Innovazione in tempi di bisogno: la tradizione di Cepheid nella risposta ai focolai epidemici

Una storia di microorganismi e macro impatto

Un viaggio nella storia dell’innovazione in risposta, e spesso in anticipo, alle minacce di epidemie causate da agenti infettivi emergenti ed in evoluzione. Scopri le innovazioni di Cepheid implementate per affrontare emergenze di salute pubblica infettive per oltre 20 anni e le fondamenta gettate per prepararsi alle esigenze future.  

La prima cartuccia Cepheid per la risposta alle crisi: l’antrace

A settembre 2001 il mondo fu scosso da devastanti attacchi terroristici per sempre ricordati come "9/11", l'undici settembre. Appena un mese dopo, una nuova serie di attacchi colpì gli Stati Uniti, quando quattro lettere contaminate da spore di antrace furono inviate per posta, causando 22 malattie, 5 decessi e una diffusa paura di ulteriori attacchi¹.

In risposta a questa minaccia, il Servizio Postale degli Stati Uniti (USPS) commissionò il primo test rapido mai sviluppato per rilevare pericoli biologici nel sistema postale. Cepheid collaborò con Northrop Grumman, azienda multinazionale nel settore aerospaziale e della difesa, per sviluppare nei primi anni 2000 il suo primo test a cartuccia per rilevare le spore di antrace. L’USPS utilizza ancora oggi questo test come parte integrante del suo sistema di rilevamento dei rischi biologici² installato in tutti gli impianti postali nazionali per proteggere dipendenti e clienti dall’antrace. 

Risposta alla pandemia di “influenza suina”: il primo test influenzale Xpert®

Verso la metà degli anni 2000, Cepheid iniziò a fornire test molecolari a ospedali e cliniche in formato automatizzato a cartuccia, semplificando la diagnostica molecolare clinica per patogeni come lo streptococco di gruppo B e lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina.

Nel 2009, un nuovo virus dell’influenza A (H1N1), inizialmente chiamato “Influenza suina”, emerse in Nord America e si diffuse rapidamente nel mondo, causando la prima pandemia influenzale del XXI secolo³. Questo nuovo virus conteneva una combinazione unica di geni influenzali, prima sconosciuta in animali o umani, generando un urgente bisogno di test diagnostici per identificare il virus nei campioni dei pazienti.  

Dichiarata l’emergenza di sanità pubblica per l’epidemia di H1N1, la U.S. Food & Drug Administration (FDA) autorizzò l’uso di emergenza di test diagnostici in vitro selezionati⁴. Cepheid rispose a questa esigenza con un’innovazione rapida e ottenne l’autorizzazione all’uso in emergenza (EUA)⁴ per il test dell’influenza Xpert nel 2009. Nonostante l’OMS abbia dichiarato conclusa la pandemia di influenza H1N1 2009 nell’agosto 2010, il virus H1N1 continua a circolare stagionalmente, causando malattie, ricoveri e decessi ogni anno⁵, mantenendo ancora oggi rilevanti gli obiettivi diagnostici del test.

Con un design multiplex innovativo, il test dell’influenza Xpert includeva obiettivi di rilevamento per influenza A, influenza B e un risultato specifico per H1N1. La prima EUA di Cepheid fu significativa e gettò le basi per una nuova risposta a epidemie 10 anni dopo.

Test a pannello multiplex e agilità nel gestire le varianti: influenza + RSV

I virus influenzali cambiano costantemente, creando nuove varianti nel loro incessante gioco di nascondino molecolare. Cepheid ha risposto alle varianti emergenti dell’influenza aviaria aggiornando nel 2012 il suo test dell’influenza Xpert, ampliando la copertura del ceppo A per rilevare l’H5N1. 

Per rimanere avanti alle mutazioni virali ed evitare continui aggiornamenti dei test, Cepheid ha sfruttato la potenza del design multi-target per creare un test respiratorio virale potente. Nel 2014 sono state implementate innovazioni multiplex per sviluppare uno dei primi test molecolari sul mercato combinati influenza+RSV, Xpert Flu/RSV XC (copertura estesa). 

Il test è stato progettato come un test dell’influenza “pronto per la pandemia” con una copertura più ampia dell’influenza A, il rilevamento della variante emergente H3N2, una più affidabile rilevazione dell’influenza B e l’aggiunta di RSV A e B in un’unica segnalazione RSV. Il test è stato lanciato sia sul mercato statunitense (FDA) che su quello europeo (CE-IVD) nel 2014. Nel 2015, il test ha ottenuto lo stato di esenzione CLIA dalla FDA statunitense, diventando il primo test PCR a pannello con esenzione CLIA disponibile per l’uso nel punto di cura. 

Risposte alle crisi sanitarie globali in corso: tubercolosi 

la tubercolosi (TB) continua a essere un’epidemia globale ed è la principale causa di mortalità da malattie infettive nel mondo, con oltre 1,25 milioni di decessi all’anno.⁶ Cepheid supporta i test per la TB nei Paesi ad alto carico e a livello mondiale da oltre 15 anni. Xpert MTB/RIF, introdotto nel 2009 in collaborazione con la Foundation for Innovative New Diagnostics (FIND), è stato un test molecolare innovativo in grado di rilevare simultaneamente il Mycobacterium tuberculosis (il batterio che causa la TB) e le resistenze potenziali alla rifampicina, uno dei farmaci più potenti contro la TB. 

