大規(guī)模新型冠狀病毒核酸檢測需求下城市檢測基地的流程設(shè)計(jì)及改進(jìn)

曲林琳,郭偉剛,楊宗興,陳雍哲,齊 翀,鄭柏松,于得海, 王 瑩,吳彤彤,張 誠，佟學(xué)潁,楊 晶,趙 靖△

1.吉林大學(xué)第一醫(yī)院檢驗(yàn)科，吉林長春 130021;2.通化市中心醫(yī)院檢驗(yàn)科，吉林通化 134000; 3.國家衛(wèi)生健康委員會醫(yī)療管理服務(wù)指導(dǎo)中心，北京 100044;4.吉林大學(xué)第一醫(yī)院轉(zhuǎn)化研究院 ，吉林長春 130021;5.吉林省衛(wèi)生健康委員會，吉林長春 130051

新型冠狀病毒(簡稱“新冠病毒”)肺炎疫情發(fā)生以來，黨中央、國務(wù)院多次對提高病毒核酸檢測能力做出明確指示和戰(zhàn)略部署。為貫徹落實(shí)國務(wù)院應(yīng)對新冠病毒肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制發(fā)布的《進(jìn)一步推進(jìn)新冠病毒核酸檢測能力建設(shè)工作方案》(國辦發(fā)明電〔2020〕22號)[1]，吉林省通化地區(qū)城市檢測基地于2020年12月29日通過驗(yàn)收并正式投入使用。為支援通化地區(qū)新冠病毒核酸檢測工作，2021年1月15日，通化市衛(wèi)生健康委員會緊急抽調(diào)60名核酸檢驗(yàn)人員趕赴基地承擔(dān)大規(guī)模新冠病毒核酸檢測篩查任務(wù)。鑒于大規(guī)模新冠病毒核酸篩查旨在最短時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)新冠病毒感染者，從而控制疫情擴(kuò)散，實(shí)驗(yàn)室要在保證檢測質(zhì)量的前提下使檢測能力最大化。為此，2021年1月21日，國務(wù)院指導(dǎo)組和吉林省衛(wèi)生健康委員會緊急抽調(diào)具有大規(guī)模新冠病毒核酸篩查經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員赴通化協(xié)助開展大規(guī)模人群篩查。本文總結(jié)了大規(guī)模新冠病毒核酸檢測篩查工作中涉及的城市檢測基地的儀器配置、人員配置及工作流程的設(shè)計(jì)及改進(jìn)，為國內(nèi)其他城市檢測基地在可能出現(xiàn)的突發(fā)公共衛(wèi)生事件下進(jìn)行大規(guī)模核酸篩查提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)室配置及最大檢測能力

按照國務(wù)院應(yīng)對新冠病毒肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制相關(guān)要求，城市檢測基地檢測能力應(yīng)達(dá)到1萬份/天(份按單樣檢測計(jì)算，人份按混樣檢測計(jì)算)，發(fā)生疫情時(shí)通過增加班次達(dá)到3萬份/天。以通化地區(qū)城市檢測基地為例，應(yīng)配備滿足相應(yīng)檢測能力的儀器設(shè)備、試劑耗材及人員。

1.1主要儀器設(shè)備配置 試劑準(zhǔn)備區(qū)(一區(qū))、樣本制備區(qū)(二區(qū))及擴(kuò)增和產(chǎn)物分析區(qū)(三區(qū))的儀器設(shè)備配置見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)室主要儀器設(shè)備配置

1.2試劑耗材配置 核酸檢測基地所需試劑耗材配置及備量原則見表2。

表2 試劑耗材配置及備量原則

1.3最大檢測能力 疫情期間為應(yīng)對大規(guī)模人群篩查，城市檢測基地實(shí)驗(yàn)室以24 h連續(xù)工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)留檢測準(zhǔn)備時(shí)間3 h/d(實(shí)驗(yàn)室消殺、試劑耗材準(zhǔn)備、廢棄物處理、人員交接等)，按實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備配備數(shù)量，理論最大檢測能力為3.5萬份/天。

1.4人員配備

1.4.1檢驗(yàn)人員配置 (1)人員資質(zhì)及組織結(jié)構(gòu)。所有檢驗(yàn)人員應(yīng)具備檢驗(yàn)專業(yè)背景及PCR資質(zhì)。核酸檢測基地設(shè)負(fù)責(zé)人1名，質(zhì)量主管和技術(shù)主管1名(可兼職)，各班次設(shè)組長1～2名；每個(gè)班次內(nèi)指定專人兼職負(fù)責(zé)試劑耗材清點(diǎn)及請領(lǐng)，儀器管理，實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)務(wù)如清場及消毒液配制、陽性結(jié)果記錄等，見圖1。(2)崗位及分工。疫情期間，實(shí)驗(yàn)室以8小時(shí)/班×3班的24 h運(yùn)轉(zhuǎn)工作模式，將60名檢驗(yàn)人員分成3班，每班次分配人員及崗位分配見表3。

