Už tūkstančių kilometrų Berlyne vokiečių mokslininkas Olfertas Landtas jau buvo pasirengęs. Pastarųjų 30 metų jo darbas yra susijęs su atsirandančių naujų ligų diagnostika, įskaitant tokias ligas, kaip staigus ūmus respiracinis sindromas (SARS). Jis norėjo sukurti diagnostikos rinkinį, kad padėtų gydytojams diagnozuoti naująją ligą. Ir jis norėjo tai padaryti greitai.
Paprastai virusologai laukia, kol bus sekvenuota naujo viruso DNR, kad būtų galima kurti testą tokiam virusui diagnozuoti. Šį kartą O. Landtas ir jo trisdešimt darbuotojų turinti kompanija „TIB Molbiol“ dirbti pradėjo anksti. Pirmąjį diagnostikos rinkinį, panaudoję SARS ir kitus žinomus koronavirusus kaip pagrindą, sukūrė jau sausio 9 d. Bendradarbiaudamas su vienos vietinės universitetinės ligoninės mokslininkais, O. Landtas sukūrė tris diagnostikos rinkinio variantus, o tai reiškė, kad, kai tik pasirodys DNR sekvenavimo duomenys, bus tiesiog galima pasirinkti geriausią.
Sausio 11 d. O. Landtas nusiuntė savo diagnostikos rinkinį Taivano ligų kontrolės centrams ir diagnostikos kompanijai „Roche“ į Honkongą. Jis iki galo nežinojo, ar rinkinys veiks, ir net neparengė instrukcijų.
Tuomet per savaitgalį jis parengė instrukcijų vadovą ir nusiuntė jį elektroniniu paštu. „Mes pasakėme taip: „Klausykite, jūs turite šešis mėgintuvėlius ir jokių instrukcijų. Atiduokite juos bandymų laboratorijai, galite juos išbandyti su bandomaisiais pacientais“, – pasakojo jis.
Galiausiai, anot jo, jo nusiųstas diagnostikos rinkinys pasirodė esąs tobulas. Sausio 17 d. Pasaulio sveikatos organizacija paskelbė internete O. Landto protokolą, ir tai tapo pirmuoju testu, kuriuo pasidalijo organizacija.
O. Landtas skaičiuoja, kad iki vasario pabaigos pagamino keturis milijonus tokių diagnostikos rinkinių ir mažiausiai po dar 1,5 mln. vienetų kiekvieną savaitę nuo tada. Kiekvienas rinkinys, kuriame yra 100 testų, buvo parduotas už mažiausiai 160 eurų klientams Saudo Arabijoje, Pietų Afrikoje, Australijoje ir Europoje. Du suaugę O. Landto vaikai padėjo klijuoti ant rinkinių etiketes ir juos pakuoti. Kompanijoje taip pat 15 metų dirbanti mokslininko žmona taip pat prisidėjo.
„Nedirbu dėl pinigų. Imu pinigus, taip, nes tai sąžininga, kadangi mes gerai dirbame. Tačiau galiausiai mums nereikia pinigų“, – sakė jis.
Kalbant apie bet kokios pandemijos sustabdymą, labai svarbūs yra tyrimai. Jeigu liga diagnozuojama vienam žmogui, jis gali būti izoliuotas nuo kitų ir atitinkamai gydomas. Kaip neseniai pasakė PSO generalinis direktorius Tedrosas Adhanomas Ghebreyesus: „Visoms šalims turime paprastą žinią: tirkite, tirkite, tirkite“.
Tačiau praėjus beveik trims mėnesiams nuo tada, kai O. Landtas pirmą kartą pastebėjo pranešimus apie paslaptingą ligą, visame pasaulyje esama šalių, kurios susiduria su COVID-19 diagnozavimo sunkumais. Kai kurie tyrimai yra netikslūs, kitiems sukurti prireikė daug laiko, o dabar tyrimų bendrovės perspėja, kad pavojingai sumažėjo medžiagų kiekiai.
Visa tai kelia svarbų klausimą: jeigu testas gali būti sukurtas taip greitai, kodėl kai kurios šalys vis dar susiduria su problemomis?
Pirmieji kūriniai
Honkonge virusologas Leo Poonas sausį taip pat su nerimu stebėjo padėtį. Kaip ir O. Landtas, jis jau daug metų dirbo prie atsirandančių ligų. Būtent jo vadovaujama mokslininkų komanda iš Honkongo universiteto (HKU) 2003 metais identifikavo, kad SARS, kuris prieš metus atsirado žemyninėje Kinijos dalyje, buvo koronaviruso tipo virusas.
