文章来源于：磷化锂，作者：磷化锂
研究表明，70％的临床决策依赖于检验。但长久以来，检验科作为医技科室，其在社会公众甚至医学专业领域的地位，与临床科室不可相提并论。自新冠疫情爆发以来，新冠检测，以及与之相关的话题，成为社会关注的热点。截至目前，新冠肺炎没有特效药，但不乏针对性检测产品。例如，核酸检测，一种在临床检验实验室也不算常用的检测方法，一时间妇孺皆知——尽管绝大多数人不知道核酸检测究竟是检测核糖核酸还是检测脱氧核糖核酸，甚至不知道什么是核酸。
检测很重要，但检测也不是万能的。作为前分析化学从业者，笔者认为有必要从基本原理出发，梳理新冠检测的来龙去脉，澄清社会对于新冠检测的误解。
Q1新冠检测的基本原理
新冠检测，其目的是判断受检者是否携带病毒及感染状态，从而为临床治疗提供决策。检测病毒的前提是了解病毒：新冠病毒作为RNA病毒，由蛋白和核酸构成，其进入宿主（人）体内，通过ACE2受体入侵增殖，引起免疫系统应对外来异物的免疫反应，产生特异性抗体。因此，新冠病毒的核酸，蛋白和体内产生的特异性抗体，因其具有高度特异性，理论上均可作为新冠检测的目标。
对于核酸而言，PCR技术和下一代测序技术是常规方法，而对于新冠病毒蛋白（或者理解为引起免疫反应的抗原）和体内的特异性抗体而言，也有基于抗原抗体的免疫学方法是成熟的技术手段。事实上，在去年12月底不明原因肺炎爆发后，相关临床和科研机构与第三方实验室合作，通过测序的方法确定了病原体。病毒基因序列的解析，为开发基于PCR技术平台的核酸检测产品提供基础。
Q2如何评价不同的新冠检测方法
评估一项检测方法，涉及多方面因素，包括检测应用场景，检测质量，检测时间，检测成本，取样方式，检测人员和外部条件要求等。根据上文所述，新冠检测根据检测目标不同可分为核酸检测，抗原检测和抗体检测。核酸和抗原检测是针对病毒，抗体检测是针对人体内产生的抗体，两者应用场景有区别，取样部位也有区别——核酸和抗原需要在病毒聚集的呼吸道，如鼻咽拭子、痰液或肺泡灌洗液取样，而抗体产生与血浆，需要采血进行检测。
这里需要补充基本的免疫学知识：免疫应答中会产生两种抗体IgM和IgG，IgM抗体产生较早，感染结束后较快消失，而IgG抗体产生较晚，感染结束后持续存在。因此，检测核酸和抗原，用于判断受检者是否携带病毒，而检测抗体则用于判断受检者的感染状态。因此，核酸检测和抗原检测是作用相同的检测，而抗体检测则是与之互补的检测。例如，检测结果为核酸阴性，IgM阴性，IgG阳性，提示患者目前没有携带病毒，但曾经感染，目前已痊愈。
什么是“最好”的检测方法，这个问题恐怕没有答案，毕竟不同方法学之间有时是互补的。但针对某一特定的检测目的，也确实有相对更优的金标准。例如，要判断受检者是否携带病毒，核酸检测是金标准。核酸检测相对抗体检测而言，两者取样方式相同，但方法学上PCR检测核酸比免疫学检测抗原抗体的灵敏度更高。而抗体检测对于携带病毒量较少或者早期感染的患者而言，体内可能还没来得及产生抗体，因此抗体检测在判断患者是否携带病毒上有时滞性。
既然核酸检测是金标准，与之检测目的相同的抗原检测还有意义吗。答案是肯定的，因为核酸检测需要在PCR实验室完成，周期较长，普通荧光PCR方法需要2-3小时的报告时间，而抗体检测可以通过胶体金方法，在类似于血糖仪或者验孕棒的检测场景下，十五分钟获得结果。然而抗原检测的问题，笔者推测在于检测质量：以同样是呼吸道病毒的流感抗原检测为例，与金标准相比假阴性率甚至可高达30-40%，对于传染性极高的新冠病毒而言这样的准确度是不合适的。不过，国家药监局目前仍然没有批准抗原检测产品。
