Апрель 15, 2020

Петр Щедровицкий: Ранняя и точная диагностика играет очень важную роль

Аналитика Петра Щедровицкого о роли ранней диагностики covid-19 в принятии адекватных решений и о системах разделения труда, необходимых для массового производства тест-систем. «ТехноСпарк» реализует два проекта тест-систем в классе point-of-care.

Ранняя и точная диагностика играет очень важную роль.

Во-первых, она даёт возможность местным сообществам, местным администрациям и домохозяйствам принять адекватные решения по сдерживанию процесса распространения заболевания на той или иной территории. Из общих соображений можно предположить, что для крупного мегаполиса [например для Москвы] было бы оптимально иметь возможность в течение одного месяца при необходимости протестировать всех жителей. Это значит, что нужно в этом случае проводить около 1 миллиона тестов в день.

Во-вторых, она может дать в руки работодателю инструменты принятия решений о необходимости остановки или, напротив, возможности продолжения работы его предприятия. Из общих соображений ясно, что чем больше число работников, тем — при росте уровня общей заболеваемости — больше вероятность появления в конкретном коллективе заболевших. Так называемые бессимптомные носители вируса могут заразить остальных, и предприятие прекратит свою работу.

Сегодня таких возможностей нет.



Тестирование остается «узким местом» для оценки уровня заболеваемости, принятия адекватных санитарно-эпидемиологических мер, своевременного выявления и лечения заболевших.


С учетом вероятности повторных волн пандемии, а также необходимости создания «локальных зон, свободных от заражения» для обеспечения нормального функционирования хозяйственно-экономической системы этот вопрос во всех случаях придется решать.

Ниже я попробую объяснить почему решение данного вопроса сталкивается с такими трудностями — практически во всех странах мира. Прежде чем перейти к описанию конкретной ситуации дам предварительный ответ в общем виде.



Все дело в том, что в данном случае — как и в любой другой сфере человеческой деятельности — мы имеем дело с процессом формирования сложной системы «разделения труда».


Эта СРТ включает в себя много различных составляющих и среди них, в свою очередь, есть те продукты или виды работ которые являются «слабыми местами», ограничивающими масштабирование данной системы.

С учетом этого общего подхода попробуем грубо разобрать устройство данной СРТ. Прежде всего, необходимо выделить три типа тест-систем [далее — ТС]:

Во-первых, это лабораторные ТС, когда для проведения анализов нужно использовать стандартную ПЦР-лабораторию [использующую метод полимеразной цепной реакции с детекцией результатов]. К этому типу относится пока почти все официальные тесты в России.

Во-вторых, мобильные [point of care] ТС. Грубо говоря, это небольшие машинки, не требующие для проведения анализа сложной лабораторной инфраструктуры.

В-третьих, это ТС на наличие у человека «антител». Это важный элемент общей системы диагностики; в РФ первая подобная ТС зарегистрирована 10 апреля, но пока ещё не производится.

По официальным данным правительства в России, на 13 апреля зарегистрировано десять [10] ТС; на 23 марта их было 4. Из них, по моим данным, 7 — для пцр-лабораторий, 2 — point-of-care, 1 — на антитела. Вероятно, их число в ближайшие дни может увеличиваться, по мере появления и лицензирования новых решений.

Теперь давайте попробуем разобрать более подробно ситуацию с возможностями масштабирования первого типа ТС. Заранее предупреждаю, что будет много технических деталей — но рассчитываю, что читатели будут удерживать общую логику моего рассуждения.

Итак, если мы попытаемся грубо оценить СРТ в области лабораторного тестирования, то сразу обнаружим, что быстрый переход к реальному массовому тестированию пока не возможен — в силу наличия ряда инфраструктурных ограничений.