„Kadangi visą tai išgyvenome praeityje, mes žinome, kaip svarbu turėti efektyvų diagnostinį testą, – sakė jis. – Štai kodėl mes iš esmės mėginome viską padaryti kaip galima greičiau.“
Tačiau skirtingai nuo O. Landto, L. Poonas laukė DNR sekvenavimo.
Visos gyvybės formos turi tam tikro tipo molekulę, kurioje yra jų genetinės instrukcijos. Žmonių, kaip ir daugelio gyvybės formų, atveju tai yra DNR – genetinė medžiaga, kuri nurodo mums išsiauginti dvi kojas ir vaikščioti išsitiesus. Tačiau daugelis virusų, įskaitant hepatitų, Ebolos ir raupų virusus, turi RNR, arba ribonukleino rūgštį, kuri, kaip ir DNR, yra nukleino rūgštis, kurioje yra genetinė informacija.
Tuo tarpu žemyninėje Kinijoje mokslininkai dirbo mėgindami nustatyti naujojo viruso RNR. Kaip skelbia Kinijos naujienų žurnalas „Caixin“, naujojo viruso, kuris žinomas SARS-CoV-2 pavadinimu, sekvenavimas didžiąja dalimi buvo atliktas jau gruodžio 27 d.
Tačiau tik sausio 11 d. informacija apie sekvenuotą genomą buvo įkelta į visiems prieinamą tinklalapį virological.org Šanchajuje veikiančio Fudano universiteto profesorius Zhango Yongzheno vardu. Kinijos valdžia sekvenavimo duomenimis pasidalino sausio 12 d.
Kai Zhangas Yongzhenas pasidalino sekvenavimo duomenimis, L. Poono komanda ėmėsi darbo.
Pirmiausia, jie išanalizavo naujojo viruso RNR ir nusprendė, kad jų testas bus skirtas nustatyti kodo dalis, kurios yra panašios į SARS koronaviruso RNR. Egzistuotų mažesnė tikimybė, kad šios dalys mutuos, nes jos virusui yra labai svarbios.
Vėliau jie sukūrė testą.
Standartinis būdas nustatyti virusą yra panaudoti metodą, kuris vadinamas polimerazine grandinine reakcija (PGR). Šis metodas buvo sukurtas devintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje ir iki šiol buvo itin plačiai naudojamas: nuo įtariamojo nusikaltimu DNR nustatymo iki tyrimo, ar tam tikro vaisiaus derlius yra užkrėstas kokiu nors virusu.
PGR testus sudaro ingredientai, vadinami reagentais, įskaitant žymeklius ir zondus.
Prieš atliekant PGR tyrimą, viruso RNR turi būti paversta DNR kopija. Tuome žymekliai ieško tikslinių sričių gene. Jeigu jie atranda tikslinius genus, tuomet tos sritys yra kopijuojamos vėl ir vėl, paaiškino Ročesterio technologijų universiteto biologijos docentė Maureen Ferran.
Kaskart, kai sukuriama DNR kopija, skleidžiama šviesa. Jeigu tos šviesos yra daug, tai rodo, kad yra genetinės medžiagos, kuri identifikuoja virusą, o tai reiškia, kad žmogus yra užsikrėtęs tuo virusu.
Dauguma diagnostinių rinkinių turi mažiausiai du genetinius taikinius, kad būtų užtikrintas rezultato patikimumas. Ir visa tai vyksta mažyčiu mastu mėgintuvėlyje diagnostinėje mašinoje. Diagnostinė mašina matuoja šviesos lygį ir lygina su kontrolei naudojamu teigiamu rezultatu (paprastai tai yra viruso mėginys). Jeigu tyrimo metu nepatvirtinamas teigiamu turintis būti rezultatas, tuomet mokslininkai žino, kad diagnostikos būdas neveikia.
Sukurti testą nėra sunku, sako Jeilio medicinos mokyklos epidemiologijos docentas Nathanas Grubaugh. Pagrindinis dalykas yra užtikrinti, kad jis taip pat neidentifikuotų kitų virusų.
Praėjus šešioms dienoms po to, kai gavo sekvenavimo duomenimis, L. Poonas jau turėjo veikiantį testą. Kaip ir O. Landto testas, jo testas gali nustatyti SARS ir Covid-19. Pasak L. Poono, tai ne bėda, nes dabar nėra SARS protrūkio.
