新型冠狀病毒肺炎病原體核酸檢測實(shí)驗(yàn)室的快速改建策略與臨床實(shí)踐

韋延勇，胡之嘉，胡偵明

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院總務(wù)處，重慶 400016

新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)為全球新發(fā)傳染病，其病原體為新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)，是重癥急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)的近親[1]。COVID-19確診病例的標(biāo)準(zhǔn)為鼻拭子和咽拭子標(biāo)本高通量測序或?qū)崟r(shí)反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)檢測結(jié)果呈陽性[2]。不發(fā)熱的COVID-19患者比例高于SARS-CoV(1%)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(MMERS-CoV)(2%)感染患者[3]，如果監(jiān)測病例的定義側(cè)重于檢測發(fā)熱患者，則不發(fā)熱的患者可能會(huì)被漏診[4]。因此，建立安全、規(guī)范的SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室，并開展病毒核酸檢測顯得非常重要，對提高檢測效率與準(zhǔn)確率、控制實(shí)驗(yàn)室感染、控制院內(nèi)感染、及時(shí)發(fā)現(xiàn)無癥狀感染者和減少硬件環(huán)境對假陽性、假陰性的影響具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文就現(xiàn)有醫(yī)院條件下開展SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室的快速改建進(jìn)行了初步探索與臨床實(shí)踐，并探討抗擊疫情的應(yīng)急舉措及常態(tài)化疫情防控等相關(guān)問題。

1 材料與方法

1.1SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室的快速改建

1.1.1設(shè)計(jì)思路 本院作為位于西部的一所大型綜合性的教學(xué)醫(yī)院，同時(shí)又是一所具有國家級(jí)水平的公立醫(yī)療機(jī)構(gòu)，其區(qū)域特殊，防控任務(wù)及壓力較重。在醫(yī)院普通區(qū)域的普通房間進(jìn)行SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室快速改建，以擴(kuò)大醫(yī)療機(jī)構(gòu)的SARS-CoV-2核酸檢測能力，提高檢測SARS-CoV-2核酸檢測標(biāo)本量，是全球公共衛(wèi)生單位所面臨的共同課題。首先尋求相對獨(dú)立的房間進(jìn)行構(gòu)思與設(shè)計(jì)為關(guān)鍵前提之一。即使在老院區(qū)，也應(yīng)具備如下條件：滿足檢測所需的面積要求、具備三區(qū)兩通道改建條件、具備安裝形成負(fù)壓條件的基本空間高度及環(huán)境、具備盡可能多的實(shí)驗(yàn)室SARS-CoV-2核酸檢測房間布局、盡可能考慮降低對周圍工作人群的影響、科學(xué)合理等要求。由專業(yè)設(shè)計(jì)單位嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，醫(yī)學(xué)專業(yè)人員參與其設(shè)計(jì)，反復(fù)討論形成基本方案。

1.1.2房間結(jié)構(gòu) 本院編制床位3 200張，業(yè)務(wù)用房較為緊張，然而利用獨(dú)立的原有8層樓房及裙樓，在其一樓的房間(原為2間教學(xué)用房間，其中一間面積為112 m2，另一間為88 m2)進(jìn)行快速改建成兩套核酸檢測實(shí)驗(yàn)室，以便開展全員常態(tài)化核酸檢測，并為常態(tài)化COVID-19疫情防控創(chuàng)造最基本條件。

1.1.3設(shè)置條件 本院在崗工作人員近7 000人，在院本科學(xué)生近1 000人，研究生近600人，日門診量15 000人左右，陪護(hù)近200人，其他服務(wù)保障人員近500人，每日入院人數(shù)500人次左右。針對每日在院流動(dòng)人員大于20 000人次，故設(shè)置每日核酸檢測量2 000～3 000人次，并依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行循環(huán)核酸檢測，在原有檢測能力(500人次)的基礎(chǔ)上，快速改造、新建2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室，以滿足實(shí)際疫情防控工作之需。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)選擇安裝4臺(tái)B2級(jí)生物安全柜(Heal Force,HF sfae-1500LCB2,最大功率2 000 VA,風(fēng)機(jī)640 W,1150 RPM)。

1.1.4基本流向 兩個(gè)SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室相鄰而建，共用入口、出口，形成符合P2實(shí)驗(yàn)室三區(qū)兩通道的標(biāo)準(zhǔn)布局，清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)，形成工作人員清潔通道、污染通道及物流通道。