По официальным данным правительства, на 1 апреля в стране было задействовано 95 лабораторий и производилось 36 тысяч тестов в сутки. На 13 апреля, по тем же данным, в стране задействованы уже 254 лаборатории, в том числе — 18 частных. Это позволило увеличить число тестов до 80-90 тысяч в сутки. Если смотреть эти данные в пересчете на лаборатории, то мы увидим что одна лаборатория делает 350-400 тестов день. Эта «мощность» лаборатории в свою очередь определятся производительностью центрального «станка», которым является так называемый «амплификатор» или «ПЦР-машина». Один амплификатор может делать 96 тестов параллельно. Один полный такт анализа длится от 4 до 6 часов в зависимости от качества разделения труда в лаборатории. За день обычно делают не больше 2 тактов (200 тестов), но если есть несколько амплификаторов и под них выстроена система разделения труда — то можно делать 2 х Х [число амплификаторов] тактов. К этому стоит добавить, что в реальной жизни не все имеющиеся в распоряжении лабораторий машины новые, не все исправны, а умеющих хорошо работать на них людей тоже не много.

Всего в России по данным правительства 410 государственных и частных лабораторий, способных делать тесты. Это значит, что на этой инфраструктуре при текущей производительности труда в лабораториях можно достичь 150 тыс тестов в день. При резком увеличении производительности труда в лабораториях — думаю не больше 250 тыс в день.
В то же время мы предположили, что в одной Москве для контроля за «волнами заболевания» было бы желательно проводить около 1 миллиона тестов в день. А для регионов с населением 1/3 миллиона человек было бы желательно иметь возможность провести тестирование всего населения за одну-две недели.

Безусловно, увеличение числа и скорости проведения тестов [в том числе за счёт изменения химии (ферментов)] в лабораториях необходимо. И в эту сторону идут многие разработчики. Например новая Новосибирская тест-система МБС, по предварительным данным, даёт сокращение ПЦР-процесса в лаборатории в 3-4 раза. Если это так, это великолепный результат. Но! как мы уже сказали:



ПЦР-процесс — это технологически лишь одна из пяти или шести составляющих реальной СРТ.


Попробуем грубо описать эту СРТ.

Первая составляющая — сбор биоматериала у человека. Вторая составляющая — доставка его в лабораторию. Третья составляющая — выделение из биообразца РНК. Сегодня, как я понимаю, этот этап занимает около 1,5-2 часов. Четвёртая составляющая — «раскапывание» образцов. Если это делает робот — затраты времени составляют около 20 минут, если человек — до одного часа. Пятая составляющая — обратная транскрипция (из РНК вируса делают ДНК, пригодную для анализа). Ещё 30 минут. И только шестая составляющая — собственно ПЦР-анализ на амплификаторе, который мы разобрали выше. Если я ошибся с оценкой временных интервалов, пусть специалисты меня поправят. Я не являюсь специалистом в медицинской диагностике, но являюсь специалистом в оценке и проектировании СРТ.

Итак: процесс в периметре лаборатории занимает 4-6 часов. То есть увеличение скорости ПЦР анализа в 3 раза — это максимум минус час. Минус час при нынешнем уровне организации СРТ [еще раз для тех кто запутался — системы разделения труда] в среднестатистической лаборатории — это всего лишь 15% от времени одного такта диагностики. Давайте представим себе, что мы все вместе осуществили титаническое усилия и за обычные 8-10 часов работы в день сумели сделать не два, а три полных цикла ПЦР. Все лаборатории страны неожиданным образом нашли необходимый квалифицированный персонал и перешли на круглосуточную работу…. как говорил один из классиков «нельзя долго стоять на цыпочках». Ситуация меняется в лучшую сторону, но не радикально.

Но и это ещё не все.

В последние дни появилась информация о большом числе так называемых «ложно отрицательных результатов» лабораторного тестирования. Давайте попробуем разобраться чуть подробнее. Дело в том что геном вируса во-первых очень короткий, во-вторых геном вируса — это молекула РНК, а не ДНК, как, например, у человека. Молекула РНК менее устойчива, она легко фрагментируется — то есть «портится», — пока ты везёшь его в лабораторию. Все этапы хранения и транспортировки должны проводиться при строго определённых температурных режимах. Из общих соображений ясно, что они часто не соблюдается — как по объективным, так и по субъективным причинам. Отсюда, на мой взгляд, может возникать высокий уровень ложноотрицательных результатов, когда вирус не диагностируется, несмотря на наличие в биообразце. То есть это не столько проблема качества и точности тестов, сколько проблема сбора и логистики био-материала.

