一場突如其來的疫情，讓核酸、抗原、PCR、cT 值等等這些本來專業度極高的名詞逐步進入了大眾視野。今天，小編就為大家科普一下：新冠檢測的那些事。PCR 核酸檢測到底是什麼東東？
PCR (Polymerase Chain Reaction，聚合酶鏈式反應) 技術是一項偉大的發明，沒有 PCR 技術的發明，就沒有現代分子生物學。PCR 技術將生物學劃分為了兩個時代：PCR 前時代和 PCR 後時代。PCR 技術之父穆利斯（Kary Mullis）也因此獲得了 1993 年諾貝爾化學獎。PCR 技術也徹底改變了遺傳學、醫學、法醫學等多個學科，讓人類才得以開展基因檢測、病毒感染鑑定、遺傳篩查等等重大舉措。
簡單來説，PCR 核酸檢測就是把核酸按指數級放大直至能被機器檢測識別到。核酸很小，一個核酸肉眼無法看到，但如果把核酸放大，1 個變 2 個，2 個變 4 個，4 個變 8 個，當變到足夠多數量時，很大一羣核酸就能被檢測到。因此PCR技術就是把核酸擴增的手段。
什麼是核酸陽性和陰性？
在核酸檢測中，通常用陰性和陽性來表示結果。陽性代表着檢測到病毒，陰性則代表正常。當然所有的事情都不可能如此簡單的一分為二，此時就出現一個問題：病毒的載量有多有少，如何來衡量檢測到病毒，多少病毒的時候又會引起人們發病。
答案是通過 CT 值。
C 是 cycle, T 是 threshold，CT 值代表 PCR 的循環數。前面已經提到 PCR 技術是將病毒的核酸進行指數擴增，一個拷貝變兩個、兩個變四個、四個變八個等等，直到能被儀器檢測到。如果 ct 值為 40，那就表示當所檢測的該病毒的核酸被放大了 2 的 40 次方後，它能被被儀器檢測到。
所以 ct 值越小，説明不用放大多少倍就能檢測到病毒，這代表病毒濃度越高，越容易被檢測到。反之，如果 ct 值越高，代表病毒含量較少。《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第九版）》提到，處於恢復期的感染者在核酸 ct 值 ≥ 35時，樣本中未能分離出病毒，密切接觸者未發現被感染的情況。
不同的核酸檢測機構做出來的結果會一致麼？
PCR 核酸檢測有嚴格的標準化流程，這個標準化流程是經過全世界各地科學家大量的研究優化制定的，是同一份 SOP（Standard Operation Protocol）。同時所有的核酸實驗室，不論大小，都要沿用同樣的技術要求，實驗室的佈局建設軟裝硬裝也有統一規範。就連實驗室檢測工作人員也要經過標準規範的技術培訓，獲得國家認可的上崗證書才得以開展工作。這就好比 KFC 的炸雞都是用的同一個配方，不論是車站的快捷小窗口還是市中心寬敞舒適的堂食，或是宅急送，你總是能吃到同一個味道的炸雞，不用擔心會踩雷。
因此，不論核酸檢測是在哪個機構完成，其結果都應該是一致的。
為什麼初篩陽性要重新採樣進行復核？
新冠核酸檢測必須經過兩個流程：首先是檢測機構的第一次檢測（初篩），如果是陽性結果，那麼該人員就被成為初篩陽性人員。第二步所有初篩陽性樣本都需要由更高資質的機構進行復採複核，確保每一個結果都準確無誤。
經過重新採樣、重複檢測後，有可能判定為新冠核酸陽性，也有可能複測結果是陰性，“可疑樣本”被排除。一般可疑樣本有兩種可能性：一是 CT 位於灰區，二是病毒的某個單靶標基因因為某種意外情況顯現陽性。
而在發生初篩陽性人員時就啓動應急處置，是為了充分利用接報後黃金4小時的應急處置時間，全鏈條精準防控，快速處置，儘可能把疫情控制在萌芽狀態。
為什麼有的人鼻拭子陽？咽拭子陰？甚至還要測肛拭子？
由於新冠病毒是經呼吸道傳播，因此採集不同部位的標本有不同的臨牀意義，除了人們熟知的鼻拭子和咽拭子，其實還有痰液、血液和肛拭子等也可進行採集：
鼻拭子和咽拭子——上呼吸道標本
痰液——下呼吸道標本
肛拭子——消化道標本
血液——抗體檢測標本
上呼吸道標本（鼻咽拭子、口咽拭子）病毒載量在臨牀症狀初期 1-3 天較高，一週後開始緩慢下降，下呼吸道標本（痰液）中的病毒載量通常在發病後 2 周內達到高峯，且病毒載量高於上呼吸道樣本，糞便樣本中病毒載量通常在發病後 2-3 周達到頂峯，總體載量低於痰液樣本，血清中抗體在一週以後可檢測到，同時還可以判斷過往是否發生過感染。
因此最近出現的病例中提到患者有感染症狀，但呼吸道標本新冠核酸陰性時，可進行多點多部位多次採集。
