジョー・バイデン大統領が米国で猛威を振るっている伝染病を封じ込める計画において重要な役割を果たします。
これらの迅速な検査では、通常、鼻または喉の綿棒を紙片上の液体と混ぜて、30 分以内に結果を返します。これらの検査は、感染性検査ではなく、感染性検査と見なされます。彼らは高いウイルス負荷しか検出できないため、SARS-CoV-2 ウイルス レベルが低い多くの人を見逃すことになります。しかし、彼らが最も感染力の強い人々を迅速に特定することで流行を封じ込めることが期待されています。
しかし、政府が計画を発表すると、激しい論争が勃発しました。一部の科学者は、英国のテスト戦略に満足しています。他の人は、これらのテストはあまりにも多くの感染を見逃すため、感染が数百万人に広がった場合、それらが引き起こす可能性のある害は害を上回ると言う.イギリスのバーミンガム大学で検査と評価を専門とするジョン・ディークス氏は、多くの人が陰性の検査結果から解放され、行動を変えるかもしれないと考えています。そして、訓練を受けた専門家に頼るのではなく、人々が自分で検査を管理すれば、これらの検査はより多くの感染を見逃すだろう.彼と彼のバーミンガムの同僚であるジャック・ディネス（ジャック・ディネス）は科学者であり、コロナウイルスの迅速検査が広く使用される前に、より多くのデータが必要になることを望んでいます。
しかし、他の研究者はすぐに反論し、テストが害を及ぼす可能性があるのは誤りであり、「無責任」であると主張しました (go.nature.com/3bcyzfm を参照)。その中には、ハーバード TH チャン公衆衛生大学院 (マサチューセッツ州ボストン) の疫学者 Michael Mina も含まれており、この議論はパンデミックに対する切望されている解決策を遅らせると述べています。彼は言った：「私たちはまだ十分なデータがないと言っていますが、私たちは戦争の真っ只中にあります.症例数に関しては、これまで以上に悪化することはありません.」
科学者が同意する唯一のことは、迅速な検査とは何か、陰性の結果が何を意味するのかについて明確なコミュニケーションが必要だということです.ミナは「道具の使い方を知らない人に道具を投げつけるのはよくない」と話した。
少なくともヨーロッパでは、独立した評価なしにメーカーのデータに基づいてのみ製品を販売できるため、迅速なテストのための信頼できる情報を取得することは困難です.パフォーマンスを測定するための標準プロトコルがないため、アッセイを比較して各国に独自の検証を強制することは困難です。
スイスのジュネーブにある非営利団体である Innovative New Diagnostics Foundation (FIND) の CEO である Catharina Boehme 氏は、次のように述べています。
2020 年 2 月、FIND は、標準化された試験で数百の COVID-19 検査タイプを評価するという野心的な作業に着手しました。財団は、世界保健機関 (WHO) および世界的な研究機関と協力して、数百のコロナウイルス サンプルをテストし、その性能を高感度のポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) 技術を使用して得られたものと比較しています。この技術は、人の鼻やのど (唾液の場合もある) から採取したサンプルで特定のウイルス遺伝子配列を探します。PCR ベースの検査では、複数サイクルの増幅によってこの遺伝物質をより多く複製できるため、パルボウイルスの初期量を検出できます。ただし、時間がかかる可能性があり、十分に訓練された人員と高価な実験装置が必要です (「COVID-19 検査のしくみ」を参照)。
安価で迅速な検査は、SARS-CoV-2 粒子の表面にある特定のタンパク質 (まとめて抗原と呼ばれる) を検出することで機能することがよくあります。これらの「迅速な抗原検査」はサンプルの内容を増幅しないため、ウイルスが検出されるのは、ウイルスが人体で高レベルに達した場合のみです。サンプル 1 ミリリットルあたり数千のウイルスのコピーが存在する可能性があります。人々の感染力が最も強いとき、ウイルスは通常、症状の発症時にこれらのレベルに達します (「COVID-19 を捕まえる」を参照)。
Dinnes 氏によると、テスト感度に関するメーカーのデータは、主にウイルス量の多い症状のある人々の実験室テストから得られたものです。これらの試験では、多くの簡単なテストが非常に敏感に見えました。（彼らは非常に具体的でもあります。偽陽性の結果を出す可能性は低いです。）しかし、現実世界の評価結果は、ウイルス負荷が低い人々が著しく異なるパフォーマンスを示すことを示しています.
