中國醫(yī)院協(xié)會臨床微生物實驗室專業(yè)委員會
通信作者:徐英春1,2,胡繼紅3
作者單位:北京協(xié)和醫(yī)院1檢驗科2疑難重癥及罕見病國家重點實驗室 3國家老年醫(yī)學中心 中國醫(yī)學科學院老年醫(yī)學研究院 北京醫(yī)院 國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗中心
項目基金:中國醫(yī)學科學院醫(yī)學與健康科技創(chuàng)新工程(2021-I2M-1-038)
文章來源:協(xié)和醫(yī)學雜志, 2022,13(3):402-411.
新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)是由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染引起的一類呼吸道傳染性疾病,自2019年12月疫情暴發(fā)以來,截至目前仍在全球廣泛流行,疫情防控工作任重道遠。SARS-CoV-2實驗室檢測可為疫情防控方案的制訂提供重要參考,其中核酸檢測陽性是SARS-CoV-2感染者的確診依據[1]。
為進一步優(yōu)化SARS-CoV-2檢測策略,根據疫情防控需要,國務院應對新型冠狀病毒肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機制綜合組于2022年3月10日印發(fā)了《新冠病毒抗原檢測應用方案(試行)》[2],決定推進“抗原篩查、核酸診斷”的監(jiān)測模式,在核酸檢測基礎上增加抗原檢測作為補充,以提高SARS-CoV-2感染者“早發(fā)現”的能力[3]。
全球范圍內,SARS-CoV-2抗原快速檢測已獲得廣泛認可,截至2022年4月7日,我國國家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)已批準23款抗原快速檢測試劑[4],通過世界衛(wèi)生組織(WHO)緊急使用清單(EUL)[5]、美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)緊急使用授權(EUA)[6]及歐盟(CE)認證[7]的抗原檢測試劑盒分別有5款、48款和203款。
基于目前實驗室檢測SARS-CoV-2積累的經驗和常見問題,并結合國內外最新研究進展和應用實踐,中國醫(yī)院協(xié)會臨床微生物實驗室專業(yè)委員會組織相關領域專家共同制定了《新型冠狀病毒抗原快速檢測專家共識(2022)》。
本共識明確了目前SARS-CoV-2抗原快速新冠檢測方法的性能特點,可為不同場景下的快速抗原檢測應用、結果解讀及處置提供技術支撐,促進疫情防控中抗原快速檢測的專業(yè)化、規(guī)范化和標準化。
共識核心意見
(1) SARS-CoV-2抗原檢測主要靶標為N蛋白,以保證較高的檢測敏感性、特異性和對病毒變異株較高的包容性(共識度:100%)。
(2) 抗原快速檢測主要采用免疫層析技術(共識度:100%)。
(3) 抗原檢測特異性較高,敏感性受患者疾病嚴重程度、采樣時機、樣本類型、樣本處理技術、樣本病毒載量、病毒變異情況和檢測試劑盒差異等因素的影響(共識度:100%)。
(4) 抗原檢測方法主要推薦用于發(fā)病早期、病毒載量較高的感染者(共識度:100%)。
(5) 抗原檢測主要適用標本類型為鼻腔拭子、鼻咽拭子和口咽拭子等(共識度:100%)。
