新冠病毒核酸检测
新型冠状病毒的一种检测方法
新冠病毒核酸检测(Nucleic acid detection of COVID-19)是检测受测者体内是否有新冠病毒的核酸(核糖核酸)。每种病毒的核酸内部都含有核糖核苷酸,不同的病毒所含的核糖核酸数量和排列顺序不同,使得每种病毒都具有特异性,核酸检测就是对新冠病毒的核酸进行特异性检测。新冠病毒感染人体后,会在鼻腔、咽部、下呼吸道等处“定居”并进行繁殖。通过采集鼻咽拭子、咽拭子等标本进行病毒核酸检测,可以判断人体是否感染了新冠病毒。
2020年1月10日,中国疾控中心、中国科学院武汉病毒研究所等专业机构初步研发出检测试剂盒;1月12日,中国疾控中心、中国医学科学院、中国科学院武汉病毒研究所作为中华人民共和国国家卫生健康委员会指定机构,向世界卫生组织提交类SARS病毒基因组序列信息,在全球流感共享数据库(GISAID)发布,全球共享。
新冠病毒的核酸检测是利用逆转录实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术实现阴阳性判断的。首先病毒的核酸核糖核酸被提取出来,经过逆转录生成互补脱氧核糖核酸(cDNA),再通过实时荧光定量PCR技术进行扩增和定性结果判定。
检测目的
其目的在于发现新冠病毒感染者,以便进行精准封控、隔离医学观察等医学处置,有效阻止疫情外溢,对于疫情的早发现、早隔离、早诊断、早治疗具有重要意义。防范境外疫情输入和境内疫情反弹。精准防控,加强源头管控,人、物、环境同防,重点时段、重点地区、重点人群疫情防控,提高监测预警灵敏性,及时发现散发病例和聚集性疫情,有力、有序、有效处置疫情,做到发现一起扑灭一起,以最短时间、最低代价将疫情控制在最小范围,切实维护人民群众生命安全和身体健康,最大限度统筹疫情防控和经济社会发展。
检测原理
病毒遗传物质可以是脱氧核糖核酸,也可以是核糖核酸,同时又区分为一条链与两条链,即分为单链DNA、双链DNA、单链RNA与双链RNA。新冠病毒遗传物质就是单链RNA,它决定外面衣壳合成,以及病毒致病力和传播力等。所有病毒核酸都具有其特征性部分,核酸检测就是对病毒基因中特征性部分进行大量扩增,以达到可以识别出来的检测量,所以某种病毒核酸检测阳性可以作为这种病毒感染确诊依据。
实时荧光定量PCR技术是此种核酸检测的主要技术依据,聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的脱氧核糖核酸片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。因此,无论是化石中的古生物、历史人物的残骸,还是几十年前“6·16”内蒙古牙克石特大凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液,只要能分离出一丁点的DNA,就能用PCR加以放大,进行比对。同理,痕量的病毒感染,其核酸也可以被捕捉到。该技术由1983年美国Mullis首先提出设想,1985年由其发明了聚合酶链反应,即简易DNA扩增法,意味着PCR技术的真正诞生。
实时荧光定量PCR技术是PCR技术的拓展,所谓实时荧光定量PCR技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。PCR扩增时加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,该探针为一寡聚核苷酸,两端分别标记一个报告荧光基团和一个灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR扩增时,Taq酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条脱氧核糖核酸链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。