サンプル中のウイルスのレベルは、通常、ウイルス検出に必要な PCR 増幅サイクルの数を参照して定量化されます。一般に、約 25 回以下の PCR 増幅サイクルが必要な場合 (25 以下のサイクル閾値または Ct と呼ばれる)、生ウイルスのレベルは高いと見なされ、まだ感染していないにもかかわらず、人々が感染する可能性があることを示します。人々が危険なレベルの伝染を持っているかどうかは明らかです。
英国政府は昨年11月、ポートンダウン・サイエンスパークとオックスフォード大学で行った予備調査の結果を発表した。まだ査読されていないすべての結果は、1 月 15 日にオンラインで公開されました。実験室での試験では、4 つの個別のブランドで Ct 値が 25 以下でした。FIND による多くの迅速検査キットの再評価では、通常、これらのウイルス レベルでの感度が 90% 以上であることも示されています。
ウイルス レベルが低下する (つまり、Ct 値が上昇する) と、迅速な検査で感染を見逃すようになります。Porton Down の科学者は、カリフォルニア州パサデナでの Innova Medical のテストに特別な注意を払いました。英国政府は、コロナウイルスの拡散を遅らせるための戦略の重要な部分であるこれらのテストを注文するために8億ポンド（11億ドル）以上を費やしました.Ct レベルが 25 ～ 28 の場合、テストの感度は 88% に低下し、Ct レベルが 28 ～ 31 の場合、テストの感度は 76% に低下します (「迅速な検査で高いウイルス負荷が検出される」を参照)。
対照的に、12 月に、イリノイ州アボット パークのアボット ラボラトリーズは、BinaxNOW 迅速検査を評価し、好ましくない結果をもたらしました。この研究では、カリフォルニア州サンフランシスコで 3,300 人以上を検査し、Ct レベルが 30 未満のサンプルで 100% の感度が得られました (たとえ感染者が症状を示さなかったとしても)2。
ただし、キャリブレーションされた PCR システムが異なるということは、研究所間で Ct レベルを簡単に比較できないことを意味し、サンプル中のウイルス レベルが同じであることを常に示すとは限りません。Innova は、英国と米国の研究では異なる PCR システムが使用されており、同じシステムでの直接比較のみが有効であると述べました。彼らは、Innova テストと Abbott Panbio テスト (米国で Abbott が販売している BinaxNOW キットに類似) を比較した 12 月下旬に Porton Down の科学者によって書かれた英国政府の報告書を指摘しました。Ct レベルが 27 未満の 20 を少し超えるサンプルで、両方のサンプルが 93% の陽性結果を返しました (go.nature.com/3at82vm を参照)。
イギリスのリバプールで何千人もの人々を対象とした Innova 試験を検討する際、Ct キャリブレーションに関する微妙な違いが重要であり、Ct レベルが 25 未満の症例の 3 分の 2 しか特定できませんでした (go.nature.com/3tajhkw を参照)。これは、これらの検査が感染の可能性のある症例の 3 分の 1 を逃したことを示唆しています。しかし、サンプルを処理する検査室では、Ct 値 25 は、他の検査室のはるかに低いウイルス レベル (おそらく Ct 30 以上に等しい) に等しいと現在考えられている、と Health の研究者である Iain Buchan 氏は述べています。とアメリカン大学で情報学。リバプール、裁判を主宰。
ただし、詳細はよくわかっていません。ディックス氏は、バーミンガム大学が 12 月に実施した試験は、迅速な検査で感染を見逃した例だと述べた。7,000 人以上の無症状の学生が Innova テストを受けました。陽性反応が出たのは2人だけ。しかし、大学の研究者が PCR を使用して陰性サンプルの 10% を再検査したところ、さらに 6 人の学生が感染していることがわかりました。すべてのサンプルの比率に基づいて、テストは 60 人の感染した生徒を逃した可能性があります3。