表3 每班次崗位分配及檢驗(yàn)人員人數(shù)

圖1 實(shí)驗(yàn)室組織結(jié)構(gòu)及崗位設(shè)置

1.4.2人員配置優(yōu)化 (1)人員培訓(xùn)、能力評估和確認(rèn)。按照《關(guān)于進(jìn)一步加快提高醫(yī)療機(jī)構(gòu)新冠病毒核酸檢測能力的通知》(聯(lián)防聯(lián)控綜發(fā)〔2020〕204號)要求[2]，醫(yī)療機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室要加強(qiáng)樣本采集、保存和運(yùn)輸、樣本接收整理、核酸提取、試劑使用、熒光定量等檢測方法、結(jié)果報(bào)告、生物安全等全流程培訓(xùn)，確保各環(huán)節(jié)操作規(guī)范，進(jìn)一步提高檢測技術(shù)水平。為保質(zhì)保量開展核酸檢測工作，需要首先對人員進(jìn)行實(shí)地培訓(xùn)，之后進(jìn)行能力評估和確認(rèn)，按照勝任、培訓(xùn)后上崗及不勝任3個(gè)層次進(jìn)行分層次“以干帶訓(xùn)”的培訓(xùn)，對于培訓(xùn)后仍不勝任者，可安排在相對簡單崗位如樣本前處理區(qū)工作。(2)細(xì)化崗位。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，檢驗(yàn)過程中影響核酸檢測能力的主要限速點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)室人員崗位分工。以二區(qū)為例，大多數(shù)檢驗(yàn)人員初到檢測基地，對儀器和流程尚未完全熟悉，但需要一人兼多崗，即從加樣、核酸提取到加反應(yīng)體系都由一個(gè)人負(fù)責(zé)，如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)不熟悉，則明顯影響檢測速度。因此，提出細(xì)化崗位，將每一區(qū)的工作劃分成若干崗位，如樣本制備區(qū)加樣崗、核酸提取崗、加反應(yīng)體系崗、樣本管理崗，以便檢驗(yàn)人員掌握和熟悉，并能有效減輕檢驗(yàn)人員的心理壓力和重復(fù)勞動。(3)補(bǔ)充輔助人員。為達(dá)到3.5萬份/天的核酸檢測能力，每8小時(shí)班次應(yīng)完成近1.2萬份，二區(qū)若有10名人員同時(shí)加樣時(shí)5～6 h即能夠完成，因此，需在前述崗位設(shè)置基礎(chǔ)上向二區(qū)補(bǔ)充5名檢驗(yàn)人員，考慮到三區(qū)結(jié)果分析的關(guān)鍵性，建議從前處理區(qū)或一區(qū)抽調(diào)。為補(bǔ)充前處理區(qū)和一區(qū)人員，保證樣本前處理后供應(yīng)到檢測無間斷緊密連接，建議每班次配備至少12名輔助人員，經(jīng)過生物安全及工作流程培訓(xùn)后從事相應(yīng)工作，分工及安排見表4。

表4 補(bǔ)充輔助人員后每班次崗位分配及改進(jìn)

2 檢驗(yàn)全流程設(shè)計(jì)及改進(jìn)

大規(guī)模新冠病毒核酸篩查作為控制疫情擴(kuò)散的主要措施之一，其篩查效率和質(zhì)量對于新冠病毒感染者早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告、早隔離、早治療至關(guān)重要。因此，實(shí)驗(yàn)室要預(yù)先制訂一套檢驗(yàn)流程，在滿足核酸檢測規(guī)范、保證檢測質(zhì)量的基礎(chǔ)上，做到檢驗(yàn)前、中、后全過程順暢和不間斷銜接。

2.1檢測規(guī)范 開展新冠病毒核酸檢測的實(shí)驗(yàn)室須滿足實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求。在實(shí)驗(yàn)室建立新冠病毒核酸檢測方法之初，應(yīng)明確所使用檢測方法和試劑的關(guān)鍵性能，包括精密度(重復(fù)性)、符合率和檢出限[3]。

