從3天到30分鐘，全球新冠病毒檢測提速140倍！全民檢測即將到來？

每經記者 余佩穎  文巧  張凌霄    每經編輯 謝欣    

一場大范圍的抗體檢測新冠病毒在大洋彼岸的美國正有條不紊地進行中，4月17日，《自然》最新報道顯示，斯坦福大學在加利福尼亞圣克拉拉縣抽檢的3300人的抗體測試表明，新冠病毒的實際感染人數有可能是現在官方數字的幾十倍。

Bolinas，這座住著1600位居民的美國舊金山灣區小鎮，4月21日開始將對全鎮居民進行新冠病毒核酸檢測和抗體檢測，無論該鎮居民是否出現癥狀。這座寧靜小鎮也將成為美國第一個實現社區完全檢測的地方，而這并非由于當地居民大量感染，截至記者發稿，Bolinas還沒有一例確診病例。

日前中國國內各省市也逐漸向市民開放了核酸檢測服務，如北京、哈爾濱，抽樣抗體檢測也正在開展中。4月16日，武漢市已完成居民血清抽樣流行病學調查，抽樣人次共計1.1萬人。

4月22日，中共中央政治局常委、國務院總理、中央應對新冠肺炎疫情工作領導小組組長李克強主持召開領導小組會議。

會議指出，做到“四早”首要是早發現。做好常態化防控要加快提升檢測能力，大規模開展核酸和抗體檢測。這既有利于精準防控、維護群眾健康，又有助于人員合理流動、推動全面復工復產。要加快提升檢測技術，抓緊增加更簡便、更高效準確的檢測設備生產，廣泛配備到醫院、口岸等急需方面，擴大商業化應用，做到對重點人群應檢盡檢，對復工復產中人員聚集的單位、場所優先做到愿檢盡檢。

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如果說新冠藥物是重癥病人的一道救命符，新冠疫苗是回歸生活常態的一劑強心針，那么新冠檢測就是抗擊疫情的第一道關口。在與新冠病毒戰斗的這一最前線，科研人員前赴后繼，與時間爭，與產能拼。短短4個月，新冠病毒檢測就歷經了技術躍進，時長縮短，成本控制，產能提升的過程。如今從核酸檢測到抗體檢測，從針對性人群到大規模抽樣，再到Bolinas的“全民檢測”，這是否意味著檢測技術大發展的背后，抗擊新冠疫情即將走入“全民檢測”時代？

“抗體檢測可服務于兩種目的。一種是了解已經暴露的人口比例，這些信息可幫助政府確定需要采取哪些限制措施和公共衛生干預措施，但是無需為此抽樣和檢測所有人。另一個目的是幫助個人了解其是否已經感染病毒并具有一定免疫力。”美國麻省理工學院的哈德利·賽克斯（Hadley Sikes）教授向《每日經濟新聞》記者這樣說道。

用時短容易操作的抗體檢測將替代核酸檢測？

新冠疫情暴發于今年1月末，在當時，作為檢測新冠病毒的關鍵鑰匙，“核酸檢測試劑盒”成為全民的焦點。

而后在2月18日，新加坡首次使用了新冠病毒抗體檢測，成功破解來源不明的傳染鏈。“抗體檢測（或稱血清檢測）”成為新冠病毒檢測的另一把武器。

那么，核酸檢測和抗體檢測究竟有何不同呢？

核酸檢測是“進行時”檢測，大多采用RT-PCR技術（逆轉錄聚合酶鏈式反應）來檢測受試者是否感染新冠病毒?？贵w檢測則是“過去時”檢測，檢測受試者的血清是否存在特異性抗體IgM或IgG，判斷受試者是否曾經感染過新冠病毒?？贵w檢測因操作簡便所以遠較核酸檢測快速。

“不同的檢測技術可以達到不同的目的。”賽克斯教授向《每日經濟新聞》記者說道。“核酸檢測可以檢測到患者體內的病毒遺傳物質，主要是作為個人診斷檢測。而抗體檢測并不是針對病毒本身，而是檢測受試者體內的抗體，由此判斷該受試者是否曾經感染過病毒后痊愈。”

