Yeni koronavirüs için ulusal testler geliyor mu? MIT Profesörü: Ya da krizden kaçmanın daha iyi bir yolu
[Editörün notu] Son zamanlarda insanların dikkatini çeken bir haber var: Massachusetts'teki Massachusetts General Hospital'dan araştırmacılar, nüfusu yalnızca 40.000, ancak% 30'u (64) olan küçük Chelsea şehrinde test için rastgele 200 kişiyi seçti. İnsan vücudunun adı) yeni koronavirüse karşı antikorlara sahiptir. Bu veriler, yeni koronavirüsün yayılmasının insanların düşündüğünden çok daha büyük olabileceğini gösteriyor. Chelsea'deki araştırma enstitüsünün şehir yöneticisi Thomas Ambrosino, "Bu 200 kişinin% 30'u enfekte oldu ve herhangi bir belirti göstermedi, bu biraz endişe verici." Dedi.
Ek olarak, Silikon Vadisi'nde yapılan yakın tarihli bir anket de, yeni koronavirüs ile enfekte olan kişi sayısının gerçek sayıyı çok aşabileceğini ima etti. Araştırmacılar, Stanford Üniversitesi, Güney Kaliforniya Üniversitesi ve bir dizi biyomedikal kurumun işbirliği ile Kaliforniya, Santa Clara County'de COVID-19 virüsünün yaygınlığı hakkında bir tahmin yürüttüler. Nihai sonuçlar, ilçedeki insanların yaklaşık% 2,5 ila% 4,2'sinin virüs antikorlarına sahip olabileceğini göstermektedir.Bu oran nüfusa dönüştürülürse, gerçek yerel hastalık sayısı o sırada onaylanan sayının 50 ila 85 katı olabilir.
Yeni taç virüsün kaç kişiye bulaştığı şu anda net değil. Yeni taç salgınının sürekli yayılması ve işletmelerin işe ve üretime devam etme konusundaki büyük baskısı karşısında, girişimciler ve genetik bilim adamları ulusal yeni taç virüs testi için bir program planlıyor ve büyük ölçekli ulusal testler zorunlu. Yeni koronavirüse kim bulaştı? İşe ve üretime kim devam edebilir? Yalnızca basit, doğru ve düşük maliyetli ulusal testler bize doğru yanıtlar verebilir.
Günümüzde, endüstri ve akademiden bir grup insan yukarıdaki sorunları çözmeye çalışıyor.
Jonathan Rothberg, "Bu yaşadığım ilk küresel salgın. Peki ya sen?" Diye sordu.
Rosberg tanınmış bir biyoteknoloji girişimcisidir.Bu yılın Mart ayının ortalarında telefonla ilk görüşmemizden bu yana, süper yatı Gene Machine'de karantinaya alındı. Rosberg bir zamanlar hızlı bir DNA sıralayıcı icat etti ve kısa süre önce devrim niteliğinde ucuz bir ultrason çubuğu yarattı.Pandemi patlak verdiğinde Karayipler'de dolaşıyordu.
"Tatildeydim ve birden dünya çöktü." Rosberg dedi. Kısa süre sonra gemideki küçük laboratuvarda yürürken aklına bir plan geldi. "Sordum, neden tüm testi evde nasıl tamamlayacağımızı bulamıyoruz?" Diye hatırladı. Bundan sonra, şirketindeki (HomoDeus) yaklaşık 60 kişilik bir ekibe, virüs için ev tabanlı bir gen oluşturması için liderlik etti. Tespit etme.
Şu anda, en doğru genetik testler yalnızca laboratuvarlarda veya özel hastane ekipmanlarında yapılabilmektedir. Ancak Rosberg, herkesin evde kontrol etmesine izin verebilecek basit, doğru ve ucuz bir teknoloji yaratmaya çalışmak istedi.
Rosberg, karantinayı kaldırmak istiyorsanız, virüs testinin cep telefonları kadar popüler olması gerektiğine inanıyor. Twitter'da, "Herkese kendi kendine teşhis teknolojisini her zaman ve gelecekte her yerde sunma yeteneğine sahibiz" dedi.