2.2質(zhì)量控制 實(shí)驗(yàn)室通過室間質(zhì)量評價(jià)(EQA)和室內(nèi)質(zhì)量控制(IQA)對新冠病毒核酸檢測進(jìn)行質(zhì)量控制[4]。IQA包括檢驗(yàn)前樣本質(zhì)量，檢驗(yàn)中人員、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、儀器設(shè)備、試劑耗材、檢測程序、每96孔板質(zhì)控，以及檢驗(yàn)后結(jié)果分析及報(bào)告質(zhì)控，其中每96孔板擴(kuò)增體系中包含至少1孔空白、2孔陽性質(zhì)控、2孔陰性質(zhì)控。

2.3檢驗(yàn)前流程設(shè)計(jì)及改進(jìn) 最大檢測能力的前提是樣本供應(yīng)不間斷，要求負(fù)責(zé)籌劃采樣和運(yùn)送的相關(guān)部門人員事先周密策劃，包括采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)、采樣速度、運(yùn)送車收樣頻率，以保證樣本及時(shí)收集和運(yùn)送。

2.4檢驗(yàn)流程設(shè)計(jì)及改進(jìn) 實(shí)驗(yàn)室接收到樣本后，經(jīng)過登記、拆袋、編號、核酸提取、反應(yīng)體系、擴(kuò)增及產(chǎn)物分析完成核酸檢測工作。對這一系列工作進(jìn)行流程設(shè)計(jì)和優(yōu)化，有助于提升核酸檢測效率，60名人員構(gòu)成的核酸檢測基地流程設(shè)計(jì)為流水線作業(yè)模式，見圖2，流水線作業(yè)能夠明顯提高核酸檢測效率，但由于人員有限，檢驗(yàn)人員分散于檢驗(yàn)中的各個(gè)流程，因承擔(dān)樣本前處理、試劑拆裝準(zhǔn)備等工作，難以在工作期間完全發(fā)揮檢驗(yàn)效率。

圖2 基礎(chǔ)的流水線檢測流程

2.4.1試劑準(zhǔn)備區(qū)(一區(qū)) 負(fù)責(zé)試劑配制、擴(kuò)增試劑分裝到8連排PCR管內(nèi)，以及為二區(qū)補(bǔ)充提取試劑和耗材等物品。待試劑準(zhǔn)備和分裝完畢，有1名人員進(jìn)入二區(qū)工作。

2.4.2樣本制備區(qū)(二區(qū)) 二區(qū)工作人員眾多，流水線作業(yè)下，各崗位工作環(huán)節(jié)應(yīng)緊密銜接、默契配合。二區(qū)組長應(yīng)盡職責(zé)包括組織協(xié)調(diào)好各崗各步驟的銜接、按實(shí)際工作狀況及時(shí)調(diào)整各崗位工作人數(shù)、監(jiān)督二區(qū)人員的工作效率及對全部流程進(jìn)行質(zhì)量控制。(1)加樣本人員。負(fù)責(zé)將待檢樣本按照預(yù)先編號依次加入提取試劑中，要求做到快速、準(zhǔn)確，避免漏加、誤加、重復(fù)加樣。(2)核酸提取人員。負(fù)責(zé)操作提取儀，將加入待測樣本的提取試劑(提取板)上機(jī)提取，同時(shí)將提取產(chǎn)物(核酸)轉(zhuǎn)運(yùn)至負(fù)責(zé)將核酸加入最終反應(yīng)體系(8聯(lián)排管)人員。(3)加PCR反應(yīng)體系人員。負(fù)責(zé)將提取好的核酸溶液物加入PCR反應(yīng)體系(8連排管)中。人數(shù)固定為2名，組長應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整其他2名隊(duì)員加核酸提取物或樣本。(4)樣本管理及垃圾清運(yùn)人員。負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)樣本進(jìn)二區(qū)、收取和整理已加完的樣本并向生物安全柜內(nèi)供給待測樣本和耗材；查找需復(fù)檢樣本；捆扎打包已報(bào)告陰性樣本；捆扎轉(zhuǎn)運(yùn)二區(qū)醫(yī)療垃圾并至二區(qū)緩沖間內(nèi)。

2.4.3擴(kuò)增和產(chǎn)物分析區(qū)(三區(qū)) 負(fù)責(zé)操作實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、核酸樣本上機(jī)及分析和審核PCR結(jié)果；通知三區(qū)需復(fù)檢樣本編號、上報(bào)陽性結(jié)果。三區(qū)工作時(shí)應(yīng)注意如果待擴(kuò)增樣本不能立即上機(jī)檢測，應(yīng)將樣本暫存于2～8 ℃冰箱。三區(qū)人員還應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境溫度，以保證儀器運(yùn)行平穩(wěn)、高效。

