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【科技日报】为何新冠病毒核酸检测不断出现假阴性?
发布日期 : 2020-02-13 15:23:50 点击数:
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1月31日,国家药品监督管理局再次批准1家企业1个新冠病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)产品。截至目前,已应急审批7个新冠病毒核酸检测试剂。

2月7日,有报道称,中日友好医院出现一名三次咽拭子检测均为阴性、通过检测下呼吸道样本才确诊为新冠肺炎的患者。

不同企业的试剂检测产品有何异同?为什么核酸检测结果会出现假阴性?目前的试剂盒数量,究竟能否满足需求?

扩增让新冠病毒现形

大多数生物体的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA,例如这次的新冠病毒。

为了知道人体内是否含有新冠病毒,需要采集人体样本进行检测。据2月5日发布的《新型冠状病毒感染的肺炎的诊疗方案(试行第五版)》,在鼻咽拭子、痰、下呼吸道分泌物、血液、粪便等标本中可检测出新冠病毒的RNA。

但实际上,样本中病毒的遗传物质极其微量。而且与DNA相比,RNA极其易降解。问题来了,样本中的RNA病毒既少量又不稳定,怎样才能逼这只妖怪“现形”呢?

图片来源:新华社微信

逆转录-聚合酶链反应技术(RT-PCR技术)就是“照妖镜”。该技术能将病毒的RNA合成为DNA,然后对合成DNA进行扩增(不断复制),再通过荧光探针检测这些扩增产物。荧光探针就像雷达一样,一旦锁定目标就会发出信号。

扩增产物越多,累积的荧光信号就越强。核酸检测就是通过检测荧光信号的累积来确定样本中是否有病毒核酸。目前,获批的新冠病毒核酸检测试剂使用的均是RT-PCR技术。

「除RT-PCR这一热循环扩增技术之外,等温核酸序列扩增技术(NASBA技术)和环介导等温扩增技术(LAMP技术)等恒温扩增技术也在分子诊断领域中扮演着重要角色。」中国工程院院士、清华大学生物医学工程系讲席教授、博奥生物集团董事长、总裁程京接受科技日报记者采访时表示。

目前,获批的核酸检测试剂产品都是单一指标的。意思是说,只能用于检测新冠病毒这一种病毒。”程京坦言,对于大量疑似病人来说,这类检测试剂作用有限。

“不是所有发烧、咳嗽症状都是由新冠病毒引起。其他病毒感染以及呼吸道常见病原菌感染也会导致与新冠病毒感染类似的症状,如甲型、乙型流感病毒、人副流感病毒、呼吸道合胞病毒等。”程京说,流感嗜血杆菌、肺炎链球菌等细菌感染也会引起类似症状,加上现在又是流感多发季节。

程京强调:“如果不能通过检测快速筛查出这类患者,这部分人就容易拥挤在发热门诊,与真正的新冠肺炎患者近距离接触,造成交叉感染。临床上急需能一次性检测多个病原体的检测试剂产品。”

审批从简但该有的流程不可少

为应对突发的新冠肺炎疫情,国家药监局迅速启动医疗器械应急审批程序,加快审评审批速度,扩大新冠病毒核酸检测试剂供给。

南京医科大学公共卫生学院流行病学系教授杨蓉西撰文称,正常情况下,核酸检测试剂从研发到临床再到拿证需要3-5年,甚至更长。

但在获取新冠病毒RNA序列后,多家企业在短短几天内迅速生产出检测试剂产品,并很快获批以供应前线需求。

杨蓉西称,紧急情况下,简化流程符合需要。“质量检和正式临床试验可以暂时不做,但是基本的研发流程,少量的预临床试验,以及标准化生产都是需要的。”

2月8日,在国务院联防联控机制召开的新闻发布会上,国家药监局器械注册司稽查专员江德元对有关核酸检测试剂有效性的质疑作出回应。他表示,已批准的产品都有相应的临床使用的实验,完成了产品的注册检验,质量管理体系检查,提交了临床评价资料和相应的研究资料,经过严格的审批程序。相关资料表明,产品性能能够达到技术要求的规定,产品安全性有效性和质量可靠性可以得到保障。

程京也告诉记者:“检测试剂还要通过3家以上独立医学机构的临床样本检测并出具临床试验报告。中国食品药品检定研究院也会测试产品性能,给出鉴定报告,判定检测试剂产品是否满足安全性、可靠性、有效性。满足不了这些硬性指标,检测试剂在实验室的效果再好,也不会拿到注册批文。”