不過，《每日經濟新聞》記者注意到，相較于抗體檢測，在疫情防控中核酸檢測的應用力度更大。

“這是因為研發核酸檢測試劑盒更快且更容易。所需要的僅僅是病毒基因組的序列，以及由DNA合成公司設計的能快速與病毒基因序列相匹配的短片段DNA（即‘引物’），這些‘引物’可以通過PCR快速復制病毒的遺傳物質。”賽克斯教授向記者解釋，“而且核酸檢測技術早已經廣泛用于檢測其他病毒。”目前，通過核酸檢測的病毒種類包括HIV、乙肝病毒以及丙肝病毒等。

“而研發抗體檢測試劑盒并非易事，需要以某種方式制造、穩定并標記病毒蛋白，而制造蛋白質的難度比短片段DNA要大得多。不過，盡管抗體檢測技術的開發較慢，但一旦開發成功，通常只需數分鐘即可完成，而且無需儀器輔助檢測。”賽克斯教授補充道。

據賽克斯教授介紹，相較抗體檢測，核酸檢測要求更嚴苛的實驗室條件來分離病毒RNA以保證檢測靈敏度。從公開信息也可以看到，核酸檢測需要標準的分子檢測實驗室，專門的儀器和專業的檢測人員等。因此，核酸檢測并不適用于和患者密切接觸人群的大范圍快速篩查，而抗體檢測就正好彌補了這一缺陷。

《每日經濟新聞》記者（以下簡稱NBD）還就此問題采訪詢問了德國分子診斷公司Qiagen。

NBD：在新冠病毒檢測上，較為普遍的檢測技術是RT-PCR（核酸）和血清檢測（抗體），其中RT-PCR似乎應用更普遍，這是為什么？

Qiagen：RT-PCR是一項檢測采樣中是否存在病毒RNA的既定技術，而抗體測試檢測的則是被試者樣本的免疫反應。

RT-PCR技術是世界各地實驗室都熟悉的一項操作，因此（運用RT-PCR檢測新冠病毒）的研發和實施速度會更快，且較抗體檢測，它可以更早地檢測到是否感染，并具有更高的準確性。

RT-PCR檢測可以使用不同的樣本采集方法，如咽拭子、痰液等，而抗體檢測通常依賴于血液樣本。

那么，由于檢測用時短，易操作的特點，抗體檢測是否會逐步取代核酸檢測？賽克斯教授對此給出了否定的答案。"核酸檢測和抗體檢測的靈敏度均非100%，都會給出假陰性或假陽性的結果。我們還需要更多努力提高檢測的準確度。"

梅奧診所傳染病血清學實驗室主任埃利扎·泰爾（Elitza Theel）教授也給出了相同的回答，該機構是世界最著名的醫療機構之一，目前已研發出針對新冠病毒的核酸和抗體兩種檢測方法。泰爾教授進一步解釋道，"抗體檢測不能代替核酸檢測，患者需要時間產生對病毒的免疫反應以及達到可檢測水平的抗體。因此，感染后不久接受抗體檢測的患者也可能會呈現陰性結果。"她還告訴《每日經濟新聞》記者，目前抗體檢測還存在一些局限性，即抗體的存在并不能證明患者對病毒具有免疫力，只是表明他們在過去的某個時間已被感染。4月17日，世衛組織也發出了相同的警告稱，還沒有證據表明抗體檢測可以證明痊愈的患者不會再次被感染。

此外，記者還注意到，除上述兩種檢測方法外，還有一類抗原檢測法，主要是檢測病原體表面的病毒S蛋白或N蛋白。但抗原檢測試劑盒研發尚未成熟，還未得到大范圍使用。

從“天”提速到“分鐘”，新冠病毒檢測用時正在急劇縮減

4月13日，美國新澤西州羅格斯大學（Rutgers University）的生物制劑實驗室宣布，通過采集唾液檢測新冠病毒的技術已于11日獲得了美國食品藥品監督管理局（FDA）的緊急授權批準。