1.1.5壓力要求 標(biāo)本制備間-5 Pa、標(biāo)本制備緩沖間5 Pa；試劑準(zhǔn)備間5 Pa、試劑準(zhǔn)備緩沖間5 Pa；聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)操作間-5 Pa；核酸產(chǎn)物擴(kuò)增分析緩沖間5 Pa、核酸產(chǎn)物擴(kuò)增分析間-15 Pa；第二實(shí)驗(yàn)室-10 Pa、第二實(shí)驗(yàn)室緩沖間-5 Pa。

1.1.6通風(fēng)系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)流向方式十分重要，通風(fēng)系統(tǒng)由空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)組成。空調(diào)系統(tǒng)：采用全新風(fēng)直膨式空調(diào)機(jī)組(風(fēng)量為6 000 m3/h)，為室內(nèi)提供制冷(或加熱)的新鮮空氣，其室外機(jī)安裝于室外樓頂處?？照{(diào)系統(tǒng)氣流方向?yàn)轫斔拖屡欧绞?，即空調(diào)出風(fēng)從房間頂部進(jìn)入空間，從另一側(cè)墻面下方的排風(fēng)口排出。新風(fēng)系統(tǒng)：采用自取新風(fēng)方案，新風(fēng)入口端加裝新風(fēng)過濾箱(含初效過濾器、中效過濾器)，并安裝電動(dòng)密閉閥，電動(dòng)密閉閥與新風(fēng)機(jī)組聯(lián)動(dòng)，以滿足其恒溫、恒濕、換氣次數(shù)、壓差要求。補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)：由2臺(tái)風(fēng)機(jī)組成(一臺(tái)風(fēng)機(jī)功率8 000 m3/h、另一臺(tái)風(fēng)機(jī)功率4 000 m3/h)，以滿足兩個(gè)標(biāo)本制備間的壓力要求。排風(fēng)系統(tǒng)：采用一臺(tái)排風(fēng)機(jī)，風(fēng)量為8 000 m3/h。其排風(fēng)管道升至大樓屋頂以實(shí)現(xiàn)高空排放，排放高度約30 m。不同房間的進(jìn)出風(fēng)量設(shè)計(jì)為可調(diào)模式(設(shè)置調(diào)節(jié)閥)，并安裝房間壓力檢測顯示裝置。根據(jù)工作需要，調(diào)節(jié)不同房間的進(jìn)出風(fēng)量，保持不同房間的設(shè)定壓力值。核酸產(chǎn)物擴(kuò)增分析操作間的進(jìn)風(fēng)量小于排除風(fēng)量，以形成負(fù)壓狀態(tài)。

1.1.7污水排放 污水存儲(chǔ)、消毒、排放是實(shí)驗(yàn)室改建不容忽視的重點(diǎn)環(huán)節(jié),本文選擇在污染區(qū)的邊緣角，采用埋地方式設(shè)置1 m3的不銹鋼存儲(chǔ)池，并安裝含氯制劑加入裝置，進(jìn)行徹底消毒后，用機(jī)械方式將其通過密閉方法泵入醫(yī)院污水管道，排入醫(yī)院污水處理工作站。污水排放泵采用雙機(jī)設(shè)置(一用一備)。

1.1.8強(qiáng)電弱電 強(qiáng)電弱電的布置以滿足實(shí)驗(yàn)室基本使用為準(zhǔn)，強(qiáng)電系統(tǒng)、弱點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)置必須專門考慮，尤其是設(shè)置30 kW的UPS電源，確保試驗(yàn)的不間斷進(jìn)行。

1.1.9SARS-CoV-2核酸檢測標(biāo)本的采集 在常態(tài)化防控的特殊時(shí)期，在室外快速設(shè)置規(guī)范的就診患者的管控通道、篩查通道、標(biāo)本采集地點(diǎn)是開展就診人群核酸檢測的基礎(chǔ)性工作。