逆转录PCR(reverse transcription PCR)或者称反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR),是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形。在RT-PCR中,一条核糖核酸链被逆转录成为互补DNA,再以此为模板通过PCR进行DNA扩增。由一条RNA单链转录为互补脱氧核糖核酸(cDNA)称作“逆转录”,由依赖RNA的DNA聚合酶(反转录酶)来完成。RT-PCR的指数扩增是一种很灵敏的技术,可以检测很低拷贝数的RNA。
新冠病毒的核酸检测先通过提取待测物,再通过试剂盒提取新冠病毒的核酸,提取的核酸为RNA,然后经过逆转录,再经过实时荧光定量PCR得到核酸检测结果。
标本采集
采集对象
2019冠状病毒病疫情病例、可疑感染人员和其他需要进行检测的人员,以及可能被污染的环境或物品等。
采样人员基本要求
从事标本采集的技术人员应当经过生物安全、监测技术培训并合格,熟悉标本采集方法,熟练掌握标本采集操作流程。应严格按照操作流程进行采样,按要求做好标本信息记录,确保标本质量符合要求、标本及相关信息可追溯。
标本采集基本要求
1.住院病例的标本由所在医院的医护人员采集,密切接触者标本由当地指定的疾控机构、医疗机构负责采集。采集标本时,要根据不同采集对象设置不同的采样区域,发热患者前往发热门诊就诊和采样。
2.确诊病例、无症状感染者、入境人员、密切接触者和密接的密接在住院、隔离观察或健康监测期间应“单采单检”,即单独采集个体的标本,单管进行核酸检测,不得进行混采混检。
3.根据临床及实验室检测工作的需要,可在住院、隔离期间多次采样,可同时采集呼吸道、血液、便等多种标本。采样人员应严格遵循采样规范,保障所采集标本质量符合要求,同时应详细记录受检者信息,可利用条形码扫描等信息化手段采集相关信息。
4.人群筛查应根据核酸提取、检测所用试剂的要求确定采样管,用于病毒分离的标本应放置于不含有病毒灭活剂的采样管。
5.物品和环境监测应根据监测目的和防控需求,确定采样物品、位置与数量,采样时应严格遵循采样规范。
采集标本种类
每个病例必须采集呼吸道标本(急性上呼吸道感染标本或下呼吸道标本),重症病例优先采集下呼吸道标本;根据临床需要可留取便标本、全血标本、血清标本和尿标本。物品和环境标本根据监测需求采集。标本种类如下:
1.上呼吸道标本:包括鼻咽拭子、口咽拭子等。
2.下呼吸道标本:深咳痰液、肺泡灌洗液、支气管灌洗液、呼吸道吸取物等。
3.便标本/肛拭子:留取粪便标本约10克(花生大小),如果不便于留取便标本,可采集肛拭子。
4.血液标本:抗凝血药,采集量5ml,建议使用含有乙二胺四乙酸二钠乙二胺四乙酸)抗凝剂的真空血管采集血液。
5.血清标本:尽量采集急性期、恢复期双份血清。血清应当尽早(最好在发病后7天内)采集,第二份血清应当在发病后第3~4周采集。采集量5ml,建议使用无抗凝剂的真空采血管。血清标本主要用于抗体的测定,不进行核酸检测。
6.尿标本:留取中段晨尿,采集量2~3ml。
7.物体表面标本:包括进口冷链食品或进口货物的内外包装表面,以及运输储藏工具等可能被污染的部位进行涂抹采集的标本。
8.污水标本:根据海运口岸大型进口冷冻物品加工处理场所排水系统分布情况,重点选取污水排水口、内部管网汇集处、污水井、污水流向的下游或与市政管网的连接处等关键位置对未经消杀处理的污水进行采样。
9.其它:已有唾液等标本用于新冠病毒检测的报告。
标本采集和处理
新冠病毒核酸检测应当采集呼吸道标本,包括上呼吸道标本(首选鼻咽拭子等)或下呼吸道标本(呼吸道吸取物、支气管灌洗液、肺泡灌洗液、深咳痰液等)。其中,重症病例优先采集下呼吸道标本;根据临床需要可留取便标本。对集中隔离人员,要通过鼻咽拭子采集上呼吸道标本;对其他人员,要首选鼻咽拭子。