Вместе с тем, есть ещё одна составляющая СРТ в данной области деятельности, которая не менее важна для понимания возможностей ее масштабирования. Речь идёт о «расходных материалах» для проведения тестов. Часто можно слышать вопрос: почему нужно много разных тест-систем для ПЦР, а не «одна хорошая»?

Главное — что нужно понимать — у разных производителей тестов разные поставщики и производители ферментов и праймеров.

Некоторые из них не производятся в России вообще, а некоторые — производятся в ограниченных масштабах. Когда материалы разные, производятся разными компаниями или ввозятся разными компаниями из разных стран в мире — тогда эта конструкция в общем плане более устойчива. Для России вариативность тестов особенно важна, так как многие страны [в том числе США] сейчас закупают все расходные материалы для тест-систем в гигантских масштабах, — у других стран уже возникает или может возникнуть в ближайшее время дефицит.



Главный тезис по итогам первой части: сегодня нам нужно много разработчиков и много производителей тест-систем. Умные разработчики должны производить не только сами, но и давать лицензию «чистым [контрактным]» производителям. Это позволит увеличить объём инвестиций, которые могут прийти в эту СРТ.


Если разработчики, как обычно, будут производить все сами, тестов всегда будет не хватать, поскольку у самих разработчиков нет компетенции в решении задач масштабирования СРТ, и к ним не придут достаточные инвестиции. Инвесторы будут инвестировать только в производство, которое может делать разные тест-системы, чтобы не зависеть от качества той или иной разработки.

Теперь — более коротко — зафиксируем ситуацию со вторым типом тест-систем [ТС].

Класс Point-of-care машин — это в пределе такие приборы, которые объединяют «в одном флаконе» стадии с 3 по 6. То есть специальной палочкой берётся биоматериал из носа, палочку засовывают в прибор и процесс пошёл — через 20-40 минут получаешь индивидуальный результат. Такой прибор может работать в аэропортах, на предприятиях и т.п. — то есть вне лабораторной инфраструктуры, и не зависеть от ее размера и мощности.



Для предприятий с небольшим количество работников point-of-care приборы могут стать важнейшим элементом обеспечения работоспособности в условиях пандемии.


В мире сегодня есть всего один сертифицированный на ковид 100% point-of-care прибор — от биообразца до результата [американский].

В России сейчас несколько компаний пробуют ускоренно вывести на рынок приборы этого класса. Кто-то идёт по пути локализации зарубежных разработок, кто-то разрабатывает сам — но вне зависимости от выбранной бизнес-модели, решение такой задачи требует быстрого разворачивания специализированной СРТ. Поясню на примере проекта, который реализуется сегодня в ТехноСпарке.

Один из его стартапов сделал компактный прибор, который может делать один анализ за раз, но уже за 15 минут, а не за стандартные 40-50. Сам прибор исходно делался для другой цели, его последняя версия для сферы биобезопасности была переделана в анализатор covid-19 стартапом-разработчиком за 2 месяца. Ещё 2 месяца потребуется для запуска его производства.

Комментируя этот проект, акционер и генеральный директор «ТехноСпарка» Денис Ковалевич отмечает: «Пока один наш стартап-разработчик тестирует и усовершенствует прибор, другой стартап — запускает для него производство оптики с нужным покрытием, третий — профессионально помогает с документацией для регистрационного удостоверения, четвертый — допиливает дизайн интерфейса, а пятый — не дожидаясь окончания формальных процедур, прорабатывает с потенциальными поставщиками сроки доставки комплектующих для серийного производства прибора. Созданная „ТехноСпарком“ за последние восемь лет система разделения труда по выпуску новых технологических продуктов работает как своего рода конвейер инноваций».

Источник: Петр Щедровицкий

Этот сайт использует куки для улучшения производительности сайта. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к нашей Политике конфиденциальности.

Я согласен