Per vėliau sekusius mėnesius L. Poonas savo testus nemokamai išsiuntė į daugiau nei 40 pasaulio šalių, įskaitant Egiptą ir Kambodžą. Kiekviena šalis gauna tik vieną rinkinį, kainuojantį nuo 515 iki 644 JAV dolerių ir kuris gali būti panaudotas ištirti šimtą mėginių. Kai kurios šalys, kaip Nepalas, savo mėginius siunčia tyrimams į Honkongo universitetą. Idėja yra padėti šalims „tempti laiką“, kad jos galėtų mobilizuoti išteklius ir susikurti savo testus.
Tačiau nors kompanijos kaip „TIB Molbiol“ uždirba iš savo diagnostikos rinkinių, L. Poonas ir jo komanda nukreipia lėšas iš kitų savo projektų, kad sukurtų COVID-19 diagnostikos rinkinius, todėl iš esmės dirba veltui.
„Mes neturime pinigų, mūsų ištekliai yra nuliniai, – sakė L. Poonas. – Mes tiesiog dalinamės iš visos širdies.“
Kiti taip pat suteikia svarbios informacijos nemokamai. PSO tinklalapyje yra septyni nemokami protokolai. Iš esmės tai yra instrukcijos mokslininkams, kurie tikisi susikurti savo diagnostikos rinkinių. Taip pat pateikiama visa detali informacija apie O. Landto ir L. Poono testus.
„Šios visuotinės sveikatos krizės metu mums tikrai nerūpi intelektinės nuosavybės klausimas, – sakė L. Poonas. – Mus skatina dirbti siekis reaguoti į šias kylančias infekcijas, kad galėtume išgelbėti daugiau gyvybių.“
Sukurti naują testą – panaudokite jau esamą
Sausio vidury Naujosios Zelandijos pakrantėje esančiame saulėtame Gisborne Johnas Mackay sulaukė vyriausybinės Nacionalinės referencinės laboratorijos prašymo ir jam reikėjo nusipirkti medžiagų, kad jis galėtų nustatyti koronavirusą.
Diagnostinės laboratorijos „Dnature“ techninis direktorius J. Mackey parašė O. Landtui elektroninį laišką: „Olfretai, jeigu jis veikia kaip SARS, spėju, kad turi jau paruoštus rinkinius, kuriuos galima iš karto naudoti“.
Jau po pusvalandžio jis sulaukė vokiečio atsakymo, nors Berlyne buvo ankstyvas rytas. „Taip, tau kažkiek jų reikia?“ – atrašė jis.
„Tas vyrukas yra visiškas darboholikas, – kalbėdamas apie O. Landtą sakė J. Mackay. – Jis yra fenomenalus vyrukas.“
Rinkiniai buvo išsiųsti į Naująją Zelandiją, ir maždaug likus mėnesiui iki pirmojo atvejo šalyje, jos valdžia jau turėjo parengtą testą.
Panaši situacija buvo ir Australijoje. Kaip ir Naujoji Zelandija, ji neturėjo viruso pavyzdžių, todėl rėmėsi užsienyje sukurtais testais, pasakojo didžiajai daliai tyrimų Australijos Naujojo Pietų Velso valstijoje vadovavusios laboratorijos atstovas Williamas Rawlinsonas. Ir tuomet, kai Australijoje dar nebuvo užregistruota nė vieno užsikrėtimo virusu atvejo, šalis jau turėjo parengtus diagnostikos rinkinius.
Kitos šalys nusprendė veikti pačios
Vienas iš ankstyvųjų testų buvo sukurtas žemyninėje Kinijoje, jį sukūrė šalies Ligų kontrolės centras. Sausio 24 d. jo protokolas buvo paskelbtas PSO puslapyje.
Tačiau vasario pradžioje žemyninėje Kinijos dalyje virusas ir toliau plito, nes žmonėms, kurių tyrimų rezultatai iš pradžių buvo neigiami, vėliau buvo diagnozuotas virusas. Pekino universiteto Liaudies ligoninės respiratorinės ir kritinės priežiūros skyriaus vadovas Gao Zhanchengas Kinijos valstybiniam laikraščiui „China Daily“ sakė, kad keli veiksniai galėjo turėti įtakos tyrimų rezultatams, o ne tik pats testas. Įtakos galėjo turėti ir tai, kaip gydytojai ėmė mėginį ir kokios buvo aplinkybės laboratorijose.
