一场突如其来的疫情,让核酸、抗原、PCR、cT 值等等这些本来专业度极高的名词逐步进入了大众视野。今天,小编就为大家科普一下:新冠检测的那些事。
PCR 核酸检测到底是什么东东?
PCR (Polymerase Chain Reaction,聚合酶链式反应) 技术是一项伟大的发明,没有 PCR 技术的发明,就没有现代分子生物学。PCR 技术将生物学划分为了两个时代:PCR 前时代和 PCR 后时代。PCR 技术之父穆利斯(Kary Mullis)也因此获得了 1993 年诺贝尔化学奖。PCR 技术也彻底改变了遗传学、医学、法医学等多个学科,让人类才得以开展基因检测、病毒感染鉴定、遗传筛查等等重大举措。
简单来说,PCR 核酸检测就是把核酸按指数级放大直至能被机器检测识别到。核酸很小,一个核酸肉眼无法看到,但如果把核酸放大,1 个变 2 个,2 个变 4 个,4 个变 8 个,当变到足够多数量时,很大一群核酸就能被检测到。因此PCR技术就是把核酸扩增的手段。
什么是核酸阳性和阴性?
在核酸检测中,通常用阴性和阳性来表示结果。阳性代表着检测到病毒,阴性则代表正常。当然所有的事情都不可能如此简单的一分为二,此时就出现一个问题:病毒的载量有多有少,如何来衡量检测到病毒,多少病毒的时候又会引起人们发病。
答案是通过 CT 值。
C 是 cycle, T 是 threshold,CT 值代表 PCR 的循环数。前面已经提到 PCR 技术是将病毒的核酸进行指数扩增,一个拷贝变两个、两个变四个、四个变八个等等,直到能被仪器检测到。如果 ct 值为 40,那就表示当所检测的该病毒的核酸被放大了 2 的 40 次方后,它能被被仪器检测到。
所以 ct 值越小,说明不用放大多少倍就能检测到病毒,这代表病毒浓度越高,越容易被检测到。反之,如果 ct 值越高,代表病毒含量较少。《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第九版)》提到,处于恢复期的感染者在核酸 ct 值 ≥ 35时,样本中未能分离出病毒,密切接触者未发现被感染的情况。
不同的核酸检测机构做出来的结果会一致么?
PCR 核酸检测有严格的标准化流程,这个标准化流程是经过全世界各地科学家大量的研究优化制定的,是同一份 SOP(Standard Operation Protocol)。同时所有的核酸实验室,不论大小,都要沿用同样的技术要求,实验室的布局建设软装硬装也有统一规范。就连实验室检测工作人员也要经过标准规范的技术培训,获得国家认可的上岗证书才得以开展工作。这就好比 KFC 的炸鸡都是用的同一个配方,不论是车站的快捷小窗口还是市中心宽敞舒适的堂食,或是宅急送,你总是能吃到同一个味道的炸鸡,不用担心会踩雷。
因此,不论核酸检测是在哪个机构完成,其结果都应该是一致的。
为什么初筛阳性要重新采样进行复核?
新冠核酸检测必须经过两个流程:首先是检测机构的第一次检测(初筛),如果是阳性结果,那么该人员就被成为初筛阳性人员。第二步所有初筛阳性样本都需要由更高资质的机构进行复采复核,确保每一个结果都准确无误。
经过重新采样、重复检测后,有可能判定为新冠核酸阳性,也有可能复测结果是阴性,“可疑样本”被排除。一般可疑样本有两种可能性:一是 CT 位于灰区,二是病毒的某个单靶标基因因为某种意外情况显现阳性。
而在发生初筛阳性人员时就启动应急处置,是为了充分利用接报后黄金4小时的应急处置时间,全链条精准防控,快速处置,尽可能把疫情控制在萌芽状态。
为什么有的人鼻拭子阳?咽拭子阴?甚至还要测肛拭子?
由于新冠病毒是经呼吸道传播,因此采集不同部位的标本有不同的临床意义,除了人们熟知的鼻拭子和咽拭子,其实还有痰液、血液和肛拭子等也可进行采集:
鼻拭子和咽拭子——上呼吸道标本
痰液——下呼吸道标本
肛拭子——消化道标本
血液——抗体检测标本
上呼吸道标本(鼻咽拭子、口咽拭子)病毒载量在临床症状初期 1-3 天较高,一周后开始缓慢下降,下呼吸道标本(痰液)中的病毒载量通常在发病后 2 周内达到高峰,且病毒载量高于上呼吸道样本,粪便样本中病毒载量通常在发病后 2-3 周达到顶峰,总体载量低于痰液样本,血清中抗体在一周以后可检测到,同时还可以判断过往是否发生过感染。
因此最近出现的病例中提到患者有感染症状,但呼吸道标本新冠核酸阴性时,可进行多点多部位多次采集。
比如,新英格兰医学杂志(New England Journal of Medicine)最近发表了一篇文章,描述了鼻拭子和咽拭子的病毒载量与疾病进展后的关系,揭示了患者出现症状后新冠病毒的病毒载量动态变化,新冠肺炎早期,病毒载量高,随后逐渐降低。
如上所示,鼻拭子样本中的病毒载量要高于咽拭子样本,且高病毒载量出现在疾病早期,即出现症状后 2 天左右,而后逐渐降低。因此有可能出现鼻拭子检测为阳性,而咽拭子检测出阴性结果。
为什么会出现抗原阴核酸阳的情况?