(Kaynak: Twitter)
Testi kim yapacak
ABD, yeni koronavirüsü test etmede zayıf ilerleme kaydetti. Testinin kapsamı hala sınırlıdır ve bu nedenle, bazı akıllı girişimciler ve en iyi akademik genom merkezlerinden araştırmacılar da dahil olmak üzere evrensel testi gerçekleştirme olasılığı her zaman özel olarak başlatılmıştır.
Yeni koronavirüsün yayılmasını önlemek için dünya nüfusunun yaklaşık yarısının evde kalması gerekiyor. Sonraki adımda, sosyal izolasyonun sona erdirilip ekonominin yeniden başlatılıp başlatılamayacağı virüsün izlenmesine ve izlenmesine bağlıdır. Bu nedenle, şirkette veya evde testler gibi büyük ölçekli testler yapmamız gerekiyor, böylece insanlar virüs bulaşıp bulaşmadığını hemen anlayabilir.
Normallik isteyenler, enfeksiyonun azaltılıp azaltılamayacağına bağlı olduğunu söylediler. Kilit faktörler arasında hastanede çapraz enfeksiyondan kaçınmak, tüm personeli maskelerle donatmak ve enfekte kişileri tespit etmek için "yeterli tespit yeteneklerine sahip olmak" yer alıyor.
Kaç test gerekiyor? COVID İzleme Projesi'ne göre, ABD ticari laboratuvarları ve sağlık departmanları şu anda her gün yaklaşık 140.000 kişiyi test ediyor ve test hacmi hala artabilir. Bununla birlikte, çalışmaya devam etme planı açısından, Amerika Birleşik Devletleri'nin hala teftişleri büyük ölçekte artırması gerekiyor. Enfekte olan kişilerin sayısı konusunda bir fikir birliği olmamasına rağmen, bazı tahminler, Amerika Birleşik Devletleri'nin virüs bulaşmış kişileri taramak için her gün milyonlarca insanı test etmesi gerektiğini söylüyor.
Beyaz Saray, ekonomiyi yeniden başlatmak için yeni bir taç virüs görev gücü ("ABD Konseyini Yeniden Açmak") kurdu, ancak yeniden çalışma testleri için ayrıntılı bir plan henüz oluşturmadı. 11 Nisan'da ABD hükümetinin yeni taç tarama danışmanı Amiral Brett Giroir, Mayıs ayında test seviyesinin yeniden açmayı desteklemek için gereken seviyeye yükseltileceğini söyledi, ancak ulusal testlerin "Temelde imkansız" iyi bir strateji değildir.
Bu, özel sektör için kapsamlı, hızlı ve tekrarlanan testlerin nasıl yürütüleceği için bir test sorunu oluşturmaktadır. Harvard Business School'da profesör olan ve Harvard Business Reviewun işe dönüş planının yazarı Amitabh Chandra, "İşverenler ve sigorta şirketleri bu tür bir algılama teknolojisi istiyor, ancak herkes bunu düşünüyor Birisi onu her zaman geliştirecek. "
Büyük ölçekli testler pahalı olsa da, aslında krizden kaçmanın daha uygun maliyetli yollarından biridir. MIT profesörü Erik Brynjolfsson, her testin maliyeti 3 ABD doları ise, 9 milyar ABD dolarının tüm ABD için 6 ayda 10 test yapmak için yeterli olduğunu söyledi. "Ve bu, şirkete yapılan son acil yardımın sadece% 0,3'ü." Twitter'da yazdı.
