美国政府制定计划增强核酸检测能力,最终实现走出新冠疫情的目标

2022年12月23日21:50:04 科学 1351


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就在今年秋天,美国政府发布了其2022年生物防御战略和实施计划,在这个计划中提出了应对未来大流行病和其他生物威胁的目标。

这项计划当中包括加强基于实验室和即时检测的生产和实施准则,在一些从业者看来,这些目标稍微有些超前,过于理想化,但如果给予足够的关注和投资,那也是科兴的。

生物防御战略和实施计划为三类诊断方法提供了准则,它们分别是:

  • 使用测序等技术的病原体诊断测试;
  • 特定病原体测试;以及
  • 快速、廉价的即时检测(护理点测试)。

对于病原体诊断测试,该计划的目标是在发生‘潜在的国内或国际重大生物事件’时,‘至少有一种授权的病原体诊断测试,如测序,可在流行病学相关地点使用,或在12小时内部署,保证第一天可处理数千个样本,七天内每天可处理数万个样本’。

同时,特定病原体测试将在下一波测试中到达,在30天内,以‘足够的数量’来‘支持对事件的反应、遏制和控制’。

该计划还要求在事件发生后90天内开发和部署运行时间为5至30分钟的即时检测。

在这些不同的诊断类别中,具体的障碍和参与方各不相同,但在每一种情况下,技术和实施方面的改进对于实现政府的目标来说都是必要的。

彭博公共卫生学院约翰霍普金斯健康安全中心主任Tom Inglesby说:“这里有一些科学方面的挑战,有一些组织方面的挑战,我们在必须一起做很多事情,所有这些都是可以想象和描述的,但除非政府和国会都支持这些事情,否则它们不一定会发生。”

Inglesby曾是拜登白宫COVID-19反应小组的测试高级顾问。本月,他和其他几位JHU的同事,以及美国临床实验室协会的高管,发表了一份预印本研究,提出了被他们称为“国家诊断行动计划”的建议。

这项计划的核心是,任何应对措施的要素都需要在下一个大流行病级别的事件发生之前就已经到位了。

Inglesby表示,生物防御计划中提出的测试目标是正确的雄心壮志,并且符合国家以非常不同的方式应对最早的COVID所需要的东西。而拜登计划的前提是政府和行业之间有一个真正强大的伙伴关系,其中也包括作为诊断生态系统一部分的学术界和研究机构。

然而,尽管政府已经试图在一个及时的过程中迅速将不同的各方聚集在一起,但它仍然不够快。

“我们需要做的是提前工作,为这三个目标中的每一个做好准备。”

亚利桑那州立大学健康解决方案学院实践教授、洛克菲勒基金会COVID-19顾问Mara Aspinall同样表示,虽然拜登计划受到欢迎,但有效的实施将需要大量的额外工作和组织。

“有一个基线计划是很好的,然后我们需要明确的领导和责任,以便在威胁发生时迅速采取行动。”

根据生物防御战略文件,政府的目标是在国家安全委员会和科技政策办公室的领导下制定一个更详细的“美国政府诊断联合能力计划”。一位高级政府官员说,目前正在起草这一计划,并将在2023年最终确定。

对早期疫情的监控

如果COVID-19疫情和其他卫生突发事件是一个指南,国家的公共卫生实验室将发挥关键作用,特别是在反应的早期,根据生物防御计划,在此期间,国家应该有能力在事件发生的第一天对成千上万的样本进行病原体诊断测试,在第一周内每天有数万个样本。

该计划没有具体说明应该使用什么特定技术,但指出测序是一种可能性。公共卫生实验室协会首席项目官员、罗德岛卫生部前实验室主任Ewa King说,能够以病原体诊断的方式检测新型或重新出现的病原体的元基因组测序是一个明显的候选方案,也是公共卫生实验室越来越感兴趣的一个领域。