2.4.4檢驗(yàn)流程改進(jìn) 在基礎(chǔ)的流水線檢測模式基礎(chǔ)上，通過補(bǔ)充輔助人員協(xié)助樣本前處理，并根據(jù)本班次樣本量批量準(zhǔn)備試劑耗材合理存放待用，輔助工作至少提前0.5 h開始，本班次工作正式開始后，一區(qū)人員至少留1名，其余到三區(qū)交接工作。改進(jìn)后，檢驗(yàn)人員全職在一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)從事核酸檢測，使得檢測效率進(jìn)一步提高。見表4、圖3。

圖3 改進(jìn)后的檢測流程

2.5檢驗(yàn)后流程及改進(jìn)

2.5.1結(jié)果審核和報(bào)告 《新型冠狀病毒實(shí)驗(yàn)室檢測專家共識》[5]強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格審核報(bào)告，這關(guān)系到核酸篩查能力的質(zhì)量和技術(shù)保障。實(shí)驗(yàn)室一方面結(jié)合擴(kuò)增試劑說明書制訂本實(shí)驗(yàn)室的審核及復(fù)檢規(guī)則和程序，另一方面要求結(jié)果審核人員按照要求進(jìn)行結(jié)果分析，并在審核記錄、流程單及復(fù)檢記錄上簽字。

2.5.2樣本復(fù)檢及報(bào)告 因病毒在大規(guī)模人群的總體流行率極低(<0.1%)，為提高檢測效率，在第一輪可以采取10混1或者5混1混采檢測技術(shù)[6]。對于擴(kuò)增結(jié)果為陽性、灰區(qū)或單個(gè)靶標(biāo)陽性的混采樣本，應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)部門對該混采管的受試者進(jìn)行單采復(fù)核檢測。單采復(fù)核檢測時(shí)應(yīng)采集不同部位，并采取雙試劑雙檢測系統(tǒng)：(1)考慮到感染的不同時(shí)期病毒在不同部位載量的差異，用于復(fù)核的樣本類型建議同時(shí)采集雙側(cè)鼻咽、口咽拭子；(2)考慮到病毒基因序列發(fā)生變異，建議使用雙試劑雙檢測系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核，雙試劑的選擇原則為檢出限及擴(kuò)增區(qū)域不同。復(fù)核結(jié)果如均為陰性，按陰性結(jié)果報(bào)告；復(fù)核結(jié)果如為陽性，按陽性結(jié)果報(bào)告[5]。

2.5.3假陽性、假陰性原因及風(fēng)險(xiǎn)控制 在結(jié)果報(bào)告和復(fù)檢時(shí)，可能會遇到假陽性或假陰性的風(fēng)險(xiǎn)，繼而影響核酸檢測質(zhì)量。通過關(guān)注并控制假陽性或假陰性的常見原因，提高檢測質(zhì)量，減低復(fù)檢率、提高檢測效率。易造成假陽性和假陰性結(jié)果的主要原因及風(fēng)險(xiǎn)防控見表5。

表5 假陽性和假陰性結(jié)果的原因及風(fēng)險(xiǎn)控制

3 檢測流程的信息化建設(shè)及改進(jìn)

利用網(wǎng)絡(luò)和信息化有助于提高大規(guī)模新冠病毒核酸篩查的質(zhì)量和效率。本次大規(guī)模新冠病毒核酸篩查啟用“全場景疫情病原體檢測系統(tǒng)”對篩查人群進(jìn)行信息化管理，應(yīng)用電子化信息管理平臺，登記待檢者信息登記，采用掃碼記錄樣本采集、運(yùn)送、接收，以及混樣陽性的挑選。

3.1檢測前信息化管理 混采待檢者采用信息化管理，即在確定混采方式后，為每個(gè)樣本記錄以下信息，包括混樣對應(yīng)的受檢者姓名、身份證號、居住地址、聯(lián)系方式；采樣管編碼；采樣信息管理，包括每個(gè)采樣隊(duì)負(fù)責(zé)的樣本編號、樣本采集日期、時(shí)間、采集部位、類型、數(shù)量等；樣本運(yùn)送與交接信息管理，由于運(yùn)送隊(duì)負(fù)責(zé)收集分管片區(qū)多個(gè)采樣隊(duì)的樣本，裝入轉(zhuǎn)運(yùn)箱，并對不同采樣隊(duì)來源樣本和轉(zhuǎn)運(yùn)箱進(jìn)行電子化登記可有助于后續(xù)樣本追蹤，另一方面設(shè)置掃碼開啟轉(zhuǎn)運(yùn)箱，進(jìn)而記錄相關(guān)信息核對的動作。