Q3目前国家批准了哪些检测方法
截至4月11日，国家药监局批准了26个新冠检测试剂，包括18个核酸检测试剂和8个抗体检测试剂。核酸检测试剂涉及荧光PCR、测序、恒温扩增芯片、恒温扩增-实时荧光、双扩增、RNA捕获、RNA恒温扩增等方法，抗体检测试剂涉及胶体金和化学发光法。
从产能供应角度，上述获得证书企业累计日产能达到500万人份以上，可以满足全国甚至全球的检测需求。从产品质量角度，由于目前没有大样本头对头验证不同产品的检测性能，目前这一问题无法回答，但国家药监局的审评标准相对于美国FDA指南、WHO要求和欧盟CE认证更为严苛，有理由对国内获批的产品质量抱有信心。
Q4核酸检测假阴性是什么原因
2月抗疫关键时期，呼吸病学专家王辰院士提到，前线使用的核酸检测试剂盒检测质量不够高：“对于真是新型冠状病毒感染的病人，也不过只有30%至50%的阳性率”。如果按照假阴性的定义，则核酸检测的假阴性率高达50-70%。——这是一个很夸张的数据，即使是掷骰子随机判断，假阴性理论上也只是50%。
临床检测出现假阴性主要如下原因：第一是取样和样本处理问题，第二是检测试剂质量问题，第三是方法学本身问题。新冠病毒主要感染下呼吸道，鼻腔和咽喉处上呼吸道病毒负荷量低，取样阶段不一定能获得带有病毒的组织，再加上前期样本处理没有规范化流程，不排除核酸降解等情况出现。日前，卫健委临床检验中心公布新冠检测室间质评结果，收到844家实验室回复，其中合格实验室超过80%，较高病毒浓度的样本检测总体符合率在98%以上，表明绝大部分检测试剂的质量是稳定的。
Q5海外新冠试剂盒是否比国产新冠试剂盒更优秀
此次疫情中，国内体外诊断企业的表现可圈可点，第三方实验室助力病原体鉴别，提供大规模核酸检测服务，诊断试剂厂家及时研发诊断试剂盒并扩大产能，满足临床检测需求。海外疫情扩散之初，瑞士Roche和意大利DiaSorin等厂家也推出基于荧光PCR的检测试剂，可实现高通量样本检测。到三月中下旬，美国Cepheid和Abbott的即时检测的核酸产品获得FDA应急批准，相比于荧光检测，仪器便携，自动化程度高，1小时内出结果。三月底，多国传出中国生产的新型冠状检测试剂盒检测质量不合格的新闻，有人借此大做文章，称中国试剂盒是“第一代技术”，假阴性率高，美国试剂盒更新第X代，能实现“一滴血检测新冠，15分钟出结果”。
拿Abbott ID Now，特朗普新闻发布会上亲自带货的产品为例，阳性结果最快5分钟获得，阴性结果可以在13分钟内报告，且设备小巧，检测外部条件要求低，与PCR实验室动辄2小时以上的荧光PCR方法相比，似乎有明显优势。固然，从检测时间和检测外部条件而言，ID Now更胜一筹，但从新冠检测的首要考虑因素——检测质量角度，ID Now未必占优。首先，ID Now和荧光PCR均为核酸检测，取样角度没有差别；其次，根据业内人士测算，ID Now的检出限在2000copies/ml 以上，而国内荧光PCR试剂多数能检测到640copies/ml的样本，换言之荧光PCR方法学的灵敏度更高，有更高概率检测出病毒荷载量较低的样本，假阴性率更低；再者，检测质量和反应时间往往不能兼顾，快速检测在多数情况下需要牺牲检测质量，ID Now采用的工具酶也不够成熟；最后，荧光PCR试剂可规模化生产，目前国内产能在300万人份以上，且成本低，而ID Now试剂卡产能有限，尚不能满足全美甚至Abbott所在的伊利诺伊州的需求，尽管公司计划将产能提升至每月500万人份。