傳統的測試方法是檢測工作人員用棉花棒去刮取鼻腔和咽喉部位的細胞樣本，測試者會產生較強的不適感，且為了降低感染病毒的風險，醫務人員需要頻繁更換防護裝備，這一過程會消耗大量醫護用品。而唾液檢測技術在解決上述問題上邁進了一大步。

至于檢測準確度，羅格斯大學表示，他們已對60位患者進行了唾液和鼻咽兩種檢測對比，結果顯示，唾液測試與鼻咽測試的結果完全相符。

4月16日，在法國巴黎賽諾菲的總部，這家醫藥巨擘宣布與YC投資的醫藥科技初創企業Luminostics簽署協議，臨床科研牽手智能技術，將利用智能手機的光學系統，以期從個人的呼吸樣本中檢測出新冠病毒。這一技術預計在30分鐘或更短的時間范圍內完成從樣本采集到結果出爐的整個過程。

此項技術有望消除目前新冠檢測對專業醫療機構或實驗室的依賴，但對于《每日經濟新聞》記者的進一步詢問，賽諾菲表示目前暫不置評。僅在價格方面向記者表示，"價格尚未確定，但會是消費者負擔得起的水平。"

從第一組新冠病毒基因組序列的公開，到在家"云檢測"設想的出爐未足四月，新冠病毒檢測技術的發展可謂是一日千里。同時，樣本采集的手段也逐漸走向易操作、零感染、低不適感。盡管"呼吸樣本"還存于設想之中，但唾液檢測技術已獲得監管機構批準。

除檢測技術智能化，樣本收集易操作化的發展外，新冠病毒檢測還在突破檢測時間的極限競爭中大步躍進。

2月15日

中國的河南農業大學張改平院士團隊研制出兩種試紙，一是新型冠狀病毒的核酸（檢測）試紙，另一種是新型冠狀病毒的抗體（檢測）試紙。使用核酸試紙的檢測時長需要1.5～2個小時，而使用抗體試紙只需2、3分鐘，結果肉眼可見。

3月26日

博世公司宣布其研發的快速核酸檢測新冠病毒方案，從樣本采集到結果呈現只需要2.5小時。“一般幾分鐘就可以出結果的針對的是抗體而非病原體本身。”博世公司告訴《每日經濟新聞》記者。

3月30日

特朗普“帶貨”雅培公司的新冠病毒核酸檢測產品“ID NOW”，稱新冠病毒陽性樣本的最快檢測時間短至5分鐘。

這是否意味著核酸檢測時長邁入了“10分鐘時代”呢？

事實上，5分鐘的檢測時間僅為設備讀取結果的時間，而進行樣本準備、加樣、反應液轉移等所需時間并未計入在內，以雅培產品的示意圖為準可以發現，完成整個過程還是需要23分鐘。

除雅培外，分子診斷公司Cepheid和Qiagen都開發出了在1小時內便能知道結果的新冠病毒檢測方案。

盡管核酸檢測新冠病毒的時間暫未進入10分鐘以內，但從最初需要2～3天才能獲取結果，已發展到如今最短1小時之內。從“天”到“分鐘”，新冠病毒核酸檢測時長如何實現急劇縮減的呢？

對于新冠病毒檢測時長受什么因素影響這個問題，“將樣品送至實驗室花費的時間以及執行測試所需的時間，后者通常需要3～4小時。”泰爾教授向《每日經濟新聞》這樣說道。

其中，“執行測試所需的時間”又受諸多因素影響。“測試方法、流程自動化、實驗室測試量、目標（病毒RNA或抗體）和樣本類型都會對測試時間產生影響。”上述分子診斷公司Qiagen向《每日經濟新聞》解釋道。