ミナは、これらの学生はウイルスのレベルが低いため、決して伝染することはないと述べました.ディックス氏は、ウイルスのレベルが低い人は感染の減少の後期段階にあるかもしれないが、伝染性も高まっている可能性があると考えている.もう 1 つの要因は、一部の学生はスワブ サンプルの収集がうまくいかないため、多くのウイルス粒子がテストに合格できないことです。彼は人々が、陰性の検査に合格すれば自分たちの安全が保証されると誤解するのではないかと心配している。Deeks 氏は、検査によって職場が完全に安全になるという主張は、その有効性を一般に知らせる正しい方法ではないと述べています。「人々がセキュリティについて間違った理解をしていると、実際にこのウイルスを広める可能性があります。」
しかし、ミナと他の人々は、リバプールのパイロットが人々にそうしないようにアドバイスし、将来もウイルスを広める可能性があると言われた.Mina は、検査を頻繁に (週に 2 回など) 使用することが、パンデミックを封じ込めるために効果的な検査を行うための鍵であると強調しました。
検査結果の解釈は、検査の精度だけでなく、すでに COVID-19 に感染している可能性にも左右されます。それは、その地域の感染率と症状を示すかどうかによって異なります。COVID-19 のレベルが高い地域の人が典型的な病気の症状を示し、結果が陰性である場合、それは偽陰性である可能性があり、PCR を使用して慎重に確認する必要があります。
研究者はまた、人々が自分自身をテストする必要があるかどうかについても議論しています (自宅、学校、または職場で)。テストのパフォーマンスは、テスターがスワブを収集してサンプルを処理する方法によって異なります。たとえば、Innova テストを使用すると、実験室の科学者はすべてのサンプル (ウイルス量が非常に少ないサンプルを含む) でほぼ 79% の感度に達しましたが、独学で学んだ一般の人々は 58% の感度しか得られません (「クイック テスト:自宅に適していますか?」) -Deeks は、これは心配なドロップ 1 であると考えています。
それにもかかわらず、英国の医薬品規制当局は 12 月に、無症候性の人の感染を検出するために家庭で Innova 検査技術を使用することを承認しました。DHSC のスポークスパーソンは、これらのテストの商標は、保健社会福祉省 (DHSC) によって設計された国の国民保健サービスから来たものであるが、Innova から購入し、中国の Xiamen Biotechnology Co., Ltd. によって製造されたことを確認しました。英国政府が使用するテストは、英国の主要な科学者によって厳密に評価されています。これは、彼らが正確で信頼性が高く、無症候性の COVID-19 患者を首尾よく特定できることを意味します。」広報担当者は声明で述べた。
ドイツの研究 4 は、自己管理テストが専門家によるテストと同じくらい効果的である可能性があることを指摘しています。この研究は査読を受けていません。この研究では、人々が鼻を拭いてWHOが承認した匿名のクイックテストを完了すると、使用説明書からしばしば逸脱する場合でも、感度は専門家が達成する感度と非常に似ていることがわかりました.
米国では、食品医薬品局 (FDA) が 13 の抗原検査の緊急使用許可を承認しましたが、無症状の人に使用できるのはエルム COVID-19 家庭用検査の 1 つだけです。オーストラリアのブリスベンに本拠を置く会社であるEllumeによると、テストでは無症状の11人でコロナウイルスが検出され、そのうち10人がPCR検査で陽性でした.2 月に、米国政府は 850 万個のテストを購入すると発表しました。
インドなど、PCR検査に十分なリソースがない一部の国/地域では、検査能力を補完するためだけに、何ヶ月もの間抗原検査を使用しています.精度への懸念から、PCR検査を実施する一部の企業は、限られた範囲で迅速な代替手段を導入し始めた.しかし、大規模な迅速検査を実施した政府は、それを成功と呼んだ。人口 550 万人のスロバキアは、成人人口全体を検査しようとした最初の国です。広範なテストにより、感染率が 60% 近く減少しました5。ただし、この検査は、他の国では実施されていない厳格な制限と、陽性反応を示した人々が家にいるのを助けるための政府の財政的支援と併せて行われます。したがって、専門家は、テストと制限の組み合わせは、制限のみよりも速く感染率を低下させるように見えるが、その方法が他の場所で機能するかどうかは明らかではないと述べています.他の国では、多くの人が迅速検査を受けたくないかもしれませんし、陽性反応が出た人は隔離する動機に欠けているかもしれません.それにもかかわらず、商業用迅速検査は非常に安価でわずか 5 ドルであるため、ミナは、都市や州は、流行によって引き起こされた政府の損失のほんの一部で数百万ドルを購入できると述べています。