鼻咽拭子
采样人员一手轻扶被采集人员的头部,一手执拭子贴鼻孔进人,沿下鼻道的底部向后缓缓深入,由于鼻道呈弧形,不可用力过猛,以免发生外伤出血。待拭子顶端到达鼻咽腔后壁时,轻轻旋转一周(如遇反射性咳嗽,应停留片刻),然后缓缓取出拭子,将拭子头浸人含2-3mL病毒保存液的管中。
口咽拭子
此方式在无法采集鼻咽拭子时可选用。被采集人员先用生理盐水漱口,采样人员将拭子放人无菌生理盐水中湿润(禁止将拭子放人病毒保存液中,避免抗生素引起过敏)被采集人员头部微仰,嘴张大,并发“啊”音,露出两侧咽扁桃体,将拭子越过舌根,在被采集者两侧咽扁桃体稍微用力来回擦拭至少3次,然后再在咽后壁上下擦拭至少3次,将拭子头浸入含2~3mL病毒保存液的管中,尾部弃去,旋紧管盖。
深咳痰液
要求患者深咳后,将咳出的痰液收集于含3mL采样液的50mL螺口塑料管中。如果痰液未收集于采样液中,可在检测前,加入2~3mL采样液,或加入与痰液等体积的含lg/L蛋白酶k磷酸盐缓冲液将痰液化。
鼻咽或呼吸道抽取物
用与负压泵相连的收集器从鼻咽部抽取粘液或从气管抽取呼吸道分泌物。将收集器头部插入鼻腔或气管,接通负压,旋转收集器头部并缓慢退出,收集抽取的粘液,并用3mL采样液冲洗收集器1次(亦可用小儿导尿管接在50mL注射器上来替代收集器)。
支气管灌洗液
将收集器头部从鼻孔或气管插口处插入气管(约30cm深处),注人5mL生理盐水,接通负压,旋转收集器头部并缓慢退出。收集抽取的粘液,并用采样液冲洗收集器1次(亦可用小儿导尿管接在50mL注射器上来替代收集)。
肺泡灌洗液(BALF)
重症患者或病情进展迅速的肺炎患者,由临床医生无菌操作,吸取≥5mlBALF到带螺帽的50ml无菌容器中。收集标本后旋紧标本盖并用封口膜封口。局部麻醉后将纤维支气管镜通过口或鼻经过咽部插入右肺中叶或左肺舌段的支管,将其顶端契入支气管分支开口,经气管活检孔缓缓加入灭菌生理盐水,每次30~50mL,总量100~250mL,不应超过300mL。
粪便
如发病早期出现腹泻等消化道症状的患者,则留取粪便标本3~5g(黄豆大小)。标本收集于含2ml生理盐水(有条件时可添加RNA酶抑制剂)的带螺帽标本采集管中并用封口膜封口。
血液
发病后7d内或危重症患者,或考虑病毒血症的患者,可采集血液标本。使用含有乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸二钠)抗凝剂的真空釆血管采集血液标本2~4ml。
标本包装
标本采集后应在生物安全二级实验室生物安全柜内分装。
所有标本应当放在大小适合的带螺旋盖内有垫圈、耐冷冻的标本采集管里,拧紧。容器外注明标本编号、种类、姓名及采样日期。将密闭后的标本装入密封袋,每袋限一份标本。标本包装要求要符合《危险品航空安全运输技术细则》相应的标准。涉及外部标本运输的,应根据标本类型,按照A类或B类感染性物质进行三层包装。
标本保存
用于病毒分离和核酸检测的标本应当尽快进行检测,可在24小时内检测的标本置于4℃(2℃~8℃)保存;24小时内无法检测的标本应置于-70℃或以下保存(如无-70℃保存条件,则于-20℃冰箱暂存)。血清标本可在4℃存放3天,-20℃以下可长期保存。境外高风险区域人群以及2019冠状病毒病疫情患者的密切接触者等人员的核酸检测标本,检测后,应当在-20℃保存7天。其他一般人群筛查标本,则可在4℃保存24小时。应当设立专库或专柜单独保存标本。
标本送检
标本采集后应当尽快送往实验室,标本采集后室温(25℃)放置不宜超过4小时。如果需要长途运输,应采用干冰保藏,难以获取干冰时,可使用冰袋、冰排等低温运输。
送检标本
