大規模新型冠狀病毒核酸檢測需求下城市檢測基地的流程設計及改進

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，佟學潁,楊 晶,趙 靖△

1.吉林大學第一醫院檢驗科，吉林長春 130021;2.通化市中心醫院檢驗科，吉林通化 134000; 3.國家衛生健康委員會醫療管理服務指導中心，北京 100044;4.吉林大學第一醫院轉化研究院 ，吉林長春 130021;5.吉林省衛生健康委員會，吉林長春 130051

新型冠狀病毒(簡稱“新冠病毒”)肺炎疫情發生以來，黨中央、國務院多次對提高病毒核酸檢測能力做出明確指示和戰略部署。為貫徹落實國務院應對新冠病毒肺炎疫情聯防聯控機制發布的《進一步推進新冠病毒核酸檢測能力建設工作方案》(國辦發明電〔2020〕22號)[1]，吉林省通化地區城市檢測基地于2020年12月29日通過驗收并正式投入使用。為支援通化地區新冠病毒核酸檢測工作，2021年1月15日，通化市衛生健康委員會緊急抽調60名核酸檢驗人員趕赴基地承擔大規模新冠病毒核酸檢測篩查任務。鑒于大規模新冠病毒核酸篩查旨在最短時間內精準發現新冠病毒感染者，從而控制疫情擴散，實驗室要在保證檢測質量的前提下使檢測能力最大化。為此，2021年1月21日，國務院指導組和吉林省衛生健康委員會緊急抽調具有大規模新冠病毒核酸篩查經驗的技術人員赴通化協助開展大規模人群篩查。本文總結了大規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計及改進，為國內其他城市檢測基地在可能出現的突發公共衛生事件下進行大規模核酸篩查提供參考。

1 實驗室配置及最大檢測能力

按照國務院應對新冠病毒肺炎疫情聯防聯控機制相關要求，城市檢測基地檢測能力應達到1萬份/天(份按單樣檢測計算，人份按混樣檢測計算)，發生疫情時通過增加班次達到3萬份/天。以通化地區城市檢測基地為例，應配備滿足相應檢測能力的儀器設備、試劑耗材及人員。

1.1主要儀器設備配置 試劑準備區(一區)、樣本制備區(二區)及擴增和產物分析區(三區)的儀器設備配置見表1。

表1 實驗室主要儀器設備配置

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 疫情期間為應對大規模人群篩查，城市檢測基地實驗室以24 h連續工作模式運轉，預留檢測準備時間3 h/d(實驗室消殺、試劑耗材準備、廢棄物處理、人員交接等)，按實驗室儀器設備配備數量，理論最大檢測能力為3.5萬份/天。

1.4人員配備

1.4.1檢驗人員配置 (1)人員資質及組織結構。所有檢驗人員應具備檢驗專業背景及PCR資質。核酸檢測基地設負責人1名，質量主管和技術主管1名(可兼職)，各班次設組長1～2名；每個班次內指定專人兼職負責試劑耗材清點及請領，儀器管理，實驗區內務如清場及消毒液配制、陽性結果記錄等，見圖1。(2)崗位及分工。疫情期間，實驗室以8小時/班×3班的24 h運轉工作模式，將60名檢驗人員分成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人員人數

圖1 實驗室組織結構及崗位設置

1.4.2人員配置優化 (1)人員培訓、能力評估和確認。按照《關于進一步加快提高醫療機構新冠病毒核酸檢測能力的通知》(聯防聯控綜發〔2020〕204號)要求[2]，醫療機構和實驗室要加強樣本采集、保存和運輸、樣本接收整理、核酸提取、試劑使用、熒光定量等檢測方法、結果報告、生物安全等全流程培訓，確保各環節操作規范，進一步提高檢測技術水平。為保質保量開展核酸檢測工作，需要首先對人員進行實地培訓，之后進行能力評估和確認，按照勝任、培訓后上崗及不勝任3個層次進行分層次“以干帶訓”的培訓，對于培訓后仍不勝任者，可安排在相對簡單崗位如樣本前處理區工作。(2)細化崗位。經過調研發現，檢驗過程中影響核酸檢測能力的主要限速點在于實驗室人員崗位分工。以二區為例，大多數檢驗人員初到檢測基地，對儀器和流程尚未完全熟悉，但需要一人兼多崗，即從加樣、核酸提取到加反應體系都由一個人負責，如果其中一個環節不熟悉，則明顯影響檢測速度。因此，提出細化崗位，將每一區的工作劃分成若干崗位，如樣本制備區加樣崗、核酸提取崗、加反應體系崗、樣本管理崗，以便檢驗人員掌握和熟悉，并能有效減輕檢驗人員的心理壓力和重復勞動。(3)補充輔助人員。為達到3.5萬份/天的核酸檢測能力，每8小時班次應完成近1.2萬份，二區若有10名人員同時加樣時5～6 h即能夠完成，因此，需在前述崗位設置基礎上向二區補充5名檢驗人員，考慮到三區結果分析的關鍵性，建議從前處理區或一區抽調。為補充前處理區和一區人員，保證樣本前處理后供應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，經過生物安全及工作流程培訓后從事相應工作，分工及安排見表4。

