截至5月22日,SARS-COV-2導致的COVID-19在全球范圍內已經確診超過501萬人,SARS-COV-2核酸檢測目前依舊是進行COVID-19診斷的金標準,同樣也是無癥狀感染人群的必要篩查手段。
4月30日,國家提出了強化新冠病毒核酸檢測的要求,要求各地應當加強醫療機構實驗室建設,對所有三級醫院以及縣醫院開展建設,使其迅速達到新冠病毒核酸檢測條件;對其他二級以上醫院也應當同時加強建設,使其逐步達到新冠病毒核酸檢測條件,根據疫情防控形勢需要隨時能夠開展核酸檢測工作。醫療機構要對發熱門診患者、門急診中高度懷疑感染新冠病毒患者、入院患者、陪護人員以及醫療機構工作人員等,按照“應檢盡檢、愿檢盡檢”的原則,開展新冠病毒核酸檢測,及時發現院內感染的風險。
同時5月11日,武漢市提出對全市1000萬左右的轄區人口進行全面核酸檢測。有醫藥市場分析報告稱截至2020年年底,國內有將近8億人次需要進行SARS-COV-2核酸檢測,對應的市場規模將超過100億元。面對這樣龐大的檢測人群壓力以及巨大的衛生經濟資源壓力,尋求一種有效的解決途徑勢在必行。
(來源:國家發改委網站)
5月18日,有報道聲稱武漢市江岸區進行SARS-COV-2核酸檢測時出現混合樣本檢測,并且采取混合樣本檢測方式是根據武漢市衛健委下發《全市加強核酸檢測加快篩查無癥狀感染者工作方案》文件要求進行的,以提高核酸檢測效率,采取混合樣本核酸檢測前做過預試驗,可以保證檢測結果。
對SARS-COV-2核酸進行混合樣本檢測,除了武漢市衛健委的文件通知,國際上也存在報道,早在4月6日,國際權威醫學期刊JAMA雜志發表了來自斯坦福大學研究團隊題為“Sample Pooling as a Strategy to Detect Community Transmission of SARS-CoV-2”的文章,認為9-10個樣本混合后進行聯合篩查的策略,有助于發現SARS-CoV-2的早期社區傳播,但是文章指出,盡管此方法有助于合理利用資源,但可能會漏掉那些尚未確定有COVID-19風險的個體(圖1)。
圖1
混合樣本核酸檢測目前在各級中心血站進行獻血人員的傳染病病原體核酸檢測中應用較多。混合樣本檢測方法是先將獻血者樣本進行不多于8人份混合,然后進行核酸分離純化和擴增檢測。對于結果呈反應性的混合樣本再進行拆分檢測即單人份核酸檢測,尋找出呈反應性的樣本(1例或者多例)。通過此方法可有效提高獻血者樣本的傳染病病原體核酸檢測的工作效率,降低血站工作人員的工作量,提高成本收益。該方法已經有比較成熟的檢測平臺,譬如上海某公司生產的核酸血篩系統等,已經實現了這種混合樣本核酸檢測的自動化和規模化,可以實現3個小時內一批次752份標本的檢測。
截至5月20日,國家藥監局已經批準19種SARS-COV-2核酸檢測試劑盒用于臨床檢測,原理包含了熒光PCR,RNA捕獲探針法,恒溫擴增法,雜交捕獲法等。但是這些試劑盒的說明書均未提及能否應用于混合樣本檢測,因此驗證這些試劑盒能否應用于混合樣本檢測,并積極開發出類似于血站核酸血篩系統那樣的針對SARS-COV-2核酸檢測的混合樣本檢測系統變得十分有國家戰略需求意義。
混合樣本核酸檢測首先應該有較高的靈敏度,由于多個樣本混合后陽性樣本核酸的有效濃度必然會被稀釋降低,且應用的目的是人群篩查,因此超高的檢測靈敏度是必備條件。目前已獲批的各試劑盒說明書顯示的分析靈敏度從100copies/mL到1000copies/mL不等。但是由于核酸提取過程中產生的核酸破壞等原因,導致實際工作中基于各試劑盒的檢測系統的分析靈敏度均低于試劑盒宣稱的水平。
圖2
2020年3月國家衛健委臨床檢驗中心主導的“全國新型冠狀病毒核酸檢測室間質量評價”報告結果(圖2)顯示市場已獲批的SARS-COV-2核酸檢測試劑盒對濃度為3.2×103copies/mL和640copies/mL,兩個弱陽性樣本檢出能力較差,平均檢出率分別為87.8%和77.9%;而對128copies/mL濃度樣本檢出超出了當前試劑檢測水平,說明目前獲批的部分SARS-COV-2核酸檢測試劑盒在滿足SARS-COV-2核酸的混合樣本檢測中存在一定的困難。
其次混合樣本核酸檢測應該明確是否像血站核酸篩查系統那樣混合樣本后提取核酸檢測,還是單個樣本核酸提取后,對提取的核酸進行混合后檢測。混合樣本后提取核酸,缺點是需要統一的采樣管以及樣本保存液,優點是可以一次滅活后整體提取核酸,有效減少工作量。而單個樣本核酸提取后進行混合檢測,優點是對標本的采集和保存要求不高,但是需要單獨滅活,單獨提取核酸,工作量不能有效減少。
最后是混合樣本核酸檢測參與篩查的策略問題,如何與SARS-COV-2抗體檢測組成合理的篩查策略,有效降低前面提到的漏檢問題,建議應該在人群中優先使用抗體進行篩查,抗體陽性者不適用混合樣本核酸檢測,應直接進入單人份核酸檢測;抗體陰性人群,再利用該系統進行進一步的核酸篩查(圖3)。
圖3
總之,混合樣本核酸檢測作為解決目前SARS-COV-2核酸篩查困境的一種有前景的方案,應該被各級主管部門以及相關檢驗產品生產廠家所重視,力爭在國家政策指引下早日升級或者研發出滿足實際需求的具有標準化流程的SARS-COV-2混合樣本核酸檢測系統。
【參考文獻】
[1]澎湃新聞,https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_7449304
[2]興證醫藥健康,《新冠檢測全景分析-抗擊新冠疫情系列報告之二》
[3]Catherine A. Hogan,Malaya K. Sahoo, Benjamin A. Pinsky.Sample Pooling as a Strategy to Detect Community Transmission of SARS-CoV-2[J].JAMA. 2020;323 (19):1967-1969.
[4]《全國新型冠狀病毒核酸檢測室間質量評價結果報告》