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埃博拉诊断试剂现状

Jan 29, 2019 No Comments

埃博拉诊断试剂现状1刚果民主共和国的卫生工作者正在使用红外线温度计进行埃博拉筛查。

 


Lieselotte Cnops、Kevin K. Ari ën等人经分析发现,埃博拉(Ebola)病毒的商业化测试非常少见,其中一个原因是持续性的投资非常少。

刚果民主共和国发生了自1976年以来最严重的埃博拉疫情爆发。这是全球有史以来最严重的埃博拉疫情之一,严重程度仅次于2014-2016年间的西非埃博拉疫情,且由于冲突、政治不稳定、基础设施薄弱和社会经济方面的不足,可能升级为更严重的危机。

迄今为止爆发的最大规模的埃博拉疫情(从2014年到2016年,发生在西非)刺激了包括加利福尼亚州的Cepheid和德国的Altona在内的公司开发新的诊断方法。目前已有14项测试获得FDA和/或WHO的批准。

然而,试图阻止疫情继续扩大的卫生工作者和组织无法足够快地获得诊断测试。即使有国际捐助者的资金可用于支付这些项目,但实验室或保健中心的工作人员要拿到这些测试,也需要2-8周。

埃博拉有两种类型的诊断测试。快速诊断测试检测的是一种病毒蛋白;基于聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)的测试则鉴定病毒的基因组物质。通过在线订单,给制造商写邮件,以及搜索他们的网站,我们发现,在公司提供的、获批的测试产品中,只有4个是有现货的(见文后“有哪些埃博拉诊断试剂?”)。这4种全都是基于PCR的测试。位于宾夕法尼亚州伯利恒的OraSure Technologies公司已将其快速诊断测试OraQuick提供给WHO和美国疾病控制和预防中心(US Centers for Disease Control and Prevention, CDC),这些中心正在向卫生工作者分发这些诊断试剂。但其他买家无法获得OraQuick。

我们的分析表明,在2014-16年西非疫情期间开发并获得批准的公司提供的测试中,只有少数几家之后仍然继续研究并扩大生产规模。事实上,我们实验室是其中一种埃博拉诊断测试的共同开发者,后来因为制造商决定专注于肿瘤学,因此不再销售这种诊断试剂盒。

诊断是控制疫情的基础。如果没有这样的测试,就无法追踪患者是否感染了其他人,病毒是否存在于幸存者中,以及是否需要调查死亡原因。我们认为,需要评估各种埃博拉诊断方法,并优先考虑最佳方法。最重要的是,必须鼓励开发人员在疫情爆发期间和之后持续地开发诊断工具,防止下次疫情来临时没有可用的诊断测试。

 

急诊医学

2014年8月,在西非埃博拉疫情爆发近六个月(导致超过1.1万人丧生)后,FDA为埃博拉诊断测试制定了“紧急使用授权”程序。它允许未经批准的医疗产品在紧急情况下使用——在没有可用替代品时用于诊断、治疗或预防严重疾病或病症。

接下来的一个月,世界卫生组织发起了紧急使用评估和上市程序,以便在公共卫生事件中更快地审查诊断。它还呼吁制造商开发易于使用、甚至当场出结果的诊断方法,并且便于在缺乏卫生基础设施和训练有素的人员的国家使用,提供快速检测结果。

随着疫情的爆发,研究人员、制造商和其他组织,如创新新诊断基金会(Foundation for Innovative New Diagnostics, FIND)和无国界医生组织(Médecins Sans Frontières, MSF, 无国界医生,也称Doctors Without Borders),都在努力加速开发、评估、生产和部署埃博拉病毒诊断。在接下来的两年中,FDA批准了11项测试,WHO批准了7项(见文后“成功案例”)。

刚果民主共和国的卫生工作者不需要进行14种不同的埃博拉测试。他们需要的是一系列可靠、易于使用、基于PCR的,最重要的是能持续供应的快速诊断测试。为什么获批公司提供的埃博拉诊断试剂的库存和销售这么少?