Iš pradžių Kinija susidūrė ir su PGR testų rinkinių trūkumu. Jų taip trūko, kad Kinijos mokslo ir technologijų ministerija nurodė atlikti kitų tyrimų, skelbė valstybinė naujienų agentūra „Xinhua“. Kai kurie žmonės buvo priversti laukti tyrimų, nes Kinijos sveikatos priežiūros sistema dėl viruso protrūkio buvo smarkiai apkrauta.
Jungtinėse Valstijose taip pat buvo problemų.
Sausio 17 d. – tą pačią dieną, kai PSO paskelbė O. Landto protokolą, – vienas aukšto rango pareigūnas pranešė, kad JAV ligų kontrolės ir prevencijos centrai patys susikūrė testą nenaudodami PSO paskelbtų protokolų.
Agentūra vasario 5 d. pranešė, kad pradės tiekti diagnostikos rinkinius. Tačiau netrukus laboratorijos pranešė, kad testai neveikia, o tai reiškia, kad kai kuriuos jų teko gaminti iš naujo. Neaišku, kaip atsirado defektas.
Kodėl pasauliui reikia daug diagnostikos rinkinių
Nesunku pamatyti, kaip O. Landto ir L. Poono ankstyvas darbas padėjo kitoms šalims laimėti laiko ir pasirengti protrūkiui. Tačiau nei O. Landtas, nei L. Poonas neturi pajėgumų pagaminti testų visam pasauliui. Taip pat yra ir kitų priežasčių, kodėl reikia daug įvairių diagnostikos rinkinių.
Pirma, mokslininkai iš pradžių nėra iki galo įsitikinę, kad jų testas veikia. Pavyzdžiui, Jungtinėse Valstijose nustatytas defektas sutrikdė visą testavimą ir sudarė eilę. Jeigu visas pasaulis būtų buvęs priklausomas nuo to vienintelio testo, tuomet kiltų dar didesnė problema.
Kita problema yra ta, kad virusas potencialiai gali mutuoti tokiu būdu, kad esamas testas nebeveikia. Pavyzdžiui, jeigu esamas testas fiksuoja COVID-19 viruso „N“ geną, o virusas mutuoja, tuomet tokio geno nebėra ir testas nebefiksuoja viruso.
Taip pat reikia nepamiršti, kad vienoje šalyje veikiantis testas kitoje gali neveikti. Be to, kelių testų egzistavimas sumažina spaudimą vienam gamintojui ar vienai tiekimo grandinei, nes skirtingi tiekėjai gali naudoti skirtingas medžiagas.
Pavyzdžiui, Jungtinėse Valstijose medikai panešė apie tyrimams reikalingų priemonių, tokių kaip vatos pagaliukai tepinėliui paimti, reagentai ar pipetės skysčiui pernešti, trūkumą. Dėl šio trūkumo Minesotos ir Ohajo valstijos turėjo apriboti tyrimus ir juos atlikti tik labiausiai pažeidžiamiems pacientams. O Japonijos testų platintoja „Kurabo“, gaminanti kitokio tipo testą, kuriuo tiriami antikūnai, nurodė, kad testas tetrunka 15 minučių ir jam reikia kraujo mėginio, o ne tepinėlio.
Testų tiekėja „Roche Diagnostics Corporation“ sako, kad į laboratorijas Jungtinėse Valstijose kiekvieną savaitę tiekia 400 tūkst. testų, tačiau net ir to nepakanka paklausai patenkinti. „Bet kokios pasaulinės ekstremalios padėties metu paklausa visuomet viršys pasiūlą“, – pažymėjo kompanijos atstovas Michaelas Weistas.
M. Ferran sako, kad testavimas galėjo pakeisti JAV infekcijų rodiklį.
„Jeigu anksčiau būtume atlikę geresnių testų, galėjome pakeisti užsikrėtimo rodiklį. Tačiau nebegalime grįžti atgal, – sakė ji. – Tiesiog turėtume judėti į priekį ir iš to pasimokyti ir pasirūpinti, kad tai nepasikartotų.“
Nekalbant apie diagnostikos rinkinius
Atvirai kalbant, kai kurios šalys praleido galimybę pasinaudoti L. Poono ir O. Landto ankstyvo darbo rezultatais. Tiek Jungtinės Valstijos, tiek ir Jungtinė Karalystė susilaukė kritikos dėl to, kad neskubėjo tirti žmonių ir vėliau tyrė jų nepakankamai.
