核酸检测那些事儿

　　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。

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　　参考：

　　1、Presence of mismatches between diagnostic PCR assays and coronavirus SARS-CoV-2 genome.https：//doi.org/10.1098/rsos.200636

　　2、Lauren M. Kucirka etc， Variation in False-Negative Rate of Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction–Based SARS-CoV-2 Tests by Time Since Exposure， Annals of InternalMedicine， Aug， 2020

　　3、SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients， Lirong Zou， Feng Ruan， N Engl J Med. 2020 Mar 19； 382（12）： 1177–1179. doi： 10.1056/NEJMc2001737

　　4、Rosanna W Peeling， David L Heymann， Yik-Ying Teo， Patricia J Garcia， Diagnostics for COVID-19： moving from pandemic response to control，Lancet 2022； 399： 757–68