2019 冠狀病毒 (COVID-19,全名 2019 冠狀病毒肺炎,又簡稱新冠病毒)爆發至今,世界各地都有病毒的蹤跡,各國想方設法要在短時間內測試出病毒。在香港,大家每天都會聽見政府為市民做了多少個強制檢測,當中都是以 RT-qPCR (Quantitative Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction 定量反轉錄聚合酶連鎖反應,這個檢測在於尋找病毒的遺傳物 RNA 稱為核糖核酸,故坊間報導大多以核酸檢測為簡稱),其實是什麼呢 ?而我們都見到藥房有售一些快速測試又是什麼? 有何分別呢?本文就為您介紹新冠病毒檢測方式的不同之處、檢測結果的判讀以及其他種類的檢測方法。
一切要從RNA講起
DNA 這個名字可能連小學生也聽過,但為何近期多了一個新名字 RNA?
DNA 是在所有生物(例如動物,植物和病毒)中發現的兩鏈分子 (Double Strand),並且具有有關這些生物如何形成和發展的遺傳密碼或藍圖。
RNA 通常是一種單鏈分子 (Single Strand),可將部分遺傳密碼複製,轉錄並傳遞給蛋白質,以便它們可以合成並執行使生物體存活和發育的功能。
導致新冠病毒的主要病毒,是僅包含 RNA 的冠狀病毒(SARS-CoV-2)。它們必須依賴我們的健康細胞存活及進行繁殖,該病毒便利用其自身的遺傳密碼 (RNA) 控制並「重新編程」細胞,將我們的細胞轉變為製造病毒的工廠,從而再感染其他健康人群,這個過程是每一個病毒的最大目標。
故此,在越早期能找到病毒感染者,將他們隔離便是最有效減低病毒傳播之最有效方案,即是說我們要找的是冠狀病毒 RNA。
Real Time RT-qPCR
大家聽見新聞報導中每天的確診數字,確診者的樣本就是用 Real Time RT-qPCR (實時定量反轉錄聚合酶連鎖反應 Real time Reverse Transcriptase quantitative polymerase chain reaction) 的檢測方式來確診,大家可能在檢測報告上見過以上字眼。
在香港,主流的樣本採集方法有 2 種:自行採樣方法多數用深喉唾液 (Deep Throat Saliva),這種方法最簡便,但必須在早上起床進食或漱口前進行;而另一種就是鼻腔和咽喉合併拭子 (Combined Nasal and Throat Swab),如需出境檢測報告則必須使用這種方式採集樣本。但無論是哪一種,在樣本送到實驗室進行 Real Time RT-qPCR 檢測病毒的過程也相近。
化驗人員首先加入幾種化學溶液去除樣本中的蛋白質和脂肪等物質,並僅提取樣本中存在的 RNA。提取的 RNA 是人體自身遺傳物質和病毒 RNA (如果存在) 的混合物,整個步驟稱為 RNA Extraction (提取)。
使用特定的酶把 RNA 反轉錄為 cDNA (Complementary DNA)。然後,化驗人員再添加額外的 cDNA 短片段,這些短片段會與已轉錄病毒 cDNA 的特定部分互補。如果樣本中存在病毒,則這些片段會將自身附著到病毒 cDNA 的目標區域。部份額外添加的遺傳片段在擴增過程中用於構建 cDNA 鏈,使病毒核酸較容易被檢測到;而另一部份則用於構建 cDNA 並向這些鏈添加螢光標記,然後用於檢測病毒中有代表性的短序。
把混合物放入 RT-PCR 儀器中,機器在加熱和冷卻混合物的溫度之間循環,以觸發特定的化學反應,從而產生病毒 DNA 標靶部分的新的相同副本。一遍又一遍地重複該循環,以繼續複製病毒 DNA 的標靶部分。每個循環將前一個數字加倍:兩個副本變成四個,四個副本變成八個,依此類推。標準的實時 RT-PCR 設置通常需要進行 35-40 個循環,這意味著到該過程結束時,樣品中存在的每條病毒鏈都會產生約 350 億新的病毒 DNA 片段副本。