(6) 抗原、核酸和抗體檢測結果解讀及處置建議,根據被測者臨床癥狀、疫苗接種史及接觸史不同而采取不同措施(共識度:98.63%)。
(7) 對于疑似病例,抗原檢測結果無論陽性或陰性,均應進行核酸檢測確認(共識度:98.63%)。
(8) 抗原檢測推薦在高風險、高流行區(qū)域人群中應用,一般人群不建議進行抗原檢測(共識度:94.52%)。
(9) 抗原檢測主要適用場景:基層醫(yī)療衛(wèi)生機構就診的有癥狀人員、隔離觀察人員、有自我檢測需求的社區(qū)居民等(共識度:98.63%)。
(10) 抗原檢測其他適用場景:高風險工作人員監(jiān)測,封閉/半封閉場所人員監(jiān)測,疫情流行期間發(fā)熱門診、急診聚集患者快速分流管理等(共識度:98.63%)。
(11) 抗原檢測應選擇經NMPA審批的試劑盒,嚴格按試劑說明書操作(共識度:100%)。
(12) 醫(yī)療機構開展抗原檢測應進行試劑性能評價和質量控制(共識度:100%)。
(13) 建議對抗原自測流程及結果進行有效管理,以保障檢測的準確性和對疫情的及時監(jiān)控(共識度:100%)。
1 、共識形成方法
本共識由中國醫(yī)院協(xié)會臨床微生物實驗室專業(yè)委員會發(fā)起,共識專家組由專委會委員及其推薦的相關領域專家共同組成,并通過共識形成會議法達成共識意見[8]。
2022年2月專家組召開線上會議就SARS-CoV-2抗原快速檢測主題擬訂關鍵性問題和提綱,并進行任務分工,組建共識撰寫組、編審組、外審組和秘書組,成員來自醫(yī)學檢驗、臨床醫(yī)學、感染控制、公共衛(wèi)生及體外診斷產品研發(fā)等領域的相關專家。
共識撰寫組以“新型冠狀病毒抗原”“新型冠狀病毒肺炎”“severe acute respiratory syndrome corona-virus 2 antigen”“SARS-CoV-2 antigen”“coronavirus disease 2019”和“COVID-19”為關鍵詞,檢索2019年12月至2022年3月PubMed、Embase、Cochrane Library、MedRxiv、中國知網、萬方數據知識服務平臺和維普數據庫中的中、英文文獻,以及國家衛(wèi)生健康委員會、NMPA、WHO、FDA、歐洲疾病預防與控制中心(ECDC)及國內外學術組織現行的感染控制、生物安全相關標準、指南和共識等,經去重處理及閱讀摘要和/或全文,最終納入符合本共識主題的文獻45篇。
2022年3月至4月,撰寫組經多次會議討論及反復修訂,統(tǒng)一意見后形成共識草案,然后由編審組專家對草案進行函審并提出書面意見,共收到函審意見407條(含重復意見),全部意見經撰寫組逐條討論確認,采納其中的284條,草案修訂后再次提交外審組專家審核。
共形成13條共識核心意見,由撰寫組、編審組和外審組專家進行“背對背”無記名投票,投票等級分為:a)完全同意;b)基本同意;c)不確定;d)不太同意;e)完全不同意。如a、b、c、d中任一項票數超過50%,或a+b、c+d票數超過70%,即視為達成共識;其余情況均視為未達成共識,相關意見進入下一輪投票。以a+b或d+e票數占回收有效票數的百分比,作為共識意見的專家共識度[9]。
限于目前對新冠病毒抗原快速檢測的認知程度及參與共識編寫人員的專業(yè)背景,本共識的制訂可能存在局限性。
2 、新型冠狀病毒抗原檢測方法及主要性能
2.1 技術原理