医療従事者は、インドのムンバイにある鉄道駅で乗客を鼻スワブで迅速に検査しました。画像クレジット: Punit Parajpe / AFP / ゲッティ
迅速な検査は、刑務所、ホームレスのシェルター、学校、大学など、人々がとにかく集まる可能性のある無症候性スクリーニングの状況に特に適している可能性があるため、追加の感染症例を検出できる検査は有用です.しかしディークス氏は、人々の行動を変えたり、予防策を緩めたりするような方法でテストを使用しないよう警告している.例えば、否定的な結果は、ナーシングホームの親戚を訪問する励みになると解釈するかもしれません。
これまでのところ、米国では、学校、刑務所、空港、大学で大規模な迅速検査手順が開始されています。たとえば、ツーソンのアリゾナ大学は 5 月以来、カリフォルニア州サンディエゴの Quidel が開発した Sofia テストを使用して、アスリートを日常的にテストしています。8 月以降、少なくとも月に 1 回は学生の検査を行っています (一部の学生、特にアウトブレイクが発生している寮の学生は、週に 1 回、より頻繁に検査を受けています)。これまでのところ、大学は 150,000 件近くの検査を実施しており、過去 2 か月間に COVID-19 の症例が急増したことは報告されていません。
アリゾナ州の大規模な検査プログラムを担当する幹細胞研究者のデイビッド・ハリスは、検査の種類が異なれば目的も異なると述べた.集団におけるウイルスの蔓延を評価するために迅速な抗原検査を使用すべきではない.彼は、「PCR のように使用すると、ひどい感度が得られます」と述べました。「しかし、私たちがやろうとしていることは、感染抗原検査の拡散を防ぐことであり、特に複数回使用した場合、うまく機能しているようです.」
英国のオックスフォード大学の学生は、大学が提供する迅速な抗原検査を受け、2020 年 12 月に米国に飛びました。
世界中の多くの研究グループが、より高速で安価なテスト方法を設計しています。増幅プロセスをスピードアップするために PCR テストを調整しているものもありますが、これらのテストの多くは依然として特殊な機器を必要とします。他の方法は、ループ媒介等温増幅または LAMP と呼ばれる手法に依存しています。これは、PCR よりも高速で、最小限の機器しか必要としません。しかし、これらの検査は PCR ベースの検査ほど感度が高くありません。昨年、イリノイ大学アーバナ シャンペーン校の研究者は、独自の迅速な診断テストを開発しました。これは、鼻スワブの代わりに唾液を使用する PCR ベースのテストで、高価で時間のかかる手順をスキップします。このテストの費用は 10 ～ 14 ドルで、結果は 24 時間以内に表示されます。大学は PCR を実行するためにオンサイトの検査室に依存していますが、大学は週に 2 回全員をスクリーニングすることができます。昨年 8 月、この頻繁なテスト プログラムにより、大学はキャンパス感染の急増を検出し、それを大幅に制御することができました。1 週間以内に、新しい症例数は 65% 減少し、それ以来、大学は同様のピークを経験していません。
ベーメ氏は、すべてのニーズを満たすことができる単一の検査方法はありませんが、感染者を特定できる検査方法は、世界経済を開いた状態に保つために不可欠であると述べました。彼女は次のように述べています。ただし、大規模なテスト プログラムは、利用可能な最高のテストに依存する必要があると彼女は付け加えました。
COVID-19 診断検査に対する EU の現在の承認プロセスは、他の種類の診断手順と同じですが、特定の検査方法のパフォーマンスに関する懸念により、昨年 4 月に新しいガイドラインが導入されました。これにより、製造業者は、少なくとも最先端の COVID-19 テストを実行できるテスト キットを作成する必要があります。ただし、製造業者のテストで実行されたテストの効果は、実際の世界とは異なる可能性があるため、ガイドラインでは、加盟国がテストを開始する前に検証することを推奨しています。
Boehme 氏は、理想的には、各国がすべての測定方法を検証する必要はないだろうと述べました。世界中の研究所やメーカーは、共通のプロトコル (FIND によって開発されたものなど) を使用します。「私たちが必要としているのは、標準化されたテストと評価方法です」と彼女は言いました。「治療法やワクチンを評価するのと何ら変わりはありません。」
投稿時間: 2021 年 3 月 9 日