Nature增刊呼吁低成本的诊断方法

没有人喜欢用棉签在鼻子上旋转来检测COVID-19，但在疫情最严重的时候，应感谢家庭诊断测试。用户可以在15分钟内了解自己是否感染了冠状病毒，是否有将朋友或家人暴露于COVID-19的风险——所有这些都不需要离开家。这些快速抗原检测的准确性远远低于基于实验室的诊断。但在许多国家，它们填补了原本过度扩张的卫生保健系统的关键空白，引导病情轻微或无症状的人远离不必要的医疗服务。

不幸的是，低收入和中等收入国家(LMICs)的许多人发现自己很难获得任何形式的检测——无论是家庭检测还是实验室检测。这个问题早在COVID-19之前就存在了。南非实际上在COVID-19之前正面临着艾滋病和结核病的大流行。与富裕国家不同的是，在中低收入国家，简单的即时诊断测试不仅仅是权宜之计——考虑到设备齐全的诊所和医院有限，它们可能是唯一的选择。

如果抗击COVID-19的技术可以广泛应用于其他疾病的低成本即时诊断，这种检测的缺乏将会成为过去。大流行表明，你可以相对较快地进行检测，并相对成功地通过监管途径。但是，将实验室概念转化为现实世界的公共卫生成功仍然极其困难，特别是对世界上资源最有限地区的人们来说。

2004年，Peeling和她的同事创造了首字母缩略词“ASSURED”，以描述在低收入和中等收入国家使用性传播感染(STI)快速诊断测试的关键考虑因素。检测应该是负担得起的（affordable）、敏感的（sensitive）、特异性的（specific）、用户友好的（user-friendly）、快速的（rapid）、不需要设备的（equipment-free），并且能够交付给需要它们的社区（deliverable）。这些标准很快被应用于一般的即时诊断分析。大约十年后，它们被重新命名为“REASSURED”，以适应另外两个优先事项:实时报告功能（real-time reporting capabilities）和简单的样本收集(easy sample collection)。

尽管这些缩写词在开发测试时提供了有用的参考点，但任何一种技术都不可能满足所有要求,权衡是不可避免的。即使是那些在中低收入国家发挥了作用的系统，也达不到得到REASSURED的标准。例如，用于检测病毒和细菌DNA和RNA的GeneXpert平台已经在资源有限的环境中“彻底改变了结核病的诊断”。然而，这个系统需要一个超过1.5万美元的仪器，体积庞大，还需要稳定的电源。加州一家医疗公司开发了一种检测性传播感染和呼吸道感染的方法，无需仪器，独立测试可以由用户直接读取，但每次测试的筛选成本约为80美元。

正在开发的新一代检测方法可以在不牺牲太多其他标准的情况下降低检测成本，尤其是在低收入地区。一美元的测试在美国似乎非常便宜，但在其他地方可能很便宜，也可能不便宜。

许多团队正在通过在纸基测试来降低成本。事实上，基于纸张的检测方法已经普遍用于妊娠测试和家庭COVID-19诊断。与此同时，蛋白质工程和配方的进步使酶和其他关键试剂以稳定、干燥的形式储存变得越来越简单，这种形式在再水化后可以迅速恢复正常功能。这可以消除对冷藏的需求，简化运输和储存。

大多数家庭COVID-19检测是侧流抗原检测试验，是现代诊断学的支柱。但抗原测试也很难更新，如果病原体发生变化，需要付出相当大的努力来开发新的抗体。比如致病寄生虫恶性疟原虫hrp2和hrp3基因的丢失，使它能够躲过针对这些基因编码的抗原的快速诊断测试。

与抗原检测相比，基于核酸的检测更容易适应不断变化的靶标，而且可能更加敏感。然而，PCR很难廉价地完成，因为它需要专门的设备。一种替代方法是等温扩增。在乌干达进行的一次实地试验中，这种检测方法检测疟疾的准确率达到98%，克服了目前抗原检测由于缺少hrp基因而造成的盲点。然而，等温放大试验仍然需要获得稳定的热源。

REASSURED呼吁进行无设备测试，一方面是为了降低成本，另一方面是因为世界上许多地方的电力供应并不可靠。但简单的电池供电系统是一种可接受的替代方案，许多新兴的即时诊断测试利用智能手机，手机的作用可以是单纯的电力来源，可以分析化验结果，或将结果上传到公共卫生数据库。但手机不同品牌和型号的传感器和摄像头的不同性能，可能会使使用智能手机相机作为分析解释的可靠工具的努力变得混乱。FDA通常负责制定全球医疗设备法规，该机构一直在犹豫是否批准基于手机的诊断。

当在临床环境中测试一种分析方法时，意外的挫折是司空见惯的。许多设计从未离开实验室，在科学文献中只有少数实地试验能成功。当样品收集和处理不再由经验丰富的实验室人员在环境控制的环境中进行时，可能出现的一个挑战是污染。Cooper回忆他的团队在乌干达的学校进行的基于纸张的疟疾诊断测试的实地试验，该试验经常因游离DNA渗透到检测材料中而失败，到了第三天，蒸馏水检测结果也呈阳性。

现场试验老手强调了尽早与区域合作伙伴接触的重要性，要密切了解将进行检测的地点的基础设施的局限性，以及在卫生保健系统中使用诊断检测的方式。例如，在资源有限的环境中，测试可能由读写能力有限的人或未经过培训的卫生保健工作者进行。试剂的可及性一直是中低收入国家部署测试的一个特别困难的障碍。检测严重依赖西方的昂贵试剂(如酶)来源——甚至测试中使用的高质量纸张材料也很难找到。在非洲，DIDIDA项目正在努力通过培训和教育加强当地能力，同时还在当地促进诊断检测的区域生产。

作为一个额外的好处，当地的制造能力还可以促进针对中低收入国家的被忽视的地方病的诊断方法的开发。例如，基孔肯雅热对大部分工业化国家来说并不是优先考虑的问题。有能力进行与这些市场相关的检测有巨大的潜力。

更一般地说，对低收入和中等收入国家负担得起的疾病检测至关重要的即时诊断方法长期以来一直被忽视。COVID-19大流行期间与卫生保健系统的第一个接触点是通过诊断，现在仍然是这样，重要的是要保持这种势头，以确保当下一次大流行袭击我们时，我们不必重新开始。