发现的本土疫情中的首发或早期病例、与早期病例有流行病学关联的关键病例、感染来源不明的本土病例、境外输入病例、入境物品及相关环境阳性标本等所有原始标本应平行采集至少2份,一份送各省级疾控机构进行检测,另一份送国家疾控中心病毒病所进行检测、复核,同时附标本送检单。各省分离到的新的代表性毒株,应及时送中国疾控中心病毒病所复核、保藏。
标本及毒株运输
中国运输,新冠病毒毒株或其它潜在感染性生物材料分类属于A类,对应的联合国编号为UN2814,包装符合国际民航组织文件Doc9284《危险物品安全航空运输技术细则》的PI620分类包装要求;环境标本属于B类,对应的联合国编号为UN3373,包装符合国际民航组织文件Doc9284《危险物品安全航空运输技术细则》的PI650分类包装要求;通过其他交通工具运输的可参照以上标准包装。新冠病毒毒株或其它潜在感染性材料运输应按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌(毒)种或标本运输管理规定》(原卫生部令第45号)办理《准运证书》。
国际运输,在国际间运输的新冠病毒标本或毒株,应当规范包装,按照《出入境特殊物品卫生检疫管理规定》办理相关手续,并满足相关国家和国际相关要求。
标本和毒株的接收及管理。通过航空进行运送的标本抵达目的地机场后,由专业运输车辆运送至接收单位,通过陆路运输的标本由专业车辆进行运送,运送人员和接收人员应对标本进行双签收。新冠病毒标本及毒株应由专人管理,准确记录标本及毒株的来源、种类、数量,编号登记,采取有效措施确保毒株和标本的安全,严防发生误用、恶意使用、被盗、被抢、丢失、泄露等事件。
核酸检测结果反馈基本要求
报告时限
对于发热门诊、急诊患者,在6小时内报告核酸检测结果;对于普通门诊、住院患者及陪护人员等人群,原则上在12小时内报告结果;对于“愿检尽检”人群,一般在24小时内报告结果。医疗机构应当为受检者出具检测报告,并告知其查询方式,不得以任何理由不出具检测报告。
检测报告
各医疗机构应当按照《核酸检测报告单》的参考样式出具检测报告,在卫生健康行政部门的规定下,互认检测结果。医疗机构可采用纸质、快递、网络或信息化系统等多种形式,发放核酸检测报告,并注意保护个人隐私。发现核酸检测阳性结果时应按相关要求在12小时内报告。
采样过程管理
采样方式
根据目标人群已采用的管控措施确定采样方式。隔离点及其他重点人群应单采单检,封闭小区(封闭到户)一户一管,其他根据实际情况采取5混1或10混1开展检测。采样部位以鼻咽、口咽拭子为主,做到每例患者的采样部位、深度准确。
采样点现场管理
采样点应设置醒目的警戒和引导标识。尤其是等候区需做好保持“一米线”距离的提示,以及个人防护的相关告示,点内各区均需配足手卫生设施或装置,方便随时实施清洁和消毒;辅助人员必须加强现场秩序维护,采样区域中每个采样单元每次进人人员不超过10人并保持间隔(一米线);采样对象佩戴口罩;进人待采样区前应进行体温检测,发现体温异常的侯检者应立即加以甄别,并转送至医疗机构发热门诊处置。
采样人员正确防护
一般情况下,采样人员使用二级防护,使用符合医用要求的防护用品,避免防护不当和防护过度(如防护服外再穿隔离衣等),采样人员检查防护用品穿着是否规范。采样过程中,每完成1例采样应当进行严格手消毒或更换手套。如接触患者血液、体液、分泌物或排泄物,需戴双层乳胶手套,手套被污染时,要及时更换外层乳胶手套。人户采样者,每采样1例,更换防护用品1次,并按要求进行环境消毒。
采样对象管理
采样人员应尊重采样对象,做必要的沟通和解释,可将需要解释说明的一般性话语打印张贴。标本采集应严格按照流程操作,包括采集时受检者的体位、预清洁工作、采集注意事项等。采样毕,嘱采样对象迅速佩戴好口罩,有序离开采样点。
采样人员的动态调
配管理者根据采样对象数量及人群等候排队情况,合理配置并动态调配采样人员,尽量减少工作人员不必要的着防护用品的时间,采样人员原则上每2~4小时轮替休息;天气炎热或寒冷时,可缩短轮替间隔时间。