Il test ha ricevuto l’approvazione dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel 2010. In una conferenza stampa globale, Marion Raviglione, Direttrice di Stop TB, ha commentato: “È una svolta che il mondo aspettava da letteralmente decenni”.⁷ Secondo Reuters⁸, l’OMS ha dichiarato di sostenere il test perché potrebbe “rivoluzionare” la cura e il controllo della TB diagnosticando accuratamente i pazienti in circa 100 minuti, rispetto agli attuali test che possono richiedere fino a tre mesi per fornire i risultati.

Ulteriori innovazioni nella lotta alla TB includono il test Xpert MTB/RIF Ultra con design aggiornato e risultati più rapidi e Xpert MTB/XDR, in collaborazione con FIND, per affrontare il crescente problema della TB estensivamente resistente ai farmaci (XDR)⁹, la forma più grave di TB. Xpert MTB/XDR ha sfruttato una capacità multiplex aumentata che consente di rilevare multiple mutazioni associate alla resistenza su diversi geni da un solo campione. 

Tuttavia, le innovazioni non si limitano al design dei test. Nel 2011, Cepheid ha lanciato il suo programma di accesso globale in collaborazione con importanti organizzazioni non profit, per offrire prezzi speciali ai Paesi in via di sviluppo con un alto carico di malattie. Oggi il programma raggiunge ogni angolo del mondo colpito da malattie letali come TB, HIV ed Ebola.

Puntare a fermare sul nascere le malattie mortali: Ebola

2024 ha segnato il decimo anniversario della più grande epidemia di Ebola della storia.¹⁰ I test precoci erano cruciali perché, senza trattamento, il tasso di mortalità per Ebola può arrivare fino al 90%.¹⁰ Con il numero di infezioni che raddoppiava circa ogni 3-4 settimane e senza un vaccino sicuro ed efficace, identificare i pazienti infetti e metterli in quarantena era essenziale per controllare la diffusione della malattia.¹¹ Eppure, meno di una persona su cinque con Ebola veniva diagnosticata entro due giorni dall’inizio della fase contagiosa, anche a quasi un anno dall’inizio dell’epidemia del 2014.¹¹

Il test Xpert Ebola ottenne l’EUA e l’inserimento nella lista di acquisto dell’OMS per i Paesi colpiti da Ebola nel 2015 ed è stato distribuito in Africa occidentale e altri Paesi bisognosi. Due anni dopo, quando una nuova epidemia di Ebola iniziò nella Repubblica Democratica del Congo, il test di Cepheid fu riconosciuto per il suo ruolo nel contenimento della diffusione.¹² Il governo della RDC ha adottato il sistema GeneXpert come metodo principale per i test di Ebola durante l’epidemia, permettendo risultati rapidi e una risposta più agile rispetto all’epidemia precedente.¹²

Resistere alla variabilità genetica con ampia copertura dei ceppi: la pandemia di COVID-19

Quando la pandemia di COVID-19 è stata dichiarata nel 2020, Cepheid aveva l’esperienza nella progettazione dei test per rispondere in tempi record. Il test SARS CoV-2 Xpert Xpress, rilasciato con EUA della FDA nel marzo 2020, è stato il primo test PCR rapido SARS-CoV-2 per l’uso al punto di cura. Sei mesi dopo, il test respiratorio 4 in 1 di Cepheid ha ricevuto l’EUA per rilevare SARS-CoV-2, influenza A, influenza B e RSV: virus che circolano contemporaneamente con presentazioni cliniche sovrapposte ma gestioni cliniche differenti.

Data la rapida evoluzione del coronavirus e l’aspettativa che nel tempo emergessero nuove varianti virali, Cepheid ha aggiornato i test nel 2021 aggiungendo un terzo gene target per il rilevamento di SARS-CoV-2. Con tre geni disponibili per rilevare il nuovo coronavirus, i test di Cepheid hanno resistito alla variabilità genetica che ha influenzato altri test¹³, permettendo a operatori sanitari e pazienti di beneficiare di risultati SARS-CoV-2 affidabili durante la pandemia.

Controllare una recente epidemia con preparazione: Mpox (vaiolo delle scimmie)

A maggio 2022 è esplosa un’epidemia di mpox che si è diffusa rapidamente in Europa, Americhe e in tutte e sei le regioni dell’OMS. È stata presto dichiarata emergenza di sanità pubblica di interesse internazionale,¹⁴ una dichiarazione formale dell’OMS che segnala un evento straordinario che rappresenta un rischio sanitario per altri Paesi attraverso la diffusione internazionale della malattia e che potenzialmente richiede una risposta internazionale coordinata.

Xpert mpox è stato il primo test al punto di cura a ricevere l’EUA dalla FDA per il rilevamento dell’infezione da mpox nel 2023. Essendo l’unico test molecolare al punto di cura con inserimento nella lista di uso d’emergenza (EUL) dell’OMS, è stato uno strumento prezioso di preparazione e risposta, utilizzabile rapidamente dove servivano informazioni accurate e operative. Xpert mpox si è dimostrato di nuovo prezioso nel 2024, quando è stata dichiarata una nuova emergenza internazionale per mpox, che richiedeva una diagnosi rapida e accurata per sostenere le comunità colpite.

Guardare al futuro

La diagnostica molecolare deve essere agile ed accessibile per affrontare le sfide di sanità pubblica e le epidemie. Gli sviluppi futuri devono concentrarsi sul potenziamento delle capacità di test rapido, sul miglioramento delle tecnologie multiplex e sull’adattabilità ai patogeni emergenti e alle esigenze cliniche. 

Qualunque sarà il prossimo invito all’azione, Cepheid è pronta a soddisfare le esigenze degli operatori sanitari, dei pazienti e delle comunità in tutto il mondo. Siamo pronti a servire e a innovare continuamente per ciò che verrà.