她以COVID-19大流行期间出现的废水监测项目为例,指出这些努力可以作为元基因组学前进的跳板。

King指出,虽然SARS-CoV-2是相对研究较好的冠状病毒家族的成员,但未来的爆发可能是由完全新颖的病原体引起的,而且可能不那么容易快速诊断。

“当你真的不知道你在寻找什么时,在确定一个具体的病原体之前,可能要花很长时间,甚至几个月。我认为元基因组测序确实是为了缩短识别的初始时间。”

至于公共卫生实验室在实施这种方法方面准备得如何,King表示,虽然技术是存在的,但目前并不是每个实验室都能使用这些技术。

这将需要额外的测序仪器,但也许更重要的是,鉴于元基因组数据分析的复杂性,许多公共卫生实验室将需要引进更多的生物信息学专业知识。

然而,Inglesby警告说,不要太过依赖公共卫生实验室进行测试,也不要太过长期依赖。

“公共卫生实验室很了不起,但它们从来没有打算或被资助成为大规模的诊断测试资源。在我们不知道正在发生什么的大流行病的最初阶段,它们应该是公共卫生官员可以依赖的可靠资源。它们拥有丰富的专业知识,但是对它们应该做什么一直存在某种误解,而且,我们不应该过度依赖一个并不适用于做‘大规模测试’的系统。”

事实上,在COVID-19大流行之初,美国疾病控制和预防中心将其SARS-CoV-2分子测试分发给各州和地方卫生实验室,但没有分发给习惯于大规模进行消费者测试的大型私人或医疗中心实验室。

在最近的猴痘爆发期间,一开始,美国依旧对公共卫生实验室系统依赖了太长时间,之后才让大型私人实验室加入测试工作。这实际上造成了时间的拖延,因为在早期发现是,问题不仅在于充分扩大测试规模,更在于迅速得到结果,而没有什么会比将测试结果送入医疗服务提供者习惯于处理的实验室更快了。

Inglesby说,在猴痘的案例中,对公共卫生实验室的过度依赖限制了测试的范围,因为它迫使医生与他们不熟悉的实验室系统互动,而且不知道如何驾驭。

“他们不了解那个系统,因为他们不是每天都在使用它。除了必须从他们通常不合作的人那里获得许可,以及必须填写耗时的文书工作之外,实验室还被迫在他们的工作日程中处理一个新的过程,因此我们在疫情爆发之初对‘猴痘’的测试是不足的。”

针对特定病原体的测试

尽管是美国政府在早期对新冠的应对是灾难性的,但SARS-CoV-2的分子测试的推出表明,政府在事件发生后30天内部署大量此类测试的目标是可行的。

2020年1月21日,CDC确认了第一例国内COVID-19病例。两周后,美国卫生与公众服务部于2月4日宣布进入公共卫生紧急情况。同一天,CDC收到美国食品和药物管理局(FDA)对其测试的授权,并开始向公共卫生实验室分发。

CDC的测试有缺陷(事实证明,是由于生产过程中的污染),导致它在一些公共卫生实验室手中失败,并大大推迟了它的实施。尽管如此,它提供了一个例子,说明有针对性的分子测试可以很快被开发出来。

当然,正如生物防御计划所规定的那样,将生产规模扩大到足以‘支持对具有大流行潜力的病原体的反应、遏制和控制’的水平,与为CDC测试的有限分配生产足够的检测方法是一个非常不同的问题。

在COVID-19的案例中,FDA的规定阻止了CLIA实验室快速部署实验室开发的检测SARS-CoV-2的测试,这可能限制了在大流行初期的测试可用性。也有迹象表明,实验室在早期投资开发这种检测方法方面犹豫不决。当FDA在2020年2月底放宽其规定时,它预计会看到大量的测试报告涌入,但在变化后的第一周只收到7份报告。

这种犹豫不决也延伸到了体外诊断行业,因为制造商面临着许多方面的不确定性,包括监管程序、报销水平和市场潜力。

总部位于马萨诸塞州剑桥市的Proof Diagnostics公司的首席执行官兼联合创始人Sid Shenai说:“据我们所知,有许多公司拒绝在COVID之后进行开发,他们提到了测试开发所涉及的机会成本和商业风险,尤其是在加速的时间线上。”