而上述的公司Cepheid、Qiagen和博世公司能夠將整個檢測過程縮短至數小時或者1小時是由于床邊分子檢測（Molecular Point-of-Care）技術，這種快檢方法最大的突破在于改變了樣本處理地點，實現一體化檢測。在此方法下，被試者的樣本不需要送交到實驗室，直接在床邊使用小型的核酸檢測儀就可以完成測試。雅培公司的核酸檢測能夠將時長縮短至30分鐘內，緣于在“執行測試所需的時間"上的突破”。“在以小時計的核酸檢測中，為了制作足夠多的副本，樣本的溫度必須在三個不同的溫度之間循環20～30次或更多。雅培能夠將計時單位由小時到分鐘，因為其使用了等溫擴增技術來復制足夠多的病毒核酸，這不需要上述的溫度循環，所以速度更快。”賽克斯教授這樣向《每日經濟新聞》記者解釋。

科研人員不斷地嘗試降低新冠病毒檢測成本

隨著新冠病毒檢測技術的進一步發展，只對有癥狀者的檢測正逐步向大規模人群檢測邁進。如何降低檢測用品的制造成本和提升檢測準確度，也成為了新冠病毒檢測中受到公眾高度關注的問題。

目前，中國核酸診斷試劑的價格鎖定在35元/人次~120元/人次。而抗體檢測則包含檢測IgG和IgM兩項，單項檢測費用在25元/人次～90元/人次不等，各省存在一定價格差異。

韓國的核酸快檢產品均價略高于中國產品，與中國產品的最高價大致持平。韓國首批獲得監管機構批準的核酸檢測產品，如Seegene的核酸檢測試劑盒，其銷往美國的售價約在20美元/人次（約折合人民幣141元/人次），Kogene Biotech銷往日本的PowerChek新冠病毒核酸快檢產品售價是50份136000日元，約折合人民幣179元/人次。

另據《紐約時報》報道，美國醫保覆蓋的核酸檢測試劑價格在36美元/人次~50美元/人次之間（約折合人民幣255元/人次～354元/人次）。

值得注意的是，以上產品均為檢測試劑費用，即使用該檢測產品，采樣仍需送往相關的實驗室或檢測機構進行處理方能獲知最終結果。然而，無論雅培的ID Now，還是Cepheid、Qiagen和博世公司的快檢方案均為一體化檢測，因此在價格上高昂不少。

“（檢測價格）這視情況而定，但它是在測試速度或每一次完成檢測的樣本數量，和成本之間的一個平衡體現。”麻省理工學院的賽克斯教授向《每日經濟新聞》記者解釋道。“如果檢測集中于一個設施進行，并且這個設備一次可以進行至多100份測試，那么每次檢測的成本會更低。如果這是一次能夠快速出結果的單獨檢測，且是在使用一次性檢測盒的儀器上運行，則檢測成本會更高。”

因此，一體化檢測更適用于對檢測速度和采樣環境有更高要求的個人。面對龐大的檢測人群，檢測試劑仍是主流選擇。無論是更換試劑材料，或是提升檢測效率，科研人員不斷在“降低檢測成本”上絞盡腦汁。

4月12日，以色列希伯來大學宣布，該校研究人員開發出一種新的檢測方法，使用磁性納米粒子材料可以更快地從拭子樣本中提取核糖核酸（RNA）分子，檢測速度是原有方法的4至10倍，且這種材料在以色列市場供應充足，價格低廉。研究人員應用這種方法進行了數百次新冠病毒核酸檢測，得出的結果與采用原有方法得出的結果一致。

除易取且低廉的材料在研發外，數十日前，德國紅十字會輸血中心執行總監埃哈德·塞弗里德（Erhard Seifried）教授領軍的一個研究小組還在樣本處理方法上有所革新。3月30日，塞弗里德教授任職的德國紅十字會獻血部和法蘭克福大學醫院醫學病毒學研究所的一個聯合研究小組成功地開發出一種同時檢測多個采樣的方法。

