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一图读懂 | 一份核酸报告的诞生

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   对于市民来说,核酸检测看似只有两步:登记采样,等待结果。事实上,在这看似轻松的两步背后,还凝聚了基因扩增实验室(PCR实验室)检验人员的大量工作。一份核酸报告的诞生要经历采样、标本转运、标本签收、核酸提取、核酸转移、核酸扩增、结果审核……

进入PCR实验室必须“全副武装”

一位位身着厚重防护服的检验人员,正在实验台前一丝不苟地进行核酸样本的检测,汗水不住地从额渗出,嘴里呼出的热气模糊了护目镜。

标本拥有了“身份证”

很多人以为,核酸采样后,直接用机器检测很快就能出结果了。其实,从采样护士在咽部“轻捻慢拢”后,后续还包括了样本签收、核酸提取、核酸转移、核酸扩增、结果审核等步骤。

核酸检测样本采集后,采集人员会清点数目,并用密封袋包装好,用消毒剂喷洒消毒,然后放进样本转运箱,由专人送到核酸检测实验室。检测人员收到样本后会先对转运箱消毒,并在开启后对转运箱内壁和标本采集密封袋二次消毒,之后才是拆开密封袋取出样本。

核酸的采集管上都有条码信息,签收人员要理清样本来自哪一个社区或人群,是单采还是混采。另外,还要留意样本上的时间,便于日后需要时回溯。

之后,核酸样本就将经历“奇幻漂流”的第二步——要有“身份证”啦!检验人员则将这一步称为“样本前处理”。PCR反应是在96孔板上实现的,每一个孔位都有自己独一无二的身份。

检验人员为刚刚送到的样本进行编号和信息录入工作

看似只是“前处理”,但防备之心可是一点儿也不能松。检验人员要识别空管或溢洒情况的发生。尤其在大人群10:1混采时,小小的试管被拭子挤满,一旦阳性样本出现了溢洒,一方面可能造成其他样本结果的污染(假阳性),另一方面对实验室的生物安全产生威胁——这也是PCR实验室的检验人员同样要穿成“大白”模样的原因——医用帽子、N95口罩、面屏、护目镜、医用防护服、隔离衣、一次性鞋套、两层手套,这些“束缚”却能给检验人员创造最安全的环境。

此外,PCR实验室要求严格分区,最好是负压实验室。空气流动只会从外向内,那么实验室里的污染就不会扩散到外界,可以保证实验室外面的安全。

与病毒“擦肩而过”或只有2毫米

拿到“身份证”的核酸样本并不能直接测试,而是要先提取核酸,对其进行扩增。因此,核酸样本“奇幻漂流”的下一站,是PCR加样区——简单来说,检验人员要把病毒的遗传物质(核糖核酸)给“揪出来”。

此时,检验人员戴着双层手套,在生物安全柜内一管一管地拧开螺旋盖,手工吸取样本,加入核酸提取板孔中,再拧上螺旋盖将标本放回原处。检验人员与新冠病毒“擦肩而过”的距离可能只隔着两层乳胶手套——也就是2毫米,但核酸检测工作不允许他们害怕。

检验人员正在进行核酸提取环节中的加样步骤

获得核酸后,检验人员用移液枪将核酸转移至事先准备好反应液的反应管里,制成反应体系,让它进入“奇幻漂流”的下一站:扩增分析区。

不能出错,不能有遗漏,不能发生生物安全事故。可以说检验人员全身时刻处于高度紧张的状态。就单说‘加样’,检验人员要用极小的枪头将每个提取好的核酸,大概是一滴水的四分之一加入到试剂中,每一步操作都必须十二分谨慎。开盖、加样虽然有仪器,但现有的仪器在速度上并不能令人满意,遇上大样本筛查只能靠手工操作。

让它变多才能检测出来

经历了复杂费时的前期制备过程,样本终于来到了“奇幻漂流”的关键一站。样本的采样质量如何、核酸提取的质量如何、结果如何都将在此处见分晓。

这里不得不提一下曾斩获诺贝尔奖的聚合酶链反应(PCR),这是20世纪80年代中期发展起来的一项体外核酸扩增技术,它可以将目标基因片段于数小时内扩增百万倍至数亿倍,成为当今生命科学研究最为重要且广泛使用的技术手段之一。

怎么理解扩增?

如果把样本提取出来的核酸看作是一块土地,新冠病毒是种子,如何知道土地里有没有种子?简单的方法是,加点水和肥料(试剂),让种子一个变两个、两个变四个、四个变八个……病毒是看不到的,而且微量样本也不容易检测到,所以要让它变多,才方便检测出来。

经过复杂的前期制备工作,才能在PCR仪上进行扩增检测。上机后,就是历时约1.5小时扩增检测,而且中间不能有停顿、不能有断电、不能有仪器故障,核酸检测才能完成。

当反应管在机器上开始检验后,也就意味着“开弓没有回头箭”——从采样到核酸制备任何一个环节出现问题都可能导致返工重测,从而使报告时间加倍。

3月15日,国家卫健委发布《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第九版)》。其中,《方案》将解除隔离管理和出院标准修改为“连续两次新型冠状病毒核酸检测N基因和ORF基因Ct值均≥35(荧光定量PCR方法,界限值为40,采样时间至少间隔24小时)”,这也让很多“小白”知道,这儿的“Ct”并非到医院拍个CT,而是指扩增的阈值。简单来说, Ct值越低,说明阳性越强;Ct值越高,说明阳性越弱。

作为初筛实验室,只能向疾控中心报告“疑似阳性”,随后根据疾控的要求转运原管标本以供复核。而PCR实验室也会通过紫外线消毒,通常阴性样本会储存一两天以备查验。

向你飞奔而来的报告背后是汗水

检测人员还需要对扩增结果进行分析:包括同批随样本检测的阴阳性质控结果是否在控、基线设置、逐孔分析内标及样本结果是否正常等。当阴阳性质控全部符合检测要求,排除假阴性、假阳性可能,对异常结果样本及时进行复核,确保无误后才能最终报告结果,并上传。

这几天,PCR实验室里的检验人员都在超负荷工作

随着核酸样本量不断增大,检验人员一直是在超负荷运转。防护服是不透气的,全身罩在里面,刚穿上就会很热。加之机器一刻不停,热量积聚一天后整个实验室会非常闷热,即使开着空调室内温度也会达到28-30℃。此外,实验室里静电也很强烈,因此也特别干燥。为及时完成工作任务,很多人都是“5+2”、“白+黑”的节奏在工作。

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