1.2人群快速通行的半開放式彩鋼棚設(shè)計(jì) 醫(yī)院就診人群體溫快速檢測通道的選擇與設(shè)計(jì)，應(yīng)該盡量考慮在相對具備隔離條件的區(qū)域，實(shí)行院區(qū)封閉式管理。同時(shí)，人群通行時(shí)的體溫篩檢必須考慮人群的快速通行、體溫的快速篩查、院內(nèi)通道的唯一性等特點(diǎn)，也應(yīng)考慮在空氣流通的環(huán)境安裝分體式空調(diào)改善采集點(diǎn)的環(huán)境溫度。在院內(nèi)實(shí)行封閉式管理，相對減少無關(guān)人員進(jìn)入通道，設(shè)立固定開放式快速通行就診通道，確保進(jìn)入醫(yī)院的全部人員的體溫檢測，實(shí)現(xiàn)全員防控。長30 m、寬12 m、高3.75 m的半開放式彩鋼棚，設(shè)置4通道，安裝4臺(tái)攝像頭式熱成像測溫儀。彩鋼棚空間內(nèi)安裝6臺(tái)5P分體式空調(diào)，以滿足室內(nèi)舒適的環(huán)境條件。

1.3核酸檢測標(biāo)本采集場所 采用快速搭建半開放式彩鋼棚，其高度≥3 m，其中高度2 m以上采取開放式設(shè)計(jì)，既保證空氣的流通，也設(shè)計(jì)了足夠人流量的空間，同時(shí)又考慮了采集點(diǎn)的人性化理念。

2 結(jié)果與討論

2.1核酸檢測實(shí)驗(yàn)室快速改建

2.1.1結(jié)構(gòu)與分區(qū) 實(shí)驗(yàn)室改建的關(guān)鍵點(diǎn)是科學(xué)、合理，必須考慮房屋結(jié)構(gòu)安全，不能僅考慮負(fù)壓設(shè)備安裝的可行性，房屋承重墻不能隨意改動(dòng)，不可忽略其房屋結(jié)構(gòu)安全性。

2.1.2壓力參數(shù) 考慮到病原體氣溶膠、可能出現(xiàn)的病毒污染空氣，引起病原體泄漏，增加院內(nèi)感染風(fēng)險(xiǎn)，故實(shí)驗(yàn)室壓力參數(shù)必須嚴(yán)加控制。

2.1.3新風(fēng)系統(tǒng) 兩個(gè)關(guān)鍵因素包括新風(fēng)采集入口、新風(fēng)量。通過持續(xù)輸入新風(fēng)，改善實(shí)驗(yàn)室工作條件及稀釋空氣中病原體含量。采集口的空氣應(yīng)該是潔凈的，規(guī)避可能的院內(nèi)污染地點(diǎn)。為了滿足操作間壓力可調(diào)、恒定的負(fù)壓條件，考慮到生物安全柜的排風(fēng)系統(tǒng)有2臺(tái)風(fēng)機(jī)(每臺(tái)排風(fēng)量為1 850 m3/h)，故必須要有足夠的新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)量，否則引起負(fù)壓過大，繼而出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)房間壓力困難的問題，因此，補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)采取2臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行送風(fēng)(一臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量8 000 m3/h、另一臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量4 000 m3/h)。選擇適度的空氣過濾器，以保證足夠的新風(fēng)潔凈度及進(jìn)風(fēng)量。

2.1.4消毒措施 在改建實(shí)驗(yàn)室的北側(cè)房間邊緣設(shè)置高壓消毒區(qū)域，采用電力高壓消毒鍋。由于環(huán)境條件的限制，故未選擇高壓蒸汽消毒。

2.1.5排風(fēng)要求 在過濾的基礎(chǔ)上，排風(fēng)管道高度為30 m，出風(fēng)口設(shè)置在考慮足夠高度的同時(shí)，根據(jù)常態(tài)風(fēng)向，向空中垂直排放，降低污染風(fēng)險(xiǎn)。除生物安全柜(B2級(jí))裝備的排氣風(fēng)機(jī)外，增加設(shè)計(jì)一臺(tái)助力排風(fēng)機(jī)，其總計(jì)排風(fēng)量為1 850 m3/h，均安裝于生物安全柜的外接排風(fēng)管道內(nèi)，確保抽排效果，形成負(fù)壓空間。

2.1.6機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境 盡可能設(shè)計(jì)機(jī)器人的運(yùn)用條件，在常態(tài)化疫情防控形勢下，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)可考慮引入AI智能技術(shù)是提高檢測效率的有效措施，主要是核酸的提取操作過程，機(jī)器人的運(yùn)用不必過多考慮感染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)具有人工無法替代的實(shí)力，機(jī)器人的工作強(qiáng)度、重復(fù)操作標(biāo)準(zhǔn)化、同質(zhì)化、檢測量等是人工無法與機(jī)器人等同的。