抗原檢測是指應用特異性抗體直接對樣本中的病原體抗原進行檢測,檢測結果可作為發(fā)病早期是否感染的直接證據。SARS-CoV-2的主要結構蛋白包括核衣殼蛋白(N)、刺突蛋白(S)、胞膜蛋白(E)和囊膜蛋白(M),部分研究表明SARS-CoV-2存在血凝素酯酶蛋白(HE),但目前仍存在爭議[10-11]。
SARS-CoV-2抗原檢測的主要靶標是N蛋白,極少數針對S蛋白[12]。
N蛋白是SARS-CoV-2的核心成分,其與病毒基因組RNA結合后將RNA包裝為核糖核蛋白(RNP)復合體。由于N蛋白合成數量多,具有多個特異性抗原決定簇且穩(wěn)定性高,因此N蛋白是理想的抗原檢測靶標,具有較高的檢測敏感性和特異性[13-14]。
S蛋白由S1、S2兩個功能亞基組成,其中S1亞基關鍵結構域S1-受體結合域(RBD)和/或S1-N末端結構域(NTD)可與宿主細胞的血管緊張素轉換酶2(ACE2)受體結合,將病毒和宿主細胞的細胞膜融合,介導病毒進入宿主細胞[15-16]。
SARS-CoV-2變異株突變位點多位于S蛋白,采用抗N蛋白聯(lián)合抗S蛋白雙抗體檢測,雖可提高檢測的敏感性,但如果病毒突變速度較快、類型較多,針對變異株S蛋白的抗原檢測敏感性即會下降。因此,選擇對SARS-CoV-2變異株具有更高包容性的檢測靶標,對于保證檢測的高敏感性尤為重要。
此外,由于SARS冠狀病毒(SARS-CoV)與SARS-CoV-2的N蛋白序列相似度高達91%[17],二者存在抗原與抗體交叉反應。有研究對7款SARS-CoV-2抗原檢測試劑性能評價后發(fā)現,所有試劑均對SARS-CoV有交叉反應,但對其他4種人類流行冠狀病毒(HcoV-229E、HCoV-NL63、HCoV-OC43和HCoV-HKU1)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)基本無交叉反應[18]。由于目前并非SARS-CoV的流行期,SARS-CoV-2抗原試劑仍具有較高的特異性。
2.2 技術分類與特點
SARS-CoV-2抗原檢測主要采用基于免疫層析技術的快速檢測方法,具有檢測快速、操作便捷等特點。非專業(yè)人員亦可操作,通過目視或使用便攜設備即可判讀結果,可快速、便捷地對有癥狀疑似人員、隔離觀察人員和有自我檢測需求的人員進行篩查,以便及時采取相應措施,助力疫情防控。
根據檢測試劑所使用的標記物,可分為膠體金法、乳膠免疫層析法和熒光免疫層析法(表1)。此外,基于新型傳感器和生物傳感器技術的快速檢測方法可實現數十秒至數分鐘內完成SARS-CoV-2抗原檢測,并保證檢測的高敏感性[19-20],但目前尚未進入商品化與臨床驗證階段。
2.3 技術性能
SARS-CoV-2抗原檢測試劑具有較高的特異性,但敏感性在不同臨床評價研究中存在較大差異,其影響因素包括患者疾病嚴重程度以及采樣時機、樣本類型、樣本處理技術、樣本病毒載量、不同時期變異株流行情況、檢測試劑盒差異等[21-23]。
抗原檢測敏感性與感染者病毒載量呈正相關,對于傳染性強的高病毒載量樣本,檢測的敏感性更高[23]。
系統(tǒng)綜述和Meta分析顯示,抗原檢測對SARS-CoV-2核酸擴增循環(huán)數(Ct)<20、<25、≥25和≥30樣本的總體靈敏度分別為96.5%(95% CI:92.6%~98.4%)、95.8%(95% CI:92.3%~97.8%)、50.7%(95% CI:35.6%~65.8%)和20.9%(95% CI:12.5%~32.8%)[24]。因此,SARS-CoV-2抗原檢測主要推薦用于發(fā)病早期、病毒載量高的感染者[14]。
