科技部急徵快速試劑盒15分鐘檢出新冠病毒可靠嗎?
自新冠疫情發生以來,受試劑盒和實驗室數量等因素的限制,武漢大量疑似患者無法確診。近日,武漢對所有疑似患者進行核酸檢測“清零”,檢測能力從最初每日200份,提升至每日8000份。疫情當下,大量疑似患者、無症狀感染者等待排查診斷,使得相關檢測產品需求急迫。
2020年2月3日,江蘇省某生物科技公司,生產人員進行試劑成品包裝。中新社發湯德宏攝
2月8日,科技部發布《新型冠狀病毒(2019-nCoV)現場快速檢測產品研發應急項目申報指南的通知》(簡稱《指南》),旨在突破現有檢測技術對人員、檢測場所等條件的限制,提升加快檢測效率和便捷性,有利於對疑似患者的快速診斷和密切接觸人群的現場篩查。
此次科技部徵集的應急快檢產品,均要求一至兩週內完成產品研發,最晚一個半月取得臨床證書,並列出了相關考核指標。
一個咽拭子樣本,放入一台POS機大小的小型核酸檢測儀中,按下啟動鍵,半個小時後就能出檢測結果。現場快速檢驗(POCT)又被稱為“床邊檢測”,依賴便攜式的儀器和試劑,海關防疫檢測人員、基層疫情防控人員和一些社區工作者,在採樣現場就能對疑似病例進行快速初篩。
相比於實時熒光PCR(聚合酶鍊式反應)檢測的複雜流程,POCT可以脫離實驗室,也不需要穿著三級防護服的專業人員小心翼翼操作,只要按照說明書,一個經過短暫培訓過的普通檢驗人員或護士也可以完成。整個檢測流程至少可以節省3~4個小時。成功地快速初篩,將為全國上下的分級診療打下重要的基礎。
本次科技部徵集的新型冠狀病毒現場快速檢測產品主要有三種,分別是核酸現場快速檢測設備及試劑、抗原快速檢測試劑和抗體快速檢測試劑。
一位專門從事核酸檢測的國家重點實驗室研究員告訴《中國新聞周刊》,核酸現場快速檢測和實時PCR的技術原理是相同的,也就是基因擴增,先將新冠病毒的一段RNA片段逆轉錄成雙鏈DNA,再通過DNA聚合酶進行擴增,將攜帶病毒的基因片段不斷放大,然後通過一種熒光探針來捕捉,當擴增後的病毒濃度達到一個臨界值時,就會產生熒光信號,意味著樣本中被檢測出攜帶新冠病毒。
前述研究員指出,和實驗室內的傳統PCR檢測相比,一體化現場快速檢測雖然便攜、操作簡單,但如果過於強調其“快速”的特性,其敏感度可能會受影響。例如,在本次《指南》列出的核酸快速檢測產品考核指標中,規定與傳統實時熒光PCR試劑相比,檢出率(靈敏度)要不低於95%。“這相當於,人為的降低了對它靈敏度的要求,理論上,核酸快速檢測應該和實時熒光PCR的靈敏度相同。”該研究員說。
另外,核酸現場快速檢測一次能檢測的樣本量很有限,少的可能7~8份,多的也就十幾份。而在實驗室中使用的PCR儀,一般每次可以檢測96個樣本,多的可以達到384份。
與核酸現場快速檢測不同,抗原快速檢測試劑和抗體快速檢測試劑都屬於免疫檢測,通過採集患者的血清,利用病毒抗原和抗體相結合的原理。抗體檢測是用抗體檢測出病人體內是否有病毒的抗原。抗原檢測是用病毒抗原來檢測病人體內是否激發了特異性的抗體。
一位疾控系統專門研究核酸檢測的專家對《中國新聞周刊》指出,免疫檢測比核酸檢測要快,前者通常只需15~30分鐘即可出結果,但靈敏度不如核酸檢測。比如,《指南》的考核標準中就寫明,對抗原快速檢測試劑的要求是,檢出率可達到核酸檢測的80%以上。相當於核酸檢測可以檢測出100個陽性樣本,抗原檢測只要求檢出80個。“實際上,這個目標也並不容易實現,”這位專家感慨道。
前述研究員也稱,在技術層面上,同樣是對病毒基因片段的擴增,核酸可以放大到100萬倍以上,遠遠大於免疫的放大效果。這意味著,免疫檢測雖快,但對低濃度病毒的樣本檢出率低,易造成漏檢。
另外,和實時熒光PCR相比,抗原檢測的特異性較差,會造成假陽性的情況。此前,浙江一家醫療器械企業採用“膠體金法”,研發出一種可快速篩查冠狀病毒的檢測試紙,可十分鐘出結果。該產品的研發人員就指出,這種試紙是針對冠狀病毒的廣譜性初篩,並不只是針對新冠病毒。
“任何針對基因片段的檢測都是最直接的,而免疫的檢測是間接的,”前述專家說。
多位專家告訴《中國新聞周刊》,無論是現場快速檢測還是實驗室內需要配合儀器的實時PCR檢測,在現有技術條件下,時間的縮短一般都要在一定程度上犧牲靈敏度。也就是說,更容易出現假陰性的情況。
近日,山東、上海、天津等省市的一些醫療器械企業,相繼推出可在半小時內檢出的新型冠狀病毒檢測試劑盒。據了解,相關試劑盒已進入國家藥監局的應急審批通道。
前述專門從事核酸檢測的國家重點實驗室研究員告訴《中國新聞周刊》,目前,實時熒光PCR檢測最快需要1~1.5小時。因為,提取核酸的時間最快也要30~40分鐘,擴增至少要40~60分鐘。
另一位試劑盒生產企業的技術專家也對《中國新聞周刊》坦言,宣稱30分鐘,甚至是15分鐘內可以實現快速檢測的試劑,大多是犧牲了部分性能來換取速度的提升。
前述疾控專家指出,對分子基因診斷技術而言,特異性和靈敏性永遠需要去平衡。特異性強,靈敏度就相對差一些;靈敏度好,特異性就會被削弱。不同的靶位、引物和探針的選取,甚至反應體系的設計都是為了更好的平衡這兩種特性。
在他看來,從技術的角度來說,在靈敏度和特異性的平衡上,相較一些快速檢測辦法,目前平衡的最好的仍是實時熒光PCR檢測試劑盒。從過往的重大疫情來看,無論是西非埃博拉病毒、甲流還是中東呼吸綜合徵(MERS),熒光定量PCR仍是國家首推的檢測方式。
中國疾控中心主任高福指出,目前只有核酸試劑應用於新型冠狀病毒感染病例的診斷,抗體檢測試劑的研發時間比核酸檢測試劑週期要長。目前,已經有多家抗體檢測研究機構接近臨床試驗完成階段。但他強調,要加快驗證抗體檢測試劑盒能否在發病早期檢測到免疫球蛋白M抗體。
北京大學第一醫院呼吸和危重症醫學科主任王廣發也表示,如果發現快速檢測在臨床上的結果和預料中有一定差距,就要分析在什麼情況下更適合使用快速檢測,什麼時候需要再做實時PCR進行驗證。這樣會有一個非常好的效應是,可以大大減少送檢實驗室的壓力,實驗室的壓力會大幅度減輕。
“未來,幾種類型試劑結合,取長補短,一定會進一步提高新型冠狀病毒肺炎病例的檢出率。”高福說。