采样时机管理
雷雨、暴风雪天气暂停室外采样;特别炎热天气室外采样,宜避开每日最高温度时段。
判定指标
判读为阳性的条件
需满足以下任意一条:
判读为阴性结果的处理
两个检测位点无Ct值或Ct≥40(具体参照试剂说明书),可报告“阴性”,并对结果进行解释。阴性结果不能完全排除2019‑nCoV感染,此情况可能是病毒载量低于检出限,应结合临床分析。当临床表现及其他检查高度怀疑2019‑nCoV感染时,建议重新采集标本或更换部位采集标本再次检测。
处于灰度区结果的处理
灰度区状况
当出现Ct值在37~40之间时为灰度区。可能存在下列情况:
检测措施
检测结果处于“灰度区”时,实验室可采取以下措施:
注意事项
检测前
检测时
检测后
新冠其他检测方法
抗原/抗体检测试剂均基于抗原与抗体特异性结合的免疫学原理,常用的方法学主要有胶体金法,免疫荧光层析法、酶联免疫法和化学发光法。胶体金法操作便捷,可直接目视判读,一般15分钟即可完成检测;免疫荧光层析法与胶体金法一样操作便捷,检测迅速,但需要仪器判读;酶联免疫法可采用常规酶标仪判读,一般灵敏度较高,但检测时间较长(约1.5小时以上),而且操作步骤较多,操作过程中应采取措施避免感染。化学发光法一般灵敏度亦较高,采用全自动化学发光免疫分析仪,无需过多手工操作即可完成检测,检测时长一般约半小时。
抗原检测
新型冠状病毒基因编码多个结构蛋白,例如N蛋白、E蛋白和S蛋白等,这些蛋白包括多个抗原表位,利用抗原与抗体特异性结合的原理,可通过抗体检测抗原的存在,从而直接证明样本中含有类SARS病毒。抗原检测试剂的适用样本类型一般为感染部位样本,例如咽拭子。
抗体检测
新型冠状病毒的上述抗原,可作为免疫原,在病毒感染人体后,刺激浆细胞产生特异性抗体,利用抗原与抗体特异性结合的原理,可通过抗原检测抗体的存在,从而间接证明人体已感染新型正冠状病毒亚科。抗体检测试剂的适用样本类型一般为血液,包括血清、血浆和全血。
检测的抗体主要分为IgM和IgG两类。目前对新型冠状病毒的这两类抗体的产生和持续时间尚缺乏系统性研究。通常情况下,IgM抗体产生早,一经感染,快速产生,维持时间短,消失快,血液中检测阳性可作为早期感染的指标。IgG抗体产生晚,维持时间长,消失慢,血液中检测阳性可作为感染和既往感染的指标。
新冠病毒核酸检测数据
2020年6月中国中华人民共和国国家卫生健康委员会发布数据,中国医疗卫生机构核酸检测能力较3月份有了明显提升。医疗卫生机构方面,中国开展新冠病毒核酸检测服务的医疗卫生机构数量,由2081家增加至4804家,提高了131%;三级医院由867家上升到2120家,提高了145%;二级医院由343家上升到1350家,提高了294%;疾控机构由631家上升到916家,提高了45%;独立医学实验室由240家上升到418家,提高了74%。2020年6月唐纳德·特朗普在一次竞选集会中曾称美国已检测2500万人。
在技术人员方面,从事核酸检测技术人员总数由13960人上升到28541人,提高了104%。检测能力方面,中国医疗卫生机构核酸检测能力由3月份的126万人份/日,提升到378万人份/日,提高了200%。截至6月22日,中国医疗卫生机构共进行新冠病毒核酸检测9041万人份。
2019冠状病毒病疫情疫情发生以来,中国已累计进行核酸检测92.14亿人次(2022年3月底)。截至2022年3月底,中国开展核酸检测的医疗卫生机构达1.25万家,从事核酸检测的技术人员达14.47万人,核酸检测总能力超过4885万管/天。如果进行10合1或20合1混采检测,理论上一天可检测4.9亿人或9.8亿人。
在机动检测力量方面,中国已建设100家公共检测实验室,检测能力超过110万管/天,依托这些公共检测实验室建设的移动检测车、方舱气膜实验室等,移动检测能力约为500万管/天;已建设城市检测基地约780家,总检测能力达900万管/天,需要时可进行移动调配;中国第三方实验室超过820家,总检测能力1300万管/天,其中能力较强的第三方实验室,移动检测能力约为50-150万管/天/家。