此外,可通過提高檢測頻次的方式提高陽性檢出率,有研究顯示檢測頻率為每3天一次或更高時,抗原檢測與核酸檢測對感染早期患者的總體靈敏度相當(均>98%);對處于病毒培養(yǎng)陽性階段的感染者,若每天進行抗原檢測,其靈敏度約為90%[25]。
2.4 不同類型樣本間的檢測性能差異
SARS-CoV-2抗原檢測的樣本類型主要包括鼻腔拭子、鼻咽拭子和口咽拭子等,針對下呼吸道樣本、唾液、口腔液、血清等樣本的抗原檢測研究正在開展中[14]。不同類型樣本的SARS-CoV-2抗原檢出率存在差異,其中鼻腔拭子和鼻咽拭子的檢測敏感性最高[24,26]。
近期一項薈萃分析顯示,常見樣本的SARS-CoV-2抗原檢測敏感性由高至低分別為鼻腔拭子(83%)、鼻咽拭子(71%)、口咽拭子(69%)和唾液(68%)[26]。血清中的SARS-CoV-2抗原一般在感染急性期(抗體產生前)出現,相較呼吸道樣本,血清樣本可降低樣本采集因素對于檢測結果的影響,具有一定診斷價值[27-28]。
目前,在國內獲批上市的SARS-CoV-2抗原檢測試劑適用樣本類型為鼻腔拭子、鼻咽拭子和口咽拭子,建議依據產品說明書推薦的標本類型進行檢測。不推薦使用棉拭子,鼻腔拭子采樣時應注意從雙側鼻腔采集。
2.5 變異株抗原檢測性能
SARS-CoV-2變異株抗原檢測的性能主要受病毒蛋白變異、檢測試劑靶點及受檢者人群中變異株流行情況等影響。
SARS-CoV-2變異株突變位點多發(fā)生于S蛋白編碼基因,N蛋白具有更高的穩(wěn)定性,且N蛋白突變位點多集中在N-末端,而抗原檢測試劑靶點多位于N蛋白C-末端,對檢出率的影響較小。
目前,對于阿爾法(Alpha)、貝塔(Beta)、德爾塔(Delta)等國際流行變異株,未發(fā)現抗原檢測試劑對其檢測性能產生顯著影響[29-30]。
奧密克戎(Omicron)變異株于2021年11月首次在南非發(fā)現,該變異株在S蛋白處發(fā)生了30多個突變,其中15個突變位點位于RBD,變異后的病毒傳染性顯著提升[31-32]。
作為目前的主要流行株,尚未出現Omicron變異株 N蛋白編碼基因存在明確影響抗原檢測性能的缺失(如Del31-33)和突變(如P13L)。雖然少量研究提示,抗原檢測試劑對Omicron變異株的檢測敏感性有所下降,但多數研究顯示多種抗原快速檢測試劑對Omicron和Delta變異株的檢測性能相當[33-35],靈敏度分別為22.2%~88.9%和52.9%~91.2%[34]。
由于不同抗原檢測試劑間存在性能差異,實驗室應對所采用試劑進行充分評估,并密切關注SARS-CoV-2毒株變異趨勢及對抗原檢測可能產生的影響。
2.6 假陰性與假陽性影響因素
假陰性影響因素[36]:(1)樣本病毒載量較低;(2)檢測時間處于窗口期;(3)標本采集、運輸、保存或裂解不當;(4)檢測試劑敏感性低;(5)檢測過程中操作不當;(6)未嚴格按試劑說明書規(guī)定的時間判讀結果;(7)鉤狀效應(抗原抗體比例不合適)。
假陽性影響因素[37-38]:(1)檢測試劑的特異性受限,發(fā)生了交叉反應;(2)樣本或試劑污染;(3)試劑陽性設定的判定值過低;(4)檢測過程中操作不當;(5)在試劑說明書規(guī)定時間之后超時判讀結果。
2.7 抗原、核酸和抗體檢測結果解讀及處置建議
采用抗原、核酸和抗體檢測進行SARS-CoV-2感染實驗室診斷時,其結果解讀及后續(xù)處置建議詳見表2。
由于抗原檢測的方法學局限性,其檢測敏感性低于核酸檢測,因此抗原檢測不能用于疫情“清零”策略的篩查目的。