構建新的病毒 DNA 片段後,標記物標籤會附著在 DNA 鏈上,然後釋放出螢光染料,該螢光染料可以通過機器的電腦進行測量,並實時顯示在屏幕上。在每個循環後,電腦都會跟蹤樣本中的螢光量。當超過一定水平的螢光時,這確認該病毒存在。化驗人員還監視達到此水平所需的周期數,以估計感染的嚴重程度:週期越短,病毒感染越嚴重。您可能在電視裡聽張竹君醫生說,當天發現某患者的數據是 ct 17,其實是說在這實驗中只需把病毒擴增至 17 個週期便檢測到原本微量的病毒,也反映了該患者的病毒感染程度是很嚴重!相反,ct 值為 37,即是 RT-PCR 儀器需要把原有的病毒擴增至 37 個週期才檢測得到,這樣反映病人體內病毒量相對較少。
然而,即使是目前最好的採檢方式,RT-PCR 檢測仍有缺點。此檢測除了需要專業及富經驗的化驗師作分析外,器材也價值不菲,更需要經過專業訓練的人員進行採檢,突如其來的龐大檢測需求,已經讓世界多個國家的醫療體系難以支撐。
抗原檢測Antigen Test
抗原檢測 Antigen Test 學名為側流檢測 Lateral Flow Test (LFT),LFT 是測試 Covid-19 的一個快速方法,且價錢相對便宜。從鼻子或喉嚨的後部取出拭子,將其與提取液混合,然後將幾滴這種混合物放在小型設備的孔中,液體便會沿著試紙條吸入設備中。如果檢測到冠狀病毒蛋白,則除了第二行表示測試正在進行之外,還會出現紅線。它的運作原理有點像妊娠試驗,不過,這檢測是針對包含與冠狀病毒蛋白結合的抗體而不是某種激素。
LFT在適合在哪裡使用?
最近某些國家已宣布將為所有成年人提供每週兩次的 LFT 測試,目的是,盡早檢出原本可能無法檢測到的 Covid 病例,例如一些沒有症狀的感染者,這有助於防止病毒傳播。而在香港,雖然政府已提供多個免費檢測中心進行核酸檢測,但由於病毒潛伏期長,不能夠每天都進行檢測,故此,若市民包括學生,及一些需要頻密地進行會議的人群,如能多配合於每星期自行以 LFT 檢測兩次,便更有效防止病毒傳播,且 LFT 的優點是價格便宜,可以在大約 30 分鐘內提供結果,並且可以在家中進行。
LFT的準確性如何?
關於準確性,有以下兩種可能性:
假陽性 False Positive:測試錯誤地表示某人患有 Covid
假陰性 False Negative:其中測試未能發現某人患有該病毒
根據英國衛生和社會護理部(DHSC)的數據,並將結果與通過核酸測試獲得的結果進行比較,LFT 的假陽性率少於千分之一,而假陰性率可能高達 50%,而正確取得樣本是非常關鍵的一環。
如何選擇適合自己的檢測方案?
在情況許可時,聚合酶鏈反應(RT-PCR)測試必定是黃金標準的方案,能夠從病毒中尋找遺傳物質稱為 RNA(核糖核酸),並且能在病毒感染最初期發現,但由於成本較高,如需比較頻密進行,如能配搭 LFT 便是最佳組合。
抗原檢測步驟簡單耗時最短
抗原檢測以上兩個檢測方案中是最簡單,費時也最短的檢測方法,檢測目的在於找到外來物質,像是細菌或病毒這些外來物質上可供辨認的蛋白質、核酸等,也就是抗原。除了這次的新冠病毒,抗原檢測也應用於流感(Flu),檢測毋須昂貴的檢測儀器、不需要特別訓練檢測人員,而且只需大約 15-20 分鐘就能得到結果。
全新推出 Covidcare 快速新型冠狀病毒/甲型和乙型流感病毒抗原雙重測試卡可用於快速定性口或鼻咽中的 SARS-CoV-2 病毒抗原及甲型和乙型流感病毒抗原的定性評估。透過測試者的口或鼻咽拭子樣本,快速而有效地檢測樣本中的新型冠狀病毒及本港最常見的流感病毒甲型和乙型流感病毒抗原。新型冠狀病毒及流感病毒的初期病徵與一般傷風感冒相似、甚至沒有病徵,患者必須透過病毒測試才能確認是否感染。一個檢測即可同時測試 3 種病毒,讓患者及早發現及早就醫,在出現病徵後盡快醫治,以免引致嚴重併發症甚至死亡。
測試者只需安坐家中,根據測試說明書的 6 個簡單步驟提取樣本。大約 15-20 分鐘便可得知結果,既省卻到檢測中心排隊、輪候專業人員採樣及等待結果的時間,亦可免除人群聚集而感染病毒的機會。
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