2022年12月8日以后,中国(不含港澳台,下同)不再开展全员核酸筛查,实行愿检尽检,同时部分地区对重点人群开展定期核酸检测。各省份利用已有的核酸检测信息系统,实时掌握核酸检测数据。受居民检测意愿影响,各省份核酸检测量不断减少,如12月9日检测量为1.5亿,2023年1月1日降至754万,1月23日降至最低28万。
最新政策
2021年8月12日,为进一步推动新冠疫苗接种,德国政府同意自2021年10月11日起取消免费新冠病毒检测。
2022年4月19日,国际标准化组织(ISO)发布《体外诊断检验系统—核酸扩增法检测严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的要求及建议》(ISO/TS 5798:2022)国际标准。该标准由国家市场监督管理总局(标准委)组织华大基因、中国标准化研究院等单位提出并联合全球专家共同研制,是ISO发布的首个专门针对新冠病毒检测的国际标准。
2022年7月,中国国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组印发《关于进一步推动新冠病毒核酸检测结果全国互认的通知》。《通知》明确:高度重视核酸检测结果全国互认的重要性。不同渠道展示的核酸检测结果具有同等效力。群众通过国务院客户端、全国一体化在线政务服务平台、各省份健康码、核酸检测机构网站或APP查询到的核酸检测结果及群众持有的纸质核酸检测结果,凡在当地防控政策有效时间内的(以出具报告时间为准),具有同等效力,各地在查验时都应当予以认可,严禁以本地健康码未能查询、未在本地开展核酸检测等为由拒绝通行,拒绝群众进入公共场所、乘坐公共交通工具,不得要求群众重复进行核酸检测。
2023年1月7日,为指导各地做好对新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”后的疫情防控工作,中国国务院联防联控机制综合组制定了《新型冠状病毒感染防控方案(第十版)》。对核酸检测规定如下:
参考资料
新冠病毒核酸检测.图片.2023-12-05
..2023-12-05
新冠核酸检测知多少.天津市疾病预防控制中心.2023-11-01
一文读懂新型冠状病毒的抗原/抗体检测试剂.国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心.2023-12-04
《抗击新冠肺炎疫情的中国行动》白皮书(全文).中华人民共和国国务院新闻办公室.2023-12-04
..2023-10-18
新型冠状病毒核酸检测科普.湖州市卫健委.2023-10-18
..2023-11-02
全国新型冠状病毒感染疫情情况.中国疾病预防控制中心.2023-10-19
关于印发新型冠状病毒感染防控方案(第十版)的通知 .中华人民共和国国家卫生健康委员会.2023-12-04
目录
概述
检测目的
检测原理
标本采集
采集对象
采样人员基本要求
标本采集基本要求
采集标本种类
标本采集和处理
鼻咽拭子
口咽拭子
深咳痰液
鼻咽或呼吸道抽取物
支气管灌洗液
肺泡灌洗液(BALF)
粪便
血液
标本包装
标本保存
标本送检
送检标本
标本及毒株运输
核酸检测结果反馈基本要求
报告时限
检测报告
采样过程管理
采样方式
采样点现场管理
采样人员正确防护
采样对象管理
采样人员的动态调
采样时机管理
判定指标
判读为阳性的条件
判读为阴性结果的处理
处于灰度区结果的处理
灰度区状况
检测措施
注意事项
检测前
检测时
检测后
新冠其他检测方法
抗原检测
抗体检测
新冠病毒核酸检测数据
最新政策
参考资料