JAV ligų kontrolės centrai ir visuomenės sveikatos laboratorijos ištyrė daugiau nei 71 tūkst. mėginių, remiantis Ligų kontrolės centrų tinklalapyje paskelbti duomenys, nors šalies viceprezidentas Mike'as Pence'as sekmadienį pareiškė, kad iki šiol ištirta 254 tūkst. amerikiečių. Kovo 22 d. duomenimis, Jungtinėje Karalystėje ištirta 72818 žmonių.
Šie skaičiai smarkiai kontrastuoja su kitų šalių duomenimis. Pavyzdžiui, mažytėje Islandijoje imtasi plataus masto tyrimo. Kovo 21 d. duomenimis, 350 tūkst. gyventojų turinčioje šalyje ištirta jau daugiau nei 9700 žmonių.
Pietų Korėjoje valdžia pasirūpino, kad tyrimai būtų plačiai prieinami: 52 mln. gyventojų turinčioje šalyje ištirta jau daugiau nei 300 tūkst. žmonių.
Naujojoje Zelandijoje, kur patvirtinti 102 koronaviruso atvejai, teigiami rezultatai sudaro maždaug 1-2 proc., palyginti su 5 proc. JK ir 13 proc. JAV, sakė šalies Sveikatos ministerijos sveikatos generalinius direktorius Ashley Bloomfieldas.
„Mes darome palyginti daug tyrimų. Norime nustatyti visus atvejus, todėl tiriame net ir įtartinus.“
L. Poonas sako, kad yra nemažai priežasčių – tiek praktinių, tiek ir administracinių, kodėl kai kuriose šalyse tyrimai atliekami taip lėtai. Tam reikia apmokyto personalo, tinkamos įrangos ir tinkamų medžiagų. Ir bet kurios iš šių sudėtinių dalių trūkumas gali lėtinti tyrimo procesą.
Jungtinėse Valstijose egzistuoja ir papildoma biurokratinė našta. Kai kuriose šalyse testai gali būti naudojami beveik iš karto dėl kitokių taisyklių, taikomų plintančioms ligoms.
O Jungtinėse Valstijose visi testai pirmiausia turi būti aprobuoti Maisto ir vaistų administracijos (FDA). Dėl to vasario 28 d. daugiau nei šimtas virusologų ir kitų specialistų parašė laišką Kongresui, kuriame nurodoma, kad daugelis laboratorijų turi patvirtintų testų koronavirusui nustatyti, tačiau negali jų naudoti dėl FDA protokolo, kuris leistų naudoti testus protrūkių metu.
FDA jau leido kompanijoms gaminti ir tiekti testus prieš sulaukiant leidimo. Dėl tokių sušvelnintų taisyklių privačios kompanijos galėjo paspartinti savo darbą. JAV kompanija „Quest Diagnostics“, pavyzdžiui, naują testą pristatė kovo 9 d. ir tikisi per savaitę ištirti 280 tūkst. žmonių.
Palyginimui, Pietų Korėjoje viena kompanija sulaukė testo aprobacijos per savaitę. Tokius žmones, kaip O. Landtas toks politikų neveiksnumas siutina.
Jis pamena, kaip vasario pradžioje buvo operoje, kai Miunchene buvo užsikrėtę vos keli žmonės, ir jis priėjo prie Vokietijos sveikatos apsaugos ministro ir jam pasakė: „Turėtumėte pasakyti visuomenei, kad tai yra baisi liga. Nesakykite, kad tai tik vyksta Kinijoje“.
Tačiau Vokietijos vyriausybė neskubėjo imtis veiksmų, kaip, pavyzdžiui, mažinti socialinį kontaktavimą. Ir dabar šalyje jau yra daugiau nei 29 tūkst. patvirtintų koronaviruso atvejų.
„Virusas privalo keliauti, – sakė O. Landtas ir paaiškino, kad nužudęs vieną žmogų virusas turi infekuoti kitą, kad išgyventų. – Jeigu sumažini kontaktą su kitais žmonėmis, virusas neturi, kur keliauti ... Vienas užsikrėtęs užkrės vieną ar du kitus žmones. Taigi, tai yra kaip atominė bomba, tai yra eksponentinė kreivė. Tik tirdami mes galime identifikuoti žmones ir izoliuoti juos, kad užkirstume kelią kitų žmonių užkrėtimui.“