这是因为为埃博拉等不可预测的传染病开发诊断方法对制造商来说是一种高风险的策略。疟疾和肺结核等疾病长期需要数百万次检测,相比之下,埃博拉等病毒性出血热(haemorrhagic fever)的检测需求非常小——即使在通常影响数百或数千人的疫情爆发期间也是如此。这意味着生产试剂、储存原材料和最终产品以及解决后勤和分销挑战的成本远远超过销售收益。

随着西非埃博拉疫情的结束,公众对于埃博拉病毒的担忧减弱,开发埃博拉病毒检测试剂的公司可获得公共和私人资金也随之减少。即使在紧急情况下,公司也很难获得足够的样本来评估他们的测试。由于受感染的人越来越少,现场评估测试变得更加困难,且更难获得国家和地方分享和运输临床标本的权限。

我们认为迫切需要采取两项行动来改善诊断的可用性——无论是在当前的刚果埃博拉疫情中,还是未来的危机中。

评估特定诊断并确定其优先级。相关机构需要评估检测试剂,并挑选出最好的产品。对于埃博拉病毒,卫生工作者需要进行两到三次基于PCR的测试和两到三次快速诊断测试,这些测试可用于资源稀缺的热带环境。基于PCR的测试往往更准确,因此在有必要的基础设施和专业知识的情况下,可优先选择这种检测试剂。鉴于快速诊断测试更容易进行,因此更容易在现场使用。多个制造商之间的竞争可以降低价格,并且如果一个供应商出现问题,其它替代选项可以提供保障。

为了最大限度地提高卫生工作者在流行病中做出正确诊断的概率,理想的检测试剂需要能同时识别导致类似症状的病原体。对于埃博拉病毒,可能的类似病原体是其它埃博拉病毒株,如苏丹或Bundibugyo病毒;导致疟疾的原生动物;或其它出血热病毒,如马尔堡和黄热病。

在选择最优秀的检测产品时,除了现场的可靠性和易用性之外,还需要考虑各种因素——例如相关的基础设施是否已经存在。事实上为了检测HIV和多重耐药结核病,非洲各实验室早已安装了数千台PCR GeneXpert机器——这些设备可用于检测埃博拉病毒。虽然这些机器并不总是位于埃博拉疫情爆发的地方,但人们习惯于使用这些仪器来检测病毒。实际上,最近的两次刚果埃博拉疫情爆发中,这些仪器都发挥了重要作用。

激励诊断试剂开发者。许多计划表明,可以通过激励措施鼓励企业开发主要影响低收入和中等收入国家(low- and middle-income countries, LMICs)的传染病诊断方法。例如,2006年,多亏FIND采用数百万美元的捐助资金,使得低、中收入国家安装GeneXpert PCR平台的成本仅仅是原始成本的一半。我们还需要更多此类计划——特别是那些关注疾病爆发的计划。

更多的监控投资可能是为开发商和制造商确保市场的另一种方式。例如,在整个中非和西非建立针对病毒性出血热的国家和区域监测计划将需要数千次诊断测试。在乌干达,自2010年以来,国家监测计划确认了16起独立的病毒性出血热暴发,将疫情应对的时间从2-3周减少到1-3天,这直接让爆发时间缩短,降低了疫情的严重程度。

从疫苗界也可以学到很多东西。例如,公共卫生组织和政府机构可能会承诺在获得许可之前购买疫苗。这为疫苗行业提供了重要的激励,其中许可仍然是最大的制度障碍。例如,2016年,日内瓦疫苗联盟Gavi宣布向制造商默克公司支付500万美元,以确保向西非人民提供30万剂VSV埃博拉疫苗。疫苗在该阶段尚未得到监管机构的批准。相关机构应该采取类似的措施,推动诊断试剂的开发和生产。

在中低收入国家部署诊断和监测方案需要持续的资金,资金可能来自国际组织和资助者,如联合国和非洲疾病控制和预防中心、G20国家的卫生部、公私伙伴关系和风险国家的政府。而且,就疫苗而言,我们认为需要某种全球联盟。