“如果你想走得更快,你需要雇用更多的人,你需要搁置其他项目,而这需要更多的钱。”

Shenai建议,联邦政府可以帮助降低这一过程的风险,并激励生产,例如,保证测试采购,虽然在COVID-19大流行期间,联邦政府最终做到了这一点,但只是在厂家已经开始正式生产这些产品之后。

其他人也提出了类似的想法。一位早期接受采访的FDA官员表示,尽管该机构一直敦促,但一些主要的传染病测试制造商最初不愿意开发SARS-CoV-2测试,因为他们在以前的卫生紧急情况下有过经验,他们生产的测试最终发现并没有市场。

该官员将韩国对COVID-19反应作为美国可以学习的一个例子。韩国政府和诊断公司之间预先存在的关系和协议使该国能够迅速扩大SARS-CoV-2测试的生产规模。

在他们的预印本中,Inglesby和他的合作者同样建议,在下一次健康紧急情况之前,联邦政府“与一组核心的诊断制造商建立一系列合同协议,这些制造商具有经证实的能力,可以大规模地开发和制造组件、用品和测试试剂盒”,并与“在开发测试、促进患者样本收集和运输、保持专家队伍进行测试,以及在全国范围内有效交付结果方面具有全国影响力和经证实的专业知识的商业实验室”。

激励更迅速地扩大特定病原体检测规模的关键还在于制定程序,从而能更迅速地确定这些检测的计费代码和支付率。

Inglesby说:“如果我们希望私营部门参与进来,那么就需要让医疗保险和医疗补助服务中心从第一天起就参与进来,弄清楚报销代码是什么。”

除了将合同和报销程序落实到位,以确保商业供应商和实验室在宣布紧急情况后立即开始开发测试并建立测试能力外,还需要简化确保和向测试开发商提供临床样本以验证其检测方法的过程,监管过程也是如此。

Shenai描述了验证Proof公司基于CRISPR的COVID-19检验的步骤,该检验尚未获得FDA的紧急使用授权。

“首先,我们必须在几个州设立测试地点。”

“然后,我们必须就研究设计的重要细节获得FDA的同意,然后通过机构审查委员会对此类方案的审查,这需要时间来完成。”

“接下来,你必须制定激励措施,让人们进来接受鼻拭子检查,以便你能获得样本。然后你必须用比较试剂来验证这些样本,而这些试剂本身的采购成本就很高,有时你甚至无法采购到它们。所有这些事情都需要时间。”

正是如此,美国国家卫生研究院推出了独立测试评估计划(ITAP),该计划是一个可以帮助加快测试开发过程的举措的例子。ITAP于2021年秋季启动,与测试供应商合作,帮助他们更迅速地将适当的提交文件包放在一起供FDA审查。

Inglesby和他的预印本合作者还呼吁建立一个永久性的公私合营‘测试协调机构’,以帮助在大流行病早期将患者样本分配给测试开发商。

在护理点和家庭中使用的即时检测

生物防御计划中关于生产即时检测的90天时间表面临着许多与迅速加强实验室病原体特定测试相同的挑战。

Shenai说:“这样的时间表可能是可行的,但现在系统中存在着很多阻碍着快速发展的因素,他希望诊断联合能力计划的开发者能够找到一种方法来减少这些摩擦,毕竟,科学和工程才是完成时间表的根本要素,而并不是其他东西。”

国家生物医学成像和生物工程研究所副所长、快速加速诊断(RADx Tech)计划的共同负责人Jill Heemskerk说,90天的时间表“在提供多种努力的情况下是可行的”。

RADx Tech计划是一项总金额在15亿美元的资助项目,用于开发和实施各种COVID-19测试。

“这是一个有一定挑战但可实现的目标,我们必须付出120%的努力来实现这个目标。”