表4 補充輔助人員后每班次崗位分配及改進

2 檢驗全流程設計及改進

大規模新冠病毒核酸篩查作為控制疫情擴散的主要措施之一，其篩查效率和質量對于新冠病毒感染者早發現、早報告、早隔離、早治療至關重要。因此，實驗室要預先制訂一套檢驗流程，在滿足核酸檢測規范、保證檢測質量的基礎上，做到檢驗前、中、后全過程順暢和不間斷銜接。

2.1檢測規范 開展新冠病毒核酸檢測的實驗室須滿足實驗室建設及技術規范的相關要求。在實驗室建立新冠病毒核酸檢測方法之初，應明確所使用檢測方法和試劑的關鍵性能，包括精密度(重復性)、符合率和檢出限[3]。

2.2質量控制 實驗室通過室間質量評價(EQA)和室內質量控制(IQA)對新冠病毒核酸檢測進行質量控制[4]。IQA包括檢驗前樣本質量，檢驗中人員、實驗室環境、儀器設備、試劑耗材、檢測程序、每96孔板質控，以及檢驗后結果分析及報告質控，其中每96孔板擴增體系中包含至少1孔空白、2孔陽性質控、2孔陰性質控。

2.3檢驗前流程設計及改進 最大檢測能力的前提是樣本供應不間斷，要求負責籌劃采樣和運送的相關部門人員事先周密策劃，包括采樣點個數、采樣速度、運送車收樣頻率，以保證樣本及時收集和運送。

2.4檢驗流程設計及改進 實驗室接收到樣本后，經過登記、拆袋、編號、核酸提取、反應體系、擴增及產物分析完成核酸檢測工作。對這一系列工作進行流程設計和優化，有助于提升核酸檢測效率，60名人員構成的核酸檢測基地流程設計為流水線作業模式，見圖2，流水線作業能夠明顯提高核酸檢測效率，但由于人員有限，檢驗人員分散于檢驗中的各個流程，因承擔樣本前處理、試劑拆裝準備等工作，難以在工作期間完全發揮檢驗效率。

圖2 基礎的流水線檢測流程

2.4.1試劑準備區(一區) 負責試劑配制、擴增試劑分裝到8連排PCR管內，以及為二區補充提取試劑和耗材等物品。待試劑準備和分裝完畢，有1名人員進入二區工作。

2.4.2樣本制備區(二區) 二區工作人員眾多，流水線作業下，各崗位工作環節應緊密銜接、默契配合。二區組長應盡職責包括組織協調好各崗各步驟的銜接、按實際工作狀況及時調整各崗位工作人數、監督二區人員的工作效率及對全部流程進行質量控制。(1)加樣本人員。負責將待檢樣本按照預先編號依次加入提取試劑中，要求做到快速、準確，避免漏加、誤加、重復加樣。(2)核酸提取人員。負責操作提取儀，將加入待測樣本的提取試劑(提取板)上機提取，同時將提取產物(核酸)轉運至負責將核酸加入最終反應體系(8聯排管)人員。(3)加PCR反應體系人員。負責將提取好的核酸溶液物加入PCR反應體系(8連排管)中。人數固定為2名，組長應根據實際情況調整其他2名隊員加核酸提取物或樣本。(4)樣本管理及垃圾清運人員。負責轉運樣本進二區、收取和整理已加完的樣本并向生物安全柜內供給待測樣本和耗材；查找需復檢樣本；捆扎打包已報告陰性樣本；捆扎轉運二區醫療垃圾并至二區緩沖間內。

2.4.3擴增和產物分析區(三區) 負責操作實時熒光定量PCR儀、核酸樣本上機及分析和審核PCR結果；通知三區需復檢樣本編號、上報陽性結果。三區工作時應注意如果待擴增樣本不能立即上機檢測，應將樣本暫存于2～8 ℃冰箱。三區人員還應實時監測環境溫度，以保證儀器運行平穩、高效。

2.4.4檢驗流程改進 在基礎的流水線檢測模式基礎上，通過補充輔助人員協助樣本前處理，并根據本班次樣本量批量準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，一區人員至少留1名，其余到三區交接工作。改進后，檢驗人員全職在一區、二區、三區從事核酸檢測，使得檢測效率進一步提高。見表4、圖3。

圖3 改進后的檢測流程

2.5檢驗后流程及改進

2.5.1結果審核和報告 《新型冠狀病毒實驗室檢測專家共識》[5]強調嚴格審核報告，這關系到核酸篩查能力的質量和技術保障。實驗室一方面結合擴增試劑說明書制訂本實驗室的審核及復檢規則和程序，另一方面要求結果審核人員按照要求進行結果分析，并在審核記錄、流程單及復檢記錄上簽字。