需要说明的是，国内体外诊断企业与海外同行的差距是客观存在的，比如荧光PCR试剂可以迅速研发，但仪器仍然需要依赖Roche、Thermo Fisher、Bio Rad等外资厂家。又比如Abbott ID Now，尽管存在值得改进的地方，但技术水平仍然领先于国内同行，解决了快速检测的需求。近年来，国内体外诊断企业的发展，逐步实现进口替代领域，在疫情爆发之初帮助病原体鉴别，疫情进展阶段提供检测产品和服务，实现了“应测尽测”的目标。倘若类似重大疫情在十余年前发生，或者在其他发展中国家产生，又要谁能提供这样的产品和服务呢？
Q6国内出口试剂质量问题风波
如前文所述，三月海外疫情扩散期间，试剂检测需求大增，而供应相关产品的海外企业优先，部分国家选择采购获得CE认证（获得进入欧盟市场资质）的中国试剂产品。陆续有新闻报道，部分产品在性能验证和临床检测中表现不佳，驻外大使馆予以回应，一时物议沸腾，也有媒体借此炒作Made-in-China产品质量问题。四月初，四部委出台规定，要求出口的检测试剂等5类产品，国内生产必须获得我国药监部门的资质，同时要符合进口国和地区的质量标准要求。一时间，大量获得CE认证但未获得国内注册的产品，受“一刀切”政策影响不能出口，对上游厂家和下游客户都产生了影响。
本次实验的导火索之一，是3月初西班牙媒体报道的易瑞生物的抗原快速检测试剂质量问题，原文称“原本检测结果准确率应该在80%以上，但实际上却仅有30%”。3月27日，相关报道在网络迅速发酵，公司所在地深圳市市场监督管理局发布公告启动调查，公司初次回应解释为“客户没有严格按照操作使用”，再次解释为“试剂的用途及使用方法没有形成统一、标准性的流程”。笔者推测，问题在于抗原检测方法学本身，与核酸检测相比假阴性高，国内没有任何抗原检测产品获得审批，而该公司的产品却获得了CE认证。从程序角度，中国企业在欧洲销售获得CE认证并注册的产品并无问题，但疫情爆发以来，大大小小百余家企业一窝蜂研发新冠试剂，钻了CE认证的政策空子，很难说有的企业是不是抱着赚一波块钱的初心。对于政府而言，为了维护国际形象，也只能采取“一刀切”的手段。
无独有偶，4月底《泰晤士报》报道，英国政府订购的抗体试剂盒均为通过评估，包括获得国内注册证书的万孚生物，无法检出轻症和无症状患者。公司及时回应，产品仅作为阴性疑似病例的补充检测，或联合核酸检测使用，不能作为确诊和排除的依据。由此可见，即使是英国卫生部门高级官员，对于检测产品的理解仍然存在误区，既然是确诊病例，首选应是核酸检测，选择抗体检测可谓缘木求鱼。
检测试剂不是万能的，不同的方法，具有不同的特点，针对不同的场景，也有其局限性。产品质量的锅，不能全部由中国企业背，那些连说明书都不看的客户也不能甩。
Q7新冠检测的应用场景
关于这一问题，国家药监局也有相对权威回复，引用如下：核酸检测试剂用于体外定性检测新冠病毒感染的肺炎疑似病例、疑似聚集性病例患者，其他需要进行新冠病毒感染诊断或鉴别诊断者样本中的新冠病毒核酸。抗体检测试剂用于体外定性检测样本中新冠病毒抗体，仅用作对新冠病毒核酸检测阴性疑似病例的补充检测指标或疑似病例诊断中与核酸检测协同使用，不能作为新冠病毒感染的肺炎确诊和排除的依据。药监局在最后还加了几个补丁，“产品仅限医疗机构使用”，“不适用于一般人群的筛查”，“不适用于机场、火车站等流动人群筛查”、“不适用于复工复产等非医疗用途”。