也就是说,虽然特事特办,但国家药监局还是遵循“统一指挥、早期介入、随到随审、科学审批”的原则,确保产品安全、有效、质量可控。

2月8日,科技部发布的新冠病毒应急项目申报指南称,新冠肺炎疫情暴发以来,相关核酸检测试剂的迅速上市和临床应用在患者临床诊断和疑似患者排查中发挥了重要作用。现在,科技部向社会广泛征集新冠病毒的现场快速检测产品,包括核酸现场快速检测设备及试剂、抗原快速检测试剂、抗体快速检测试剂。

据悉,抗体诊断试剂正在紧锣密鼓地研发中。“未来,几种类型试剂结合,取长补短,一定会进一步提高新型冠状病毒肺炎病例检出率。”中国疾控中心主任、中国科学院院士高福表示。

多种因素导致检测结果有偏差

有疫情前线的医生反映,一些患者核酸检测结果为阴性,但CT影像却显示为病毒性肺炎,病情也在不断发展。

“当前,用核酸检测新冠肺炎敏感性即阳性率只有30-50%之间,假阴性带来的漏检是个大问题。”丹娜(天津)生物科技有限公司首席科学家周泽奇告诉科技日报记者。

央视新闻视频截图

为何核酸检测结果会出现假阴性?

程京在采访中表示,这可能由多种因素导致。“首先,试剂盒研发需要十几种关键化学原材料,比如酶、合成DNA等。不同企业选择的原材料供货方不同,酶的活性、DNA的纯度就会有差别,这会影响到核酸检测试剂检测的准确度。”程京说。

“而在试剂盒产品研发过程中,原材料制备、生产工艺选择、研发人员能力、技术手段使用,每一个环节都有可能产生偏差,误差累计起来也会导致试剂盒产品灵敏度出现差别。”程京说。

再者,取样过程不规范也会影响后续的分离和测定结果,导致检测结果出现假阴性。以使用最普遍、操作简单的咽拭子采集为例,由于咽部的新冠病毒含量少,所以有可能造成漏检。“虽然只是在咽部拿棉签划几下,但如果没有良好的专业实操技能,样本的采集部位和手法可能不符合规范就可能直接影响检测结果。”程京表示,除此之外,刚被感染的病人因体内带毒数量有限,也可能出现检测结果为阴性。

送样本时必须采取冷链运输,如果在运送过程中样本受损,也会影响检测结果。

“而且,核酸检测对检测环境要求很高。一旦实施病毒检测的实验室出现污染,那就等同于遇到魔鬼。比如,实验室的空气中出现扩增反应产物,当这些反应产物跑进试管中成为被复制的检测对象,就会导致检测结果出现假阳性。”程京表示。

据悉,实施新冠病毒检测的实验室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,才能开展相应检测。

由于核酸检测出现假阴性问题,此前,一度引发用CT影像代替核酸检测试剂确诊新冠肺炎的呼声。2月5日发布的《新型冠状病毒感染的肺炎的诊疗方案(试行第五版)》,将“疑似病例具备肺炎影像特征者作为当前湖北省重疫区临床诊断病例标准”。该诊疗方案在“疑似病例”和“确诊病例”之外新增了一个“临床诊断病例”,并将“疑似病例具备肺炎影像特征者”作为其诊断标准(只限于湖北省之内),这也意味着CT影像结果成了“临床诊断病例”的判定依据。

浙江大学附属第二医院放射科主任医师、中国医师协会放射医师分会呼吸专委会主任委员张敏鸣教授曾指出,CT影像结果阳性也存在误诊可能。他还提到,如果都去做CT检查而忽略防护,容易造成交叉感染。专家表示,无论是CT检查还是核酸检测,都不能保证绝对的准确性。

“尽管核酸检测存在假阴性问题,核酸检测是作为病原诊断的一个依据,也是目前确诊的最重要依据。”国家医疗专家组成员、北京大学第一医院感染疾病科主任王贵强表示。

试剂盒数量不是问题

此前有报道称,试剂盒产能较低,数量无法满足临床需求。

对此,程京直言,当前不存在试剂盒产能低的问题。“据公开披露的试剂盒数量,目前累计有超过百万份的试剂盒。”

2月3日,工信部党组成员、总工程师田玉龙在发布会上表示,截至 2月1日,各家企业的日均试剂盒产能合计达到77.3万人份,远远超过疑似患者的数量。

此外,不少获批名单之外的企业也在生产新冠病毒检测试剂产品。“虽然国家批准的企业数量有限,但一些省市也在抓紧研发新型冠状病毒核酸检测试剂和抗原抗体血清学早期快速检测产品,以满足当前各地临床的需求。”周泽奇表示。

来源丨科技日报官方微信

作者丨代小佩

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