(Kaynak: Twitter)
Büyük ölçekli test
Federal veya eyalet, ülke çapında testler için henüz net bir plan oluşturmamış olsa da, birkaç araştırma merkezi uygulanabilir olduğuna inandıkları teknolojileri geliştirmeye başladı. Broad Institute of MIT-Harvard Üniversitesi'nde araştırmacı olan Feng Zhang, Bunu yapmanın iki yolu olduğunu düşünüyorum: Birincisi, tek tek örnekleri toplamak ve bunları tek bir yerde toplamak için ultra hızlı bir genom sıralayıcı kullanmaktır. İşleme; diğer bir yöntem ise, insanların düşük fiyat ve basit bir işlemle evde yapabilecekleri evde test, yani nükleik asit testi yapmaktır. "
İlk plan, büyük ölçekli bir merkezi tespit olarak belirlendi. Zhang Feng'in laboratuvarı ve diğer laboratuvarlar, test maliyetini önemli ölçüde azaltmak için, genellikle insan veya hayvan genomundaki milyarlarca DNA harfinin kodunu çözmek için kullanılan yeni koronavirüsü bulmak için güçlü bir yeni nesil sıralayıcının nasıl kullanılacağını gösteriyor.
Yüksek verimli makineler bir seferde yüz milyonlarca DNA harfini okuyabilir. Zhang Feng'in ekibi yakın zamanda bir hasta örneğine tek bir moleküler barkod ekleyebilecekleri, bunları birleştirebilecekleri ve ardından hepsini aynı anda sıralayabilecekleri bir yöntem tanımladı. Teorik olarak, bir sıralama aracı günde bir seferde 100.000 numuneyi tespit edebilir ve her numunenin maliyeti 7 dolardır.
Zhang Feng'in laboratuvarında araştırmacı olan Jonathan Schmid-Burgk teknolojiyi geliştirdi ve teknolojinin "her üç ayda bir Amerika Birleşik Devletleri'nin ülke çapında taranmasını sağlayabileceğini" söyledi.
Merkezi testin bir dezavantajı, numunelerin toplanmasında ve özetlenmesinde ve sonuçların geri verilmesinde hala bir gecikme olmasıdır. Bununla birlikte, büyük ölçek nedeniyle, sosyal mesafe önlemlerinin ne zaman yeniden başlatılması gerektiğini valiye hatırlatmak için bir COVID-19 ısı haritası oluşturulabilir. Schmid-Berg şu anda Almanya'daki yerel ortaklarla görüşüyor, "Sorun test ölçeğinin nasıl genişletileceğidir. Yeni nesil dizileme teknolojisi geliştirildi. Şimdi sadece akademik merkezler ve lojistik ortaklar bulmamız gerekiyor."
Biyoteknoloji girişimi Octant'ın kurucusu ve CEO'su Sri Kosuri, UCLA'yı ziyaret ediyor. Büyük ölçekli bir algılama sistemi oluşturma planını duyurdu. Bu sistemi "SwabSeq", bir operasyon olarak adlandırdı Çalışanlar sistemi 10.000 test gerçekleştirmek için kullanabilir ve test reaktifleri yaklaşık 10.000 $ 'a mal olacaktır. Ancak Zhang Feng gibi, o da fikirlerinin benimsenmeyeceğinden endişe ediyor çünkü moleküler biyoloji ekibi 100.000 hatta bir milyon swab örneğini nasıl elde edeceğini, bunları merkezi bir test alanına nasıl taşıyacağını, veri girişini nasıl işleyeceğini ve Sonuçlar nasıl bu kadar çok kişiye iade edilir.
Kosuri, Lojistik personeli ile iletişime geçerseniz nakliye işinin çok basit olduğunu hissedecekler, ancak teknik seviyeye gelince güvenleri yok. Teknisyenler teknik kısmın kolay tamamlandığını düşünüyor ancak ulaşım sorun oluyor. Bu benzer. Bu, bir tavuğun yumurta mı bırakacağı yoksa bir yumurtanın tavuğu mı bırakacağı sorusudur. Bunun gerçekleşmesi için ikisini birleştirmemiz gerekir, aksi takdirde tavuk sineği yumurta döverek olur.
Öyleyse, Boston veya San Francisco gibi bir teknoloji merkezi, büyük ölçekli bir test programını tek başına geçemez ve bir üniversite liderine ve yerel yetkililerin desteğine ihtiyaç duyar mı? Kossuri, durumun bu olduğuna inanıyor, "Yapmamız gereken, tek bir yerde büyük ölçekli merkezi tespiti mümkün kılmak ve ardından diğer yerler liderliği takip edecek."