2.5.2樣本復檢及報告 因病毒在大規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[6]。對于擴增結果為陽性、灰區或單個靶標陽性的混采樣本，應及時通知相關部門對該混采管的受試者進行單采復核檢測。單采復核檢測時應采集不同部位，并采取雙試劑雙檢測系統：(1)考慮到感染的不同時期病毒在不同部位載量的差異，用于復核的樣本類型建議同時采集雙側鼻咽、口咽拭子；(2)考慮到病毒基因序列發生變異，建議使用雙試劑雙檢測系統進行復核，雙試劑的選擇原則為檢出限及擴增區域不同。復核結果如均為陰性，按陰性結果報告；復核結果如為陽性，按陽性結果報告[5]。

2.5.3假陽性、假陰性原因及風險控制 在結果報告和復檢時，可能會遇到假陽性或假陰性的風險，繼而影響核酸檢測質量。通過關注并控制假陽性或假陰性的常見原因，提高檢測質量，減低復檢率、提高檢測效率。易造成假陽性和假陰性結果的主要原因及風險防控見表5。

表5 假陽性和假陰性結果的原因及風險控制

3 檢測流程的信息化建設及改進

利用網絡和信息化有助于提高大規模新冠病毒核酸篩查的質量和效率。本次大規模新冠病毒核酸篩查啟用“全場景疫情病原體檢測系統”對篩查人群進行信息化管理，應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，為每個樣本記錄以下信息，包括混樣對應的受檢者姓名、身份證號、居住地址、聯系方式；采樣管編碼；采樣信息管理，包括每個采樣隊負責的樣本編號、樣本采集日期、時間、采集部位、類型、數量等；樣本運送與交接信息管理，由于運送隊負責收集分管片區多個采樣隊的樣本，裝入轉運箱，并對不同采樣隊來源樣本和轉運箱進行電子化登記可有助于后續樣本追蹤，另一方面設置掃碼開啟轉運箱，進而記錄相關信息核對的動作。

3.2檢測中信息化管理 實驗室每4小時上報已檢樣本、待檢樣本數量，有助于實時掌握篩查樣本的完成情況。

3.3檢測后信息化管理 檢測后信息化體現在混采陽性樣本的報告、單采復查及追蹤。對混采陽性的迅速鎖定，縮短人群摸排時間。

3.4大規模核酸篩查信息化建設改進 大規模核酸篩查一般由幾個指定的實驗室共同承擔，樣本分配做到實時調控，按需、按檢測能力合理分配，對于檢測效率至關重要，因此，信息化管理中擴展樣本流向查詢(采集中、運送中、抵達××實驗室)及單管條碼化的功能更有利于檢測及樣本追溯。

4 檢測流程運行相關支持文件

大規模人群篩查應急狀態下，文件至少應包括人員管理、環境設施、儀器設備、檢驗程序、樣本交接、檢測質控及復檢、結果報告相關文件記錄：(1)人員管理相關文件如崗位職責、培訓考核及能力評價記錄等；(2)環境設施相關文件如環境溫濕度記錄、日常消毒記錄等；(3)儀器設備相關文件如儀器設備使用、運行情況及保養記錄、操作規程(SOP)等；(4)檢驗程序相關文件如檢驗方法的性能評價/確認記錄；(5)樣本交接相關文件如交接登記、不合格樣本登記等；(6)檢測相關文件如樣本制備及擴增流程單、審核規則、復檢規則、復檢程序及記錄等；(7)結果報告相關文件如結果報告流程尤其是疑似或陽性結果報告流程及記錄；(8)實驗室安全記錄、差錯事故或風險登記等。

文件的載體可為紙質或電子形式，以便于檢驗流程運行及崗位追溯為原則。

5 流程設計及改進后的效果評價

流程設計和改進后，核酸檢測基地48 h完成71 617管，第4輪全民篩查44 h內完成72 096管，24 h平均檢測能力為37 490管；二區加樣人員每班次人均加樣板數由原來的3板提高到14板；每班次穿防護服工作時間由原來的8 h，縮短到4.5 h。

6 結 語

為在大規模病毒核酸篩查中發揮城市檢測基地最大檢測能力，基地應有完整的制度，從組織管理、人員評估、儀器設備配置、各區崗位設置及工作流程方面做出細化安排，流程全過程以信息化為支撐，同時兼顧檢驗前樣本采集、運送效率，目的是做到樣本不間斷供應下，實驗室核酸檢測全速進行，做到早發現、早報告、早隔離、早治療。還應注意的是，大規模新冠病毒核酸篩查還要保證檢測及報告質量，因此基地應充分注意檢驗人員技術培訓、最大程度避免假陰性或假陽性、檢測系統的最低檢出限，以及混采陽性的單管追蹤閉口等問題。相信隨著經驗不斷積累，對于突發大規模人群篩查的應對能夠更加自信、高效、有條不紊。