2022 年 2 月 Lancet 上的一篇综述,表示了抗原检测和 RNA 检测是发生在感染的 0~7 天内,抗原检测的灵敏度远低于 RNA 检测,抗原检测只能检测到 105~106 拷贝数,而 RNA 检测可达到的 102~103 拷贝数。抗体检测通常发生在感染后的 7~14 天,检测包括 IgG 和 IgM。
由此可见,当病毒载量少的时候,抗原无法检测到,而换成高灵敏度的 RNA 检测即可检出,这就是为什么抗原阴核酸阳的原因,同时也解释了疾控中心为什么建议抗原和 RNA 检测相互补充。
多长时间会出现阳转阴?
最快 3 天,一般在 7 天,最晚不超过14 天
根据美国约翰霍普金斯大学的研究人员最近发表在《内科年鉴》上的一项研究发现,通常在出现症状的前几天,得到假阴性结果的概率可以从第一天的 100% 到第四天的 67% 不等。症状开始显现后,假阴性结果发生率在第 5 天下降到 38%,第 8 天下降到 20%,但此后每天又开始上升。换言之,阳性患者可能最快在第四天即开始出现阴性,根据个人体质、免疫系统及疫苗等综合情况,各自转阴时间不一定,但基本在一周内会转阴。
图 | 感染新冠后可能核酸检测结果为阴性的概率(上)和核酸检测结果为阴性后感染新冠的概率(下),按暴露后的天数计算;CT 值随时间变化曲线图(来源:New England Journal of Medicine)
转阴的影响因素复杂,综合自身免疫系统、是否有基础疾病、疫苗情况等等,其中免疫系统就像是人体的护卫军,当免疫力强的时候,病毒就弱,可能很快就会痊愈,也许睡了一觉起来就阳转阴;而当免疫力弱的时候,病毒就强,需要一段时间的恢复。
也正是因为这种病毒和免疫系统的复杂拉锯战,所以才需要定期密集采样检测,起到实时监测病情的进展的效果。
哪些因素可能会影响核酸检测结果?
病毒载量:综上所述,病毒载量较低时,可能会发生无法检测到病毒的情况。
冠状病毒有可能发生变异,也可能会在未来进一步影响检测的准确性。因为这些测试是在流行病早期开发的,而病毒会随着时间的推移而变异,可能会导致测试结果不匹配。
采样方法:在最近报道的真实采样场景中,很多被采者反馈拭子只是在口腔中左右旋转,感觉只沾到了口水,并没有抵达舌腭弓,被采者也未出现恶心和反射性保护动作,这种采样大概率没有采到呼吸道脱落细胞,因此容易出现漏检,造成假阴性结果。
标本质量:标本采集后的保存、运输和信息登记等环节至关重要。某一环节处理不当均会造成假阳性或假阴性结果。因此标本采集后应密封贴码后,用生物安全转运箱送至核酸检测实验室,注意避免标本的倾倒漏洒。信息登记应改进流程,减少人工登记误差,多采用计算机读取信息技术。
试剂灵敏度:试剂的灵敏度和病毒载量及病毒检出率密切相关。当病毒载量低的时候,若试剂盒灵敏度不够,容易出现假阴性,造成漏检,而当换一个高灵敏度的试剂盒时,则出现了所谓的“阴转阳”,但其实只是更高的灵敏度试剂盒检出了低病毒载量。因此结合上述提到的病毒载量随时间进程变化,应注意采样的时间,以及选择合适的试剂盒,同时要定期监测病毒载量变化。
实验室污染:上述已介绍过在实验过程中,会搭配两种阳性质控来保证实验结果的可靠性。但如果阳性质控暴露造成实验室污染,则会出现假阳性。所以实验过程中一定要进行严格的质控实验,随时监测阴性质控和阳性质控的变化,以此来及时发现实验室污染而采取必要的消杀措施。
人类和病毒的战争从未停止,面对像新冠这类新出现的而且容易变异的病毒,即使有再先进的医学技术,也往往需要时间和经验的不断积累才能渐渐得窥全貌。相信和尊重科学,保持求知探索,同时给予医护工作者和科学家们充分的支持和耐心,是我们每个人的责任。
(免责声明:本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性,但不保证有关资料的准确性及可靠性,读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。
任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时,应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明,并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后,将会依法尽快联系相关文章源头核实,沟通删除相关内容或断开相关链接。 )