从目前疫情汇总情况看,武汉仍有大量的疑似新型冠状病毒肺炎确诊艰难。根据1月23日武汉市卫生健康委员会针对新型冠状病毒肺炎防控情况的介绍,此前,疑似病例样本“由辖区疾控中心转运到武汉市疾控中心,武汉市疾控中心转运到湖北省疾控中心进行核酸检测,每天可检测样本200多份”。
每天检测200多份样品,显然无法满足不断涌入医院的发热病人确诊需求。由于核酸检测是新型冠状病毒肺炎确诊的最关键步骤,因此核酸检测的效率似乎成为新型肺炎确诊效率的瓶颈。
那么,武汉新型冠状病毒肺炎核酸检测为什么这么难?
太长不看:
新型冠状病毒核酸检测需使用的荧光PCR法耗时较长,对实验室、设备、人员均有要求。
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指定检测机构和资源分配是目前的瓶颈。
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确诊难的情况有望随试剂盒快速审批得到缓解。
目前采用的新型冠状病毒核酸检测方法叫做荧光PCR法,这是一项有着几十年历史的成熟的分子生物学技术。PCR全称为Polymerase Chain Reaction,中文翻译为“聚合酶链式反应”。早在1983年,美国Cetus公司的穆利斯( Kary Mullis)首先提出设想,并在1985年发展出现在的PCR技术。1993年,穆利斯因发明PCR技术获得诺贝尔化学奖。
荧光PCR技术出现于1996年,在原有技术的基础上,通过荧光染料或荧光探针来指示DNA复制的拷贝数,通过相应的软件分析荧光信号,计算样品中初始核酸分子的含量。荧光PCR技术相比原来常规PCR,可以更加精确地定量测定生物样本中的核酸含量,目前成为病毒核酸检测的常规方法之一。
新冠状病毒核酸检测试剂盒就是通过荧光PCR技术,检测病人肺泡灌洗液、咽拭子、血液等样本中新冠状病毒核酸的含量,如果核酸含量超过某个临界值(即阳性结果),则认为该病人被新冠状病毒感染;如果样本中核酸含量低于某个临界值(即阴性结果),则认为该病人没有被该病毒感染。
要对新冠状病毒进行核酸检测,首先要获得新冠状病毒的遗传物质RNA全基因组序列信息。
在获得患者标本12天后,上海市公共卫生临床中心于2020年1月7日在实验室检出一种新型冠状病毒,并获得了其全基因组序列。
之后,便可以设计并人工合成PCR所需要的“引物”(一小段DNA分子,用于启动DNA复制)和荧光探针,对病人的生物样本进行核酸测试。经过在实验室中对荧光PCR实验条件的优化、测试和验证,确保试剂盒的准确性和精确性,避免出现误诊(假阳性)和漏诊(假阴性),便可获得用于临床诊断的标准化新冠状病毒核酸检测试剂盒。
据报道,三家已经通过国家疾控中心认证的试剂盒生产企业(辉睿生物、捷诺生物和伯杰医疗)迅速投入生产,仅捷诺生物一家就在1月16日生产了可供7.5万人份使用的试剂盒。
从分离病原体、鉴定新冠状病毒、获得全基因组序列、研发核酸检测(荧光PCR)试剂盒,到试剂盒的投入生产,只用了不到一个月,这个反应速度是非常快的。
不过,相对于一些常规临床检测(比如血常规只有半个小时),荧光PCR测试花费的时间要长得多。
在进行荧光PCR测试之前,先要从病人的生物样本(肺泡灌洗液、咽拭子、血液等)中提取病毒核酸。一般核酸提取仪所需时间从半小时到2小时不等,一次可提取的样本通量从32个到96个不等。荧光PCR测试需在荧光PCR仪器上进行,通常需要2个小时左右。
一台荧光PCR仪器通常一次可以测试96个样本,由于测试时需要做阳性对照和阴性对照用于检测的质量控制,因此一般一台荧光PCR仪器一次最多可以检测88个样本。加上试剂的准备、上样等操作时间,一轮荧光PCR测试差不多需要5个小时,之后结果分析和出检测报告还需要时间。因此从病人样本送到实验室即刻开始测试到出检测报告差不多也需要8个小时。
一台PCR仪24小时不停歇轮3班,每班配一个检测实验员,每班最多88个样本,24小时只能检测200多个样本。这其中还可能出现首次检测结果模棱两可(介于阳性和阴性之间的结果)需要复检的样本。
由于新冠状病毒属于传染性较强的病毒,为了防止测试过程中发生病毒泄露或人员感染等生物安全事件,这类病毒的核酸检测实验室还必须达到至少二级生物安全实验室级别,同时采用生物安全三级实验室的个人防护,操作人员也必须是经过专业训练的检测员。
因此符合条件的实验室数量、荧光PCR仪器数量、操作人员的数量成为决定新冠状病毒核酸检测效率的重要因素。
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