在COVID-19大流行期间,第一个即时检测,即Cepheid公司的Xpert Xpress SARS-CoV-2检测,是在美国发现第一个病例后整整两个月后,在HHS宣布进入公共卫生紧急状态后大约六个星期后,获得了FDA的EUA,这表明分子即时检测可以在政府计划规定的时限内很好地开发。

家庭用即时检测是一个不同的问题,这种检测的第一个EUA将在2020年12月到来。扩大家庭用即时检测的生产规模也是一个挑战,进入2021年后,可及性仍然是一个问题。

与实验室检测一样,市场和监管的不确定性使一些公司,包括主要的IVD制造商,对进入美国家庭检测市场持谨慎态度,这表明在这里,联邦政府的担保购买协议以及澄清和简化监管程序的努力可能是推动检验开发和生产的必要条件。

关于后一点,Heemskerk说,事实证明ITAP在测试供应商和FDA中都非常受欢迎,一些利益相关者主张将该计划扩展到其他诊断方法。该计划正在将该计划扩展到复用的COVID-19、流感和RSV测试。

“FDA一直是一个非常热情的合作伙伴,在ITAP框架下下,NIH帮助供应商生成FDA想要的确切数据,在他们想要的模板中,按照他们想要的标准,与一个值得信赖的伙伴合作。它减少了所有与公司来回奔波的时间。这就是所有监管时间滞后的原因。”

RADx还宣布了高达3亿美元的新资金,用于家庭和医疗点COVID-19测试的开发和商业化。Heemskerk说,在这次招标中,该计划强调的是能够快速适应新病原体的测试平台。它还关注可扩展性和成本,这些考虑在以前的RADx工作中并不那么重要。

“特别是在分子方面,我们需要找到一种方法,使技术更简单、更强大、更标准化和常规化,从而使生产规模扩大,成本降低。”

“同样关键的是保持RADx和NIH与FDA和其他政府机构的关系,这些关系使我们在COVID方面形成了一种良好的沟通模式,现在我们可以很快地转向。”

为非COVID-19工作争取资金也是一个挑战,由于该计划的大部分资金被指定用于COVID-19工作,它不得不从其他来源抽出资金来支持最近的猴痘工作。

“我们希望有一种资金机制,它是一种可以用于任何病原体的坚实基础,这样当出现新的威胁时,我们就可以立即采取行动,而不必通过一个新的合同程序和寻找新的资金。”

实现目标的‘底线’

政府计划提供了一个框架,以解决在另一个大流行病或卫生紧急情况下的测试问题,但Inglesby指出,持续关注、政治承诺和资金是将其付诸行动的关键。他对这些要素目前是否已经到位表示怀疑。

"他说:"国会方面没有很多的参与,这不是好事。

国会预计将把《准备和应对现有病毒、新出现的威胁和大流行病法案》(PREVENT Pandemics Act)纳入年底的综合法案,但尽管该法案的某些条款可以改善政府在大流行病规划方面的协调,而且,Inglesby说,“确实试图提高”大流行病准备工作的知名度,但它并没有为这些工作提供任何额外资金。

拜登政府已经要求为大流行病的准备工作提供100亿美元的补充资金,但这笔钱不太可能进入综合预算案。3月,国会从之前的支出法案中削减了156亿美元的COVID-19资金,这已经远远低于政府最初要求的300亿美元。

明年国会必须重新授权《大流行病和所有危害防范法》(PAHPA),该法案授权预算水平,并为国家的许多大流行病准备和应对活动以及包括生物医学高级研究与发展局(BARDA)在内的项目建立框架。

Inglesby说,重新授权的过程可能会使国会更普遍地关注大流行病的准备问题,尽管他指出,该法案不是一个资金法案,因此不能解决任何资金挑战。

“我们需要提前做工作,为这些测试目标中的每一个做准备,它们都需要不同类型的问题解决。尽管我想说,现在预算中不太可能有资金来真正实现这三个目标。”

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原文链接(英文):

https://www.360dx.com/covid-19/white-house-covid-dx-goals-potentially-feasible-more-funding-coordination-needed-experts#.Y6Okk3ZBwfk

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