通常情況下，從當事人的喉嚨或鼻腔內取出的粘膜采樣會被單獨檢測，而在新方法中，研究者將多個采樣同時置入一種特殊溶液，再運用俗稱的PCR檢測其是否感染新冠病毒。這大幅提高了檢測效率，得以節省檢測試紙的投入，且“無損診斷質量”。

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新冠病毒檢測成本越低，檢測的準確度會否也越低呢？這是個大眾普遍關心的話題。

半個月前，一則海外媒體的報道曾將中國企業生產的新冠病毒核酸檢測試劑盒推上風口浪尖，檢測準確度成為討論焦點。在新冠病毒檢測中，檢測準確度究竟受到什么制約？

賽克斯教授告訴《每日經濟新聞》記者，“檢測價格和準確度+速度之間沒有明確的關系。”

“所有的測試都必須用一些標準來定義，如敏感性和特異性。如果檢測的特異度低，那可能會得到假陽性結果；如果敏感性差，那可能會有假陰性結果。所有情況下，檢測結果取決于測試系統的靈敏度，以及樣本中的病毒濃度。”塞弗里德教授詳細解釋道。“市面上銷售的具備歐盟CE認證的核酸檢測試劑盒（PCR法）都是高質量的產品，具備靈敏度高、特異性強的特點。因此，根據我們的經驗，如果檢測結果有誤，更可能是因為采樣不好，而不是測試產品質量不佳造成的錯誤。”塞弗里德教授這樣表示。

在實踐中，核酸檢測準確性會受到病毒特征、檢測產品或技術本身、采樣過程、樣本儲存、運輸及檢測能力等因素的影響。而抗體檢測除了以上因素影響外，其準確度還取決于采樣的時機。

“檢測的準確性受到很多因素的影響，包括癥狀出現后何時采集樣本，以及用于抗體檢測的抗原等。”梅奧診所的泰爾教授告訴記者，由于抗體的產生和消失是一個動態過程，抗體的含量會影響檢測的準確性，因此抗體檢測需要受檢者有足夠數量的抗體產生。

全球多國啟動大規模的新冠病毒抗體檢測

《每日經濟新聞》記者注意到，許多國家已經啟動大規模的抗體檢測。

4月16日，中國武漢已完成居民血清抽樣流行病學調查，抽樣人次共計1.1萬人。據悉，中國疾控中心已啟動全國范圍內的調查。

類似的大范圍抗體檢測也在美國有條不紊地進行。4月初，斯坦福大學、南加州大學和加利福尼亞大學洛杉磯分校分別展開大規模的抗體測試。到4月中旬時，斯坦福大學在舊金山灣區圣克拉拉縣的三個測試點的檢測量達到約3300人。

歐洲方面，意大利宣布4月21日將在倫巴第大區進行血清檢測，每天篩檢2萬人次；德國宣布將從下月開始對1.5萬人進行抗體檢測；英法兩國早在3月底就宣布要進行大規?？贵w檢測；世衛組織一項名為“Solidarity II”的研究也將啟動，旨在檢測血液樣本中是否存在新冠病毒的抗體，以確定病例的真實數量……

“大規模檢測可在早期階段打破感染鏈，使社會系統相關領域如醫院人員、消防員和警察等保持正常運轉。”塞弗里德教授告訴《每日經濟新聞》記者。“在大流行暴發的早期，為了防止病毒的傳播，使用核酸檢測是為了直接識別出病毒攜帶者并將其隔離。在后期階段，抗體檢測對于識別已不再具有傳染性并且對病毒具有免疫力的人員很重要，這些免疫人員可以在醫院或特定風險區域中活躍在前線。”

在梅奧診所的泰爾教授看來，大規模檢測“將提升我們對新冠肺炎流行范圍的認知，鑒于無癥狀感染者的人數可能非?？捎^，這一點尤為重要。通過（檢測）也可以確定病毒的傳播方式，以及我們是否達到群體免疫的狀態。”