比如，新英格蘭醫學雜誌（New England Journal of Medicine）最近發表了一篇文章，描述了鼻拭子和咽拭子的病毒載量與疾病進展後的關係，揭示了患者出現症狀後新冠病毒的病毒載量動態變化，新冠肺炎早期，病毒載量高，隨後逐漸降低。
如上所示，鼻拭子樣本中的病毒載量要高於咽拭子樣本，且高病毒載量出現在疾病早期，即出現症狀後 2 天左右，而後逐漸降低。因此有可能出現鼻拭子檢測為陽性，而咽拭子檢測出陰性結果。
為什麼會出現抗原陰核酸陽的情況？
2022 年 2 月 Lancet 上的一篇綜述，表示了抗原檢測和 RNA 檢測是發生在感染的 0~7 天內，抗原檢測的靈敏度遠低於 RNA 檢測，抗原檢測只能檢測到 105~106 拷貝數，而 RNA 檢測可達到的 102~103 拷貝數。抗體檢測通常發生在感染後的 7~14 天，檢測包括 IgG 和 IgM。
由此可見，當病毒載量少的時候，抗原無法檢測到，而換成高靈敏度的 RNA 檢測即可檢出，這就是為什麼抗原陰核酸陽的原因，同時也解釋了疾控中心為什麼建議抗原和 RNA 檢測相互補充。
多長時間會出現陽轉陰？
最快 3 天，一般在 7 天，最晚不超過14 天
根據美國約翰霍普金斯大學的研究人員最近發表在《內科年鑑》上的一項研究發現，通常在出現症狀的前幾天，得到假陰性結果的概率可以從第一天的 100% 到第四天的 67% 不等。症狀開始顯現後，假陰性結果發生率在第 5 天下降到 38%，第 8 天下降到 20%，但此後每天又開始上升。換言之，陽性患者可能最快在第四天即開始出現陰性，根據個人體質、免疫系統及疫苗等綜合情況，各自轉陰時間不一定，但基本在一週內會轉陰。
圖 | 感染新冠後可能核酸檢測結果為陰性的概率(上)和核酸檢測結果為陰性後感染新冠的概率(下)，按暴露後的天數計算；CT 值隨時間變化曲線圖（來源：New England Journal of Medicine）
轉陰的影響因素複雜，綜合自身免疫系統、是否有基礎疾病、疫苗情況等等，其中免疫系統就像是人體的護衞軍，當免疫力強的時候，病毒就弱，可能很快就會痊癒，也許睡了一覺起來就陽轉陰；而當免疫力弱的時候，病毒就強，需要一段時間的恢復。
也正是因為這種病毒和免疫系統的複雜拉鋸戰，所以才需要定期密集採樣檢測，起到實時監測病情的進展的效果。哪些因素可能會影響核酸檢測結果？
病毒載量：綜上所述，病毒載量較低時，可能會發生無法檢測到病毒的情況。
冠狀病毒有可能發生變異，也可能會在未來進一步影響檢測的準確性。因為這些測試是在流行病早期開發的，而病毒會隨着時間的推移而變異，可能會導致測試結果不匹配。
採樣方法：在最近報道的真實採樣場景中，很多被採者反饋拭子只是在口腔中左右旋轉，感覺只沾到了口水，並沒有抵達舌齶弓，被採者也未出現噁心和反射性保護動作，這種採樣大概率沒有采到呼吸道脱落細胞，因此容易出現漏檢，造成假陰性結果。
標本質量：標本採集後的保存、運輸和信息登記等環節至關重要。某一環節處理不當均會造成假陽性或假陰性結果。因此標本採集後應密封貼碼後，用生物安全轉運箱送至核酸檢測實驗室，注意避免標本的傾倒漏灑。信息登記應改進流程，減少人工登記誤差，多采用計算機讀取信息技術。
試劑靈敏度：試劑的靈敏度和病毒載量及病毒檢出率密切相關。當病毒載量低的時候，若試劑盒靈敏度不夠，容易出現假陰性，造成漏檢，而當換一個高靈敏度的試劑盒時，則出現了所謂的“陰轉陽”，但其實只是更高的靈敏度試劑盒檢出了低病毒載量。因此結合上述提到的病毒載量隨時間進程變化，應注意採樣的時間，以及選擇合適的試劑盒，同時要定期監測病毒載量變化。
實驗室污染：上述已介紹過在實驗過程中，會搭配兩種陽性質控來保證實驗結果的可靠性。但如果陽性質控暴露造成實驗室污染，則會出現假陽性。所以實驗過程中一定要進行嚴格的質控實驗，隨時監測陰性質控和陽性質控的變化，以此來及時發現實驗室污染而採取必要的消殺措施。
人類和病毒的戰爭從未停止，面對像新冠這類新出現的而且容易變異的病毒，即使有再先進的醫學技術，也往往需要時間和經驗的不斷積累才能漸漸得窺全貌。相信和尊重科學，保持求知探索，同時給予醫護工作者和科學家們充分的支持和耐心，是我們每個人的責任。
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參考：
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 Internal Medicine, 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