2.1.7污水排放 實(shí)驗(yàn)室污水的排放是實(shí)驗(yàn)室改建不容忽視的重點(diǎn)內(nèi)容之一。污水消毒后，方能排入醫(yī)院污水管道，進(jìn)入醫(yī)院集中設(shè)置的污水處理工作站進(jìn)行專業(yè)處理，確保院內(nèi)院外安全。在缺乏就地直排的情況下，采取就地掘地坑加不銹鋼容器，設(shè)置含氯制劑消毒后機(jī)械泵泵入污水管道。為了確保安全，機(jī)械泵安裝兩臺(tái)，采取一臺(tái)備用方式，從而解決了污水排放難題。

2.1.8實(shí)驗(yàn)室周圍環(huán)境 改建首先要考慮相對安全的地方，盡可能避免對周圍環(huán)境的影響，包括對醫(yī)務(wù)人員心理影響、實(shí)際運(yùn)行可能造成的污染風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)向、人流量、周圍的房屋用途等等。核酸檢測標(biāo)本的采集地點(diǎn)、運(yùn)送線路等潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)也是需要考慮的關(guān)鍵因素。

2.2門診病員就診管控及核酸檢測標(biāo)本采集室外半開放場所的建立

2.2.1就診人群管控 就診人群是醫(yī)療機(jī)構(gòu)疫情常態(tài)化全員防控的重中之重，也是院感控制的核心內(nèi)容。采用室外半開放彩鋼棚，對非傳染性專科醫(yī)院、全中央空調(diào)大樓布局的醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行人群管控而言，是一種較為實(shí)用的手段。

2.2.2核酸檢測標(biāo)本取樣點(diǎn) 核酸檢測標(biāo)本采集有較高的院內(nèi)傳染風(fēng)險(xiǎn)，快速建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、安全的核酸檢測標(biāo)本室外取樣場所，為開展全員核酸檢測創(chuàng)造必要前提，在疫情防控工作中顯得尤為重要。

2.2.3就診人群體溫篩查 在就診人群管控過程中，對體溫≥37.3 ℃的人員，應(yīng)進(jìn)行COVID-19流行病學(xué)調(diào)查及SARS-CoV-2核酸檢測，盡可能降低傳染風(fēng)險(xiǎn)。目前初步判斷SARS-CoV-2感染主要為經(jīng)飛沫和接觸傳播，可經(jīng)人與人傳播，人群普遍易感，重癥病例較多，但其具體機(jī)制尚需進(jìn)一步研究[5-6]。

SARS-CoV-2呈現(xiàn)出明顯的高傳染性、高致病性[2，7]。在有條件的地區(qū)或機(jī)構(gòu)開展全員SARS-CoV-2核酸檢測是盡可能發(fā)現(xiàn)潛在感染者的重要方法之一，由于受實(shí)驗(yàn)室條件尤其是SARS-CoV-2試劑盒的質(zhì)量、檢測方法靈敏度、檢測方法假陰性等因素影響，應(yīng)依情況進(jìn)行多次檢測。實(shí)驗(yàn)室工作人員的防護(hù)應(yīng)予高度重視，對確診患者、疑似患者標(biāo)本進(jìn)行呼吸道標(biāo)本病毒核酸提取和抗原檢測的相關(guān)人員的核心防護(hù)，即三級(jí)生物安全防護(hù)、二級(jí)生物安全柜，有條件時(shí)應(yīng)佩戴正壓防護(hù)頭套及在負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室中操作，其他實(shí)驗(yàn)室檢測人員酌情采取重點(diǎn)防護(hù)或標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)[8]。近年來，全球新發(fā)呼吸道傳染病如重癥急性呼吸綜合征(SARS)、中東呼吸綜合征等層出不窮,故不斷強(qiáng)化防控意識(shí)，積累防控經(jīng)驗(yàn)，建立傳染病應(yīng)對長效機(jī)制尤為重要。同時(shí)，就地快速建立SARS-CoV-2核酸檢測實(shí)驗(yàn)室及擴(kuò)大核酸檢測能力則成為當(dāng)今群防群控不容忽視的主要問題，也是COVID-19疫情常態(tài)化防控的必要舉措。