另據《自然》雜志報道，美國斯坦福大學在圣克拉拉縣開展的抗體檢測的結果顯示，每66人中就有1人檢測結果呈陽性。基于此，研究人員估算該縣的約200萬居民中，有48000~82000人感染了新冠病毒，這一數據遠超約1000人的官方病例數。

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從新冠病毒檢測技術的飛速發展到科研人員努力嘗試降低檢測成本，再到全球各國啟動大規模的人群檢測，在對抗新冠病毒疫情的持久戰中，實施全民檢測是否已具有可行性呢？

NBD：在暴發疫情的國家，是否有必要對生活在最受影響地區的所有人進行血清學/抗體檢測？受影響較小的地區呢？

賽克斯：血清學檢測可用于兩種不同目的。

一種是了解已經暴露的人口比例，這些信息可幫助政府確定需要采取哪些限制措施和公共衛生干預措施。無需為此抽樣和檢測所有人。統計學家可以對足夠多的人口進行抽樣，重要的是，對代表性的群體進行抽樣，以便得出可靠的結論。例如，在一個有代表性的樣本中，不能只有曾經生病的人，或者只有健康的人，或者只有一個年齡段或某個社會經濟群體的人，又或者一個組中受試者太多而另一組中受試者太少等。

不同區域受到的影響程度不同，因此不同區域中的樣本量可能不同，并且某一個區域的結論并不適用于另一個區域。而且，結果將隨時間變化，因此持續進行一系列研究很重要。

另一個目的是幫助個人了解其是否已經感染病毒并具有一定免疫力。

NBD：從技術和經濟的角度出發，您認為全民檢測是否可行？

賽克斯：發達國家進行廣泛的血清調查在技術上和經濟上是可行的。在臨床實驗室中使用實驗室設備進行的一些血清學檢測非常準確，如果一個好的統計團隊設計研究并在實驗室中使用準確的檢測，則結果可能是可靠的。

快速的比色法檢測可能不夠準確，世界衛生組織建議此時不要使用它進行決策。關于抗體檢測是否能證明人體具有免疫力也存在爭議。為了更好地預測免疫力，快速的比色法測試需要準確和定量，以區分抗SARS-CoV-2抗體量較低和較高的人。

記者手記丨全民檢測是抗疫之戰的新階段

逐漸擴大的檢測范圍和逐步開放的自檢服務，一方面是全面抗擊新冠疫情的訴求，另一方面也反映出全球經濟對復工返工的迫切之情。而這一切都離不開全球新冠病毒檢測技術與產能釋放的一日千里。

由此，“全民檢測”已然到來了嗎？

然而，對于新冠病毒我們仍然有太多未知，病毒檢測時間更短，操作更為便捷的抗體檢測如今還無法解答“產生抗體就意味著免疫”這一重要的疑問。

當下，全球新冠病毒檢測產品的供需仍有較大缺口；在家“云檢測”的方案仍是一個理想的設計。即便技術和產能均能滿足全民檢測的需要，檢測成本幾何能否適應大眾普遍的承受能力，都還是一個未知數。

盡管前路崎嶇坎坷，但我們看到，從基因組序列公開到第一份新冠檢測產品研制工作完成，耗時不到一周。隨后更快的檢測技術，成本更低的檢測方法如雨后春筍般層出不窮?？箵粜鹿谝咔椋@一場人類與病毒的戰爭，在人類智慧和科技的奮起之下，必將揮走陰霾，迎來春日暖暖的陽光普照。

截至目前，全球新冠疫情仍然沉重，250萬人被感染，17萬人因此離世。作為“科研抗疫”系列的第四篇主題報道（前有藥物，論文，疫苗三篇主題報道），我們以此希望同讀者一道透視新冠病毒檢測的發展事實，從科學的角度見證這一場全人類抗疫之戰的最終勝利。

記者：余佩穎 文巧 張凌霄

編輯：謝欣

視覺：劉陽

排版：謝欣 羅微楊