FIND于2017年推出了流行病预防诊断战略(Diagnostics for Epidemic Preparedness),旨在简化诊断的开发。但在我们看来,该战略缺乏必要的资金支持来召集利益相关者就此达成一致,共同努力。自2016年以来,挪威奥斯陆的流行病防范创新联盟(Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, CEPI)已制定了针对流行病疫苗的优先清单。它还与资助者联络,帮助将有希望的LMIC候选疫苗推向临床试验。我们敦促CEPI将诊断纳入其计划。

总之,这些措施将有助于确保在一次爆发期间进行的投资不会浪费。我们必须持续这种策略,继续努力,以便它们能够帮助人们应对下一次危机。

 

 

有哪些埃博拉诊断试剂?

我们咨询了制造商,并浏览了相关网站,试图了解为什么刚果民主共和国的卫生工作者很难拿到诊断试剂。
在我们的分析中,我们专注于经过FDA等机构批准的埃博拉诊断试剂。我们只能从美国CDC或美国国防部(Department of Defense)实验室获得3种测试。我们通过网络检索,整理了已获批准的诊断试剂的名称和制造商。我们给各个公司下了在线订单,并发了邮件咨询每个提供商可以提供多少套试剂。我们还询问了保质期、成本,以及寄送到我们位于比利时的实验室所需的时间(该实验室主要研究热带传染病,包括埃博拉病毒,并且是这些公司在欧盟的代表客户)。
在我们调查的7个基于PCR的测试中,只有4个是随时可用的——这意味着它们可以在不到两周内送到我们的实验室。其他公司要么没有回复我们的在线订单,要么告知我们需要等待14周(表1)。
4种埃博拉病毒的快速诊断测试已获批准。由于未公开的原因,一个制造商要求在2018年5月将其从批准的诊断清单中删除。OraQuick可供刚果民主共和国的卫生工作者使用,但可仅由疾病预防控制中心或WHO提供。对于剩下的两个测试,我们没有收到任何回复,也无法在制造商的网站上找到有关价格、运输时间或保质期的信息。

 

表1 市面上有售的埃博拉诊断

埃博拉诊断试剂现状 表1DOD,US Department of Defense,美国国防部;DRC,Democratic Republic of the Congo,刚果民主共和国;RDT,rapid diagnostic test,快速诊断测试;*表示在2018年被除名的测试;†表示测试20个样品(批量)或每次测试1个样品时的估计成本,不包括RNA提取成本;‡表示高负担发展中国家使用该试剂的成本; §表示美国和欧洲国家使用该试剂的成本。

 

 

成功案例

WHO批准的首个埃博拉诊断试验是由德国汉堡的Altona Diagnostics公司开发的PCR试剂盒。在过去的20年中,该公司开发并商业化了近50种分子诊断检测方法,以应对新出现的传染病。
Altona的成功部分归功于其与Bernhard Nocht热带医学研究中心(Bernhard Nocht Institute for Tropical Medicine)等研究中心的密切联系。这些合作使该公司在热带和新兴传染病市场上专业性极强。而且由于Altona的诊断试剂盒的主要部件都由该公司自己生产,因此Altona可以迅速提高产量。
尽管如此,要将该诊断试剂送到在埃博拉疫情和其它不良环境中工作的卫生工作者手里,依然困难重重。问题包括:需要从人的血浆中提取埃博拉病毒RNA,以及检测试剂的存储和运输都需要在冷冻状态下进行。令人鼓舞的是,该公司计划将其几种分析方法整合到一个系统中,该系统可以在现场使用,以同时识别多种病原体。

 

原文检索

Lieselotte Cnops, Birgit De Smet, Placide Mbala-Kingebeni, Johan van Griensven, Steve Ahuka-Mundeke & Kevin K. Ariën. (2019) Where are the Ebola diagnostics from last time? Nature, 565: 419-421. 

张洁/编译

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