Ev denetimi
Büyük ölçekli testler yapmanın bir başka yolu da testi merkezden dağıtmaktır, yani herkes gerektiğinde evde test yapabilir. Evde genetik testler insanlara özerklik verir. Zhang Feng, "Eğer fiyat yeterince ucuzsa, insanlar günde iki test yapabilir, biri erken ve biri geç olabilir. Bundan sonra, ertesi gün işe gidip gitmemeye karar verebilirler."
Zhang Feng, "Bilginin bireye geri beslenmesi gerekiyor ve kişi bilgileri başkalarına açıklamadan elde edebilir." Dedi.
Şekil | CRISPR teknolojisi kullanılarak yapılan genetik testin gösterilmesi. Geniş Enstitü'deki araştırmacılar, bu teknolojiyi yeni koronavirüsün evde test edilmesine uygulamayı umuyor. (Kaynak: MIT Technology Review)
Evde test edilebilecek yöntemlerden biri de parmaklarınızı batırarak kan almak olan antikor testidir. Antikor testi, kanda enfeksiyon belirtileri arar, ancak virüsün bir haftalık inkübasyon süresi boyunca bu tür belirtileri tespit edemez. Buna karşılık, genetik testler, yeni koronavirüsün genetik materyalini doğrudan bulur ve bu daha doğrudur ve enfekte kişiyi insanlar herhangi bir semptom göstermeden önce bile belirleyebilir.
Bununla birlikte, şu anda hanelerde kullanılan genetik testler bulunmamaktadır. Bunun nedeni, çoğu genetik testin birkaç laboratuvar adımının yanı sıra örnekleri hızlı bir şekilde ısıtmak ve soğutmak için bir termal döngüleyici (genetik materyalin kopyalanmasına veya çoğaltılmasına yardımcı olacak adımlar) gerektirmesidir. Bununla birlikte, Zhang Feng dahil araştırmacılar, yeni koronavirüs için ev algılama teknolojisine ulaşmak için ısıtma ve soğutmayı atlayabilen yeni kimyasalların kullanımını göstermek üzere olduklarını söyledi.
Feng Zhang, CRISPR gen düzenleme aracının geliştirilmesindeki rolüyle tanınıyor.Ekibi, aracı yeni bir tür genetik tanı yöntemi olarak tasarladı. Yeni koronavirüs geni insan vücudunda mevcutsa, CRISPR molekülü onu kesecek ve molekülü tetikleyecektir. alarm. Ocak ayında, Zhang Feng yeni koronavirüsü ilk duyduğunda, CRISPR tabanlı testler ve araştırmalar yapmaya başladı. Sevgililer Günü'nde virüsü laboratuvarda test etmek için bir CRISPR protokolü yükledi.
Test basittir ve yalnızca birkaç saat sürer, ancak yine de bir karıştırma aşaması gerektirir ve numunenin virüsü açıp RNA'sını serbest bırakmak için 65 ° C'ye ısıtılması gerekir. Şimdi laboratuvar, potansiyel bir ev tabanlı CRISPR testini simüle etme sürecini daha da basitleştirmeye çalışıyor. Zhang Feng, "Amaç, tek adımlı bir reaksiyona ulaşmak, yani ekipmanı çalıştırmak, test tüpünü açmak ve test kağıdını koymaktır. Son birkaç aydır laboratuvarda odaklandığımız konu budur." Dedi.
Tespit işlemi uygun mu?
Rosberg ve çocukları bir yatta karantina altına alıyorlar. Kızı, kalıtsal hastalıkları tedavi etmek için bağışıklık sistemini baskılayıcı ilaçlar alıyor. Eğer enfekte olurlarsa, yüksek risk altındadırlar. Rosberg, "Virüse maruz kalmamalı, karım kimsenin karaya çıkmasına izin verilmemesini emretti." Dedi.