3.2檢測中信息化管理 實(shí)驗(yàn)室每4小時(shí)上報(bào)已檢樣本、待檢樣本數(shù)量，有助于實(shí)時(shí)掌握篩查樣本的完成情況。

3.3檢測后信息化管理 檢測后信息化體現(xiàn)在混采陽性樣本的報(bào)告、單采復(fù)查及追蹤。對混采陽性的迅速鎖定，縮短人群摸排時(shí)間。

3.4大規(guī)模核酸篩查信息化建設(shè)改進(jìn) 大規(guī)模核酸篩查一般由幾個(gè)指定的實(shí)驗(yàn)室共同承擔(dān)，樣本分配做到實(shí)時(shí)調(diào)控，按需、按檢測能力合理分配，對于檢測效率至關(guān)重要，因此，信息化管理中擴(kuò)展樣本流向查詢(采集中、運(yùn)送中、抵達(dá)××實(shí)驗(yàn)室)及單管條碼化的功能更有利于檢測及樣本追溯。

4 檢測流程運(yùn)行相關(guān)支持文件

大規(guī)模人群篩查應(yīng)急狀態(tài)下，文件至少應(yīng)包括人員管理、環(huán)境設(shè)施、儀器設(shè)備、檢驗(yàn)程序、樣本交接、檢測質(zhì)控及復(fù)檢、結(jié)果報(bào)告相關(guān)文件記錄：(1)人員管理相關(guān)文件如崗位職責(zé)、培訓(xùn)考核及能力評價(jià)記錄等；(2)環(huán)境設(shè)施相關(guān)文件如環(huán)境溫濕度記錄、日常消毒記錄等；(3)儀器設(shè)備相關(guān)文件如儀器設(shè)備使用、運(yùn)行情況及保養(yǎng)記錄、操作規(guī)程(SOP)等；(4)檢驗(yàn)程序相關(guān)文件如檢驗(yàn)方法的性能評價(jià)/確認(rèn)記錄；(5)樣本交接相關(guān)文件如交接登記、不合格樣本登記等；(6)檢測相關(guān)文件如樣本制備及擴(kuò)增流程單、審核規(guī)則、復(fù)檢規(guī)則、復(fù)檢程序及記錄等；(7)結(jié)果報(bào)告相關(guān)文件如結(jié)果報(bào)告流程尤其是疑似或陽性結(jié)果報(bào)告流程及記錄；(8)實(shí)驗(yàn)室安全記錄、差錯(cuò)事故或風(fēng)險(xiǎn)登記等。

文件的載體可為紙質(zhì)或電子形式，以便于檢驗(yàn)流程運(yùn)行及崗位追溯為原則。

5 流程設(shè)計(jì)及改進(jìn)后的效果評價(jià)

流程設(shè)計(jì)和改進(jìn)后，核酸檢測基地48 h完成71 617管，第4輪全民篩查44 h內(nèi)完成72 096管，24 h平均檢測能力為37 490管；二區(qū)加樣人員每班次人均加樣板數(shù)由原來的3板提高到14板；每班次穿防護(hù)服工作時(shí)間由原來的8 h，縮短到4.5 h。

6 結(jié) 語

為在大規(guī)模病毒核酸篩查中發(fā)揮城市檢測基地最大檢測能力，基地應(yīng)有完整的制度，從組織管理、人員評估、儀器設(shè)備配置、各區(qū)崗位設(shè)置及工作流程方面做出細(xì)化安排，流程全過程以信息化為支撐，同時(shí)兼顧檢驗(yàn)前樣本采集、運(yùn)送效率，目的是做到樣本不間斷供應(yīng)下，實(shí)驗(yàn)室核酸檢測全速進(jìn)行，做到早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告、早隔離、早治療。還應(yīng)注意的是，大規(guī)模新冠病毒核酸篩查還要保證檢測及報(bào)告質(zhì)量，因此基地應(yīng)充分注意檢驗(yàn)人員技術(shù)培訓(xùn)、最大程度避免假陰性或假陽性、檢測系統(tǒng)的最低檢出限，以及混采陽性的單管追蹤閉口等問題。相信隨著經(jīng)驗(yàn)不斷積累，對于突發(fā)大規(guī)模人群篩查的應(yīng)對能夠更加自信、高效、有條不紊。