核酸檢測陽性是SARS-CoV-2感染的確診依據[1],如被測者核酸陽性,無論抗原與抗體檢測結果是陽性還是陰性,均需按照SARS-CoV-2感染者或COVID-19確診患者的標準采取相應措施[2]。
3 抗原檢測應用策略
SARS-CoV-2抗原檢測(包括自我檢測)能有效提高檢測覆蓋范圍,將關口前移,是對公共衛(wèi)生防控的有益補充,已成為多個國家或地區(qū)疫情防控的重要手段[1,29,37]。依據《新冠病毒抗原檢測應用方案(試行)》[2]和《關于印發(fā)新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第九版)》[1],SARS-CoV-2抗原檢測主要適用場景、應用及處置策略見圖1。
圖1 新型冠狀病毒抗原快速檢測主要應用場景與處置建議[1-2]
需特別注意,雖然SARS-CoV-2抗原檢測具有較高的特異性,但在疫情低流行區(qū)域,廣泛的人群抗原檢測可能出現一定比例的假陽性,因此抗原檢測推薦在高風險、高流行區(qū)域人群中應用,一般人群不建議進行抗原檢測。對于已出現呼吸道、發(fā)熱等臨床癥狀的人員,仍建議至醫(yī)療機構就診、核酸檢測;明確密接、次密接等流行病學史人員,應盡快主動按當地疫情防控管理要求進行上報。
3.1 基層醫(yī)療衛(wèi)生機構檢測
受限于實驗室場地、人員配備、檢測設備和物流運輸等條件,鄉(xiāng)村診所、鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院、社區(qū)衛(wèi)生服務中心等基層醫(yī)療機構常無法在短時間內進行SARS-CoV-2核酸檢測,并快速獲得檢測結果,而抗原快速檢測試劑可常溫儲運,且操作便捷、檢測快速,為可疑人群的快速篩查提供了便利工具。雖然抗原檢測的敏感性不如核酸,但可有效提高對疑似感染者的排查效率,對于疫情的有效防控具有重要意義[39-40]。
抗原檢測適用人群:至基層醫(yī)療衛(wèi)生機構就診,伴呼吸道、發(fā)熱等癥狀且出現癥狀的時間不足5 d的人員。具體技術人員、環(huán)境與設施要求、人員配置與防護、樣本采集流程與方法、樣本管理規(guī)范、抗原檢測流程、結果報告與處置等參見《新冠病毒抗原檢測應用方案(試行)》[2]及其附件1《基層醫(yī)療衛(wèi)生機構新冠病毒抗原檢測基本要求及流程》[41]。
目前,SARS-CoV-2抗原檢測試劑在我國尚處于應急研發(fā)和特定情形人員的應用階段,為滿足疫情防控需求,NMPA緊急批準了部分SARS-CoV-2抗原檢測試劑的使用。醫(yī)療機構在開展抗原檢測時,需加強質量管理,應選擇經NMPA審批且相關研究證實、性能符合臨床檢測要求的產品。在臨床應用前,原則上應按定性免疫學試劑要求進行性能評價[42]。
目前各級臨床檢驗中心暫未開展室間質評活動,國內尚無SARS-CoV-2抗原商品化第三方質控品,必要時可使用中國食品藥品檢定研究院研發(fā)的“新型冠狀病毒抗原檢測試劑國家參考品”作為第三方質控品。出于生物安全考慮,不建議生物安全防護BSL-2級及以下實驗室使用患者的陽性樣本作為質控品。對于不具備試劑性能評價條件的基層醫(yī)療機構,可在檢測中通過試劑內置質控(C線)評價試劑的有效性,質控合格方可報告,失控結果應更換試劑進行復檢[14]。
3.2 隔離觀察人員自測
抗原檢測適用人群:隔離觀察人員,包括居家隔離觀察、密接與次密接、入境隔離觀察、封控區(qū)和管控區(qū)人員。對于隔離觀察期人員,在相關管理部門組織協(xié)調下,按現行疫情防控方案要求開展核酸檢測,并在隔離前5 d每天進行一次抗原自測[2]。