Rosberg, evde bir DNA testi oluşturmak için HomoDeus'un çalışma odağını yeniden konumlandırdı, şirket, gen terapisini geliştirmek için rekombinaz (bir gen düzenleme aracı) adı verilen özel bir enzimi kullanmaya çalışıyordu. Rosberg, bu kimyasalların aynı zamanda evde genetik test yapmak için bir yol sağladığını, ancak pandemiden önce bunları piyasaya sürmediğini, çünkü teşhis testlerinde para kazanmanın zor olduğunu söyledi.
"Davos forumuna katılacağım ve her yıl bu tür bir test kağıdını nasıl geliştireceğimi düşüneceğim, ancak bunu asla uygulamaya koymadım. Benim gibi bunu yapmak istemeyen herkes büyük hatalar yaptı, bu yüzden bunu yapmam gerektiğini düşünüyorum. Etik şeyler ve gelişmiş ev denetleme teknolojisi. "Rosberg dedi.
Rosberg tarafından Connecticut, Guildford'da kurulan bir araştırma şirketinin kapsamlı ofisinde sadece yaklaşık 10 laboratuvar personeli görev yaparken, geri kalanı uzak alanlarda veya bodrum laboratuvarlarında çalışıyor.
Nisan ayının başından bu yana, HomoDeus tarafından geliştirilen yeni kimyasal reaktifler, Yale Üniversitesi'nde COVID-19 hastalarının swab testinde kullanılmaktadır. Kimyasal bileşim sorunlarının çoğu çözüldü, ancak testlerin gerçekleştirilmesinde hala zorluklar var. Rosberg, "Test sürecimiz 17 yaşındaki bir çocuk için basit olabilir, ancak 70 yaşındaki bir çocuk için daha karmaşıktır" dedi.
Rosberg, bu adımları otomatikleştirebilecek bir ev denetim ekipmanı prototipinin geliştirildiğini söyledi. Sıvıları saklamak için küçük bir alana sahip kalın bir kredi kartına benziyor. Başka bir versiyon, test tüpüne vidalanabilen kimyasallarla doldurulmuş bir şişe kapağı kullanır. İnsanların devre kartlarının ve 3D baskılı modellerin hızlı bir şekilde prototipini oluşturmalarına olanak sağlamak için kontaklarını kullandığını söyledi.
Rosberg, projenin hala "büyük teknik risklere" sahip olduğunu, ancak kilit noktanın kimyasal reaktiflerin etkili olup olmadığı değil, daha pratik konular olduğunu söyledi. Evde test yapanlar için en olası sorun, test cihazının yanlış çalışması ve test reaktiflerinin normal şekilde kullanılmamasıdır. Ancak bu durumun test için yeterli virüs üretip üretemeyeceği belli değil.
Şekil Mucit Jonathan Rosberg, yatırımcılarından biri olan Bill Gates'e teşekkür etti (Kaynak: MIT Technology Review)
Bu sorunu çözmek için, burun swablarının postayla test veya evde test gerçekleştirmenin temeli olabileceğini kanıtlamak için çok çalışan Gates Vakfı'nın araştırmasına güvenmek gerektiğini söyledi.
Amerika Birleşik Devletleri verimsiz test yöntemlerini uygulamaya koyduktan sonra, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), şirketlerin yeni test yöntemlerini hızla uygulamaya koyabilmeleri için "acil durum" yetkileri vermeye başladı. Rosberg, evde yeni koronavirüs için genetik testi geçmeye çok az direnç göstereceğini beklediğini ve ajansın kendisine yardım ettiğini söyledi. "Bizim sorunumuz denetim kapsamında değil, sadece teknik bir sorun. Bu konuda kendime çok güveniyorum."
Peki, halka açılmak ne kadar sürer? Rosberg, 10.000 prototip kitinin ve beraberindeki mobil uygulamaların önümüzdeki ay üretilmesini talep ederek çalışanlarına bir meydan okuma oluşturdu. Rosberg, "Çiçek hastalığını fethetmek gibi, bir proje olacak." Dedi.