简而言之，根据中国官方文件的建议，核酸检测用于检测是否受试者携带病毒，而抗体检测用于核酸检测结果阴性的疑似患者补充检测或者联合核酸检测。有的厂家，利用社会群体对于检测知识的匮乏，推广消费级“新冠检测”，用抗体检测的方法做复工复产检测，确实不合时宜。
Q8为什么笔者不建议大范围筛查低风险地区无症状人群
这是一个有争议的话题，笔者对各地出台的政策也持保留意见。日前，某地要求“入住酒店，应持有7日内经当地核酸检测呈阴性的健康证明”，某地要求“湖北省返回人员全部进行核酸检测”。在“无症状感染者”概念的渲染下，“应筛尽筛，应测尽测”是政治正确，对所有人都好。诚然，核酸检测是“好的”，是少数目前可以筛查出“无症状感染者”的方法，对受试者也没有任何影响，但是，这一方法大范围应用于筛查未必合理。
从方法学上，无症状感染者的病毒负荷量理论上是很低的，核酸检测方法不一定能检测到阳性结果，尤其是在疑似患者检出率仍存在一定假阴性的情况下。好比一万名受检者，假设五个携带病毒，检测出一个，这种“挂一漏万”的结果对疾病传播的控制未必有多大帮助，况且无症状传播者的传播能力本来就有限。
从经济性上，新冠核酸检测，一次终端收费算200元，湖北全省人民筛一次，上百亿的费用，谁承担，全国人民筛一次，上千亿的费用，谁承担，筛了一次还要不要筛第二次，有没有必要为了极小概率的风险付出这样地投入。一个可比的数据，截止3月15日医保系统涉及新冠病人救治的费用为10亿元，各地拨款专项资金约200亿元。当然，筛查的费用相比也未必落在政府头上，企业和个人的负担重了，核酸检测试剂厂家和检测机构倒是喜闻乐见。
从操作性上，目前各大医疗机构检测能力有限，未必承接个人相关申请，武汉核酸检测高峰产能到40万人份，一千万的常驻人口，即使每人筛查一次，也需要25天，到最后一批筛查结束，又过了潜伏期，是不是需要再筛查一遍呢？而筛查的主力军，第三方实验室，也存在良莠不齐的现象，操作流程的规范性，包括使用试剂是否为获得国家批准的证书，缺乏有关部门的监管。在此背景下，检测结果质量能不能得到保证，需要打个问号。某地有关部门竟然准备通过抽查核验的方式检测核酸检测证明是否造假，请问如果抽查结果与证明不符，这个锅是要背在个人身上，检测机构身上，还是提供试剂的厂家身上。
当然，笔者认为核酸检测仍然是防控疫情扩散的重要手段，尤其是针对高风险地区和高风险环节，如境外疫区归国人员，如医院住院患者等，而对于普通人的“应筛尽筛，应测尽测”恐怕有矫枉过正之嫌。
结语
目前各方判断，新冠病毒有可能成为类似流感病毒一样和人类长期共存的病毒，而不会像十七年前的SARS一样突然销声匿迹。研发和改进新冠检测相关产品，满足临床和社会的需求——又快、又准、又简便、又便宜——是一项艰巨的任务；不要说“既要，又要，还要”，就是在检测质量上，都还有很大的提升空间。上一篇文章中，笔者回顾了新中国应对疫情的得失，其中有一个重要的教训就是尊重科学。检测不是万能的，试剂有也有局限性，需要思考怎么科学地利用科学的成果——这是疫情防控的一个重要环节，但不会是一劳永逸的护身符。
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