具體應用條件、注意事項、自測操作流程(包括自測前準備、樣本采集、檢測方法、廢棄物處理)、結果處置等要求參見《新冠病毒抗原檢測應用方案(試行)》[2]及其附件2《新冠病毒抗原自測基本要求及流程》[43]。
3.3 社區(qū)居民自測
有自我檢測需求的社區(qū)居民,可自行購買經NMPA審批上市、可用于自測的抗原快速檢測試劑盒進行自我抗原檢測。建議居民自測時選擇通風良好的房間或角落,遠離人群。具體自測試劑選擇原則、注意事項、自測流程與結果處置要求參見《新冠病毒抗原檢測應用方案(試行)》[2]及其附件2《新冠病毒抗原自測基本要求及流程》[43]。
雖然研究顯示非專業(yè)人員進行抗原自測的敏感性與專業(yè)人員操作的結果相當[44],但仍需進行有效管理,以保障檢測結果的準確性和公共衛(wèi)生體系對于疫情的及時監(jiān)控。信息化平臺可能成為一種潛在的輔助手段,通過智能手機等移動設備與監(jiān)管部門信息化連接,同步上傳檢測結果、采樣/檢測過程視頻等,可實現自測結果的可溯源管理,并為公眾提供便捷、專業(yè)的咨詢渠道。
3.4 其他應用場景
WHO和ECDC等衛(wèi)生組織和一些研究團隊在旅行者、高風險工作人員、學校師生監(jiān)測、隔離策略調整及衛(wèi)生經濟學評價等方面,也開展了SARS-CoV-2抗原檢測的應用研究和實踐[14,29,45]。結合我國疫情防控經驗,SARS-CoV-2抗原快速檢測在以下場景也具有潛在應用價值。
3.4.1 高風險工作人員監(jiān)測
冷鏈物流、隔離區(qū)等高風險工作人員更易發(fā)生SARS-CoV-2感染,其中的無癥狀感染者由于病情隱匿、病毒傳染性強,更易成為超級傳播者。有研究建模顯示,連續(xù)檢測模式能有效彌補單次抗原檢測敏感性不足的缺陷,在感染早期進行連續(xù)抗原檢測,有助于早期發(fā)現無癥狀感染者從而阻斷病毒傳播鏈[40],推薦用于高風險工作人員的初篩。目前,抗原檢測已成為中國國際航行船舶船員到岸前遠端防控的檢測手段之一[46]。
3.4.2 封閉/半封閉場所人員監(jiān)測
幼兒園、學校、養(yǎng)老機構等封閉/半封閉場所[14]一旦發(fā)生疫情,傳播速度快,對場所內人群(如兒童、青少年、老年人等)健康產生較大威脅。
建議在相應場所內常備SARS-CoV-2抗原快速檢測試劑,對出現發(fā)熱、有呼吸道癥狀的人員立即進行抗原檢測,一方面可及時發(fā)現潛在感染者,以迅速分流、隔離、轉診并進行核酸確認,另一方面有助于對密切接觸者進行快速排查。此外,在疫情流行階段,抗原快速檢測可用于封閉/半封閉場所工作人員定期監(jiān)測,但需注意抗原檢測不適用于環(huán)境監(jiān)測。
3.4.3 發(fā)熱門診、急診患者快速分流管理
對于疫情流行地區(qū),發(fā)熱門診和急診常面臨大量有癥狀疑似患者,急需進行快速鑒別診斷與分流管理。尤其對于不具備快速開展SARS-CoV-2核酸檢測條件的基層醫(yī)療機構,抗原快速檢測可作為核酸檢測的有益補充,以便在更短的時間內快速篩查并管控陽性病例,從而減少病毒在人群密集的醫(yī)療場所進一步傳播的風險。
但需注意,抗原檢測陰性并不能作為排除SARS-CoV-2感染的證據,對于有臨床癥狀和流行病學史的疑似病例,仍需進行核酸檢測確認。目前,該策略已在我國部分地區(qū)開展試點應用[47]。
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