新型冠状病毒肺炎的分子诊断技术及其防控措施

王新宙 任曼 候彦州

摘要：新型冠状病毒肺炎（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，是一种具有高度传染性的疾病。全球已有多个国家和地区暴发大规模COVID-19疫情，尤其是无症状感染者具传染性使得疫情防控更加的复杂和严峻。COVID-19尚无疫苗和特效药，尽早确诊并进行隔离和支持治疗是现阶段最有效的措施。目前COVID-19的病原学检测主要以核酸检测为主，同时结合临床表现、血清学免疫检测等可明确诊断。本文主要介绍分子诊断技术在COVID-19诊断中的应用，并梳理了目前的防控措施，旨在为疫情的防控提供参考。

关键词：新型冠状病毒肺炎;分子诊断;防控措施

中图分类号：R563.1                                  文献标识码：A                                DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.11.010

文章编号：1006-1959（2020）11-0027-04

Abstract：The novel coronavirus pneumonia （COVID-19） is caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 （SARS-CoV-2）， and is a highly contagious disease. There have been large-scale outbreaks of COVID-19 outbreaks in many countries and regions around the world， especially the asymptomatic infections are infectious， making the outbreak prevention and control more complicated and grim. COVID-19 has no vaccines and specific drugs， and early diagnosis and isolation and supportive treatment are the most effective measures at this stage. At present， the pathogenic detection of COVID-19 is mainly based on nucleic acid detection， and the diagnosis can be confirmed by combining clinical manifestations and serological immunoassay. This article mainly introduces the application of molecular diagnosis technology in the diagnosis of COVID-19， and combs the current prevention and control measures， aiming to provide reference for the prevention and control of epidemic situation.

Key words：Novel coronavirus pneumonia;Molecular diagnosis;Prevention and control measures

新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）引起[1]。SARS-CoV-2是属于β属的冠状病毒，呈球形或椭圆形，外层包膜上有棘突，电镜下呈皇冠状。SARS-CoV-2与SARS病毒的相似度约为79%，均通过血管紧张素转化酶2（ACE2）介导入侵人体细胞。研究发现[2]，SARS-CoV-2与ACE2的结合力约为SARS病毒的4倍，这可能也是COVID-19比SARS传染性更强的原因之一。美国约翰斯·霍普金斯大学调查数据显示[3]，截止2020年3月30日，全球新冠肺炎确诊病例已超78万例，累计死亡逾3.7万例。SARS-CoV-2对人类而言是一种全新的病毒，其疫苗和特效药还在研制中，提早诊断尽早隔离治疗是目前防治COVID-19最有效的措施。为此，本文对COVID-19的分子诊断技术和防控措施进行梳理，以期提高对COVID-19的认识，为疫情的有效控制提供理论依据。

1分子诊断技术在防控SARS-CoV-2 感染中的应用

1.1核酸检测  目前，SARS-CoV-2核酸检测方法主要包括高通量测序、PCR法、恒温扩增法、CRISPR检测法等。2020年1月17日，WHO公布《疑似2019新型冠状病毒感染病例实验室检测临时指南》[4]，权威指南建议：①收集上呼吸道样本、下呼吸道样本和血清样本等;②通过逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）进行COVID-19核酸检测;③仅在无法使用RT-PCR时建议使用血清学检测;④确诊患者在治疗过程中也应重复收集呼吸道样本用于核酸检测，以便确认病毒是否清除;⑤核酸检测在生物安全第二等级（BSL-2）设施中进行。实时荧光定量RT-PCR不仅是官方认可的SARS-CoV-2测定方法，也是目前的主流检测方法。中华人民共和国国家卫生健康委员会颁布的《新型冠状病毒肺炎实验室检测技术指南（第二版）》建议实时荧光RT-PCR对病毒基因开放读码框1ab（open reading frame 1ab，ORF1ab）和核壳蛋白（nucleocapsid protein，N）同时进行检测，同一份样本2个靶基因检测结果均为阳性方可确诊[5]。目前，已有多家公司研制出基于实时荧光定量RT-PCR的新型冠状病毒核酸诊断试剂盒，其中圣湘生物、达安基因、明德生物等公司的的试剂盒已通过国家药监局的审批。另外，各类核酸快速检测试剂也在此次抗疫中发挥重要作用，其中杭州优思达（恒温扩增-实时荧光法）、安邦生物（杂交捕获免疫荧光法）、上海仁度（RNA捕获探针法）的3款新冠病毒核酸快速检测产品已通过中国国家药监局的应急审批。雅培开发的基于核酸等温扩增技术ID NOW平台的新型冠状病毒病的分子即时检测在5 min即可获得检测结果，目前也已获得美国FDA授予的紧急使用授权。

1.2血清免疫学检测  目前投入使用的核酸检测试剂盒需要依赖相关PCR实验室及昂贵仪器，不合适供现场即时检测（POCT）。此外，基于荧光定量PCR法的新型冠状病毒核酸检测试剂盒用时基本至少在1～2 h，不适用于对乘客进行大规模检查，因为测试耗时较长，此类措施会阻碍正常运营。而基于等温扩增技术的新型冠状病毒核酸检测试剂盒操作简便，耗时一般在15 min左右，但需配备浊度仪检测以减少气溶胶污染，对引物要求高易造成假阳性，且LAMP属于日本专利，试剂开发受到限制，成本较高不适宜大规模排查检测。针对目前COVID-19疫情的防控，亟需一种检测准确，用时短，操作简单，成本较低，无需大型仪器的检测方法，用于在交通枢纽人群以及对密切接触人群进行大规模的初筛排查。

《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》将血清检测纳入COVID-19的确诊依据[6]。胶体金免疫层析检测技术，是以胶体金作为标记物应用于抗原抗体检测的一种侧向流免疫层析技术，通常用血清或血浆作为检测样本，在免疫学中己应用于多种传染病、寄生虫感染等的检测。该方法最大的特点就是便携性和快速响应性（15 min左右），操作简便，可提供现场即时检测（POCT），也不需要昂贵的仪器设备[7， 8]，定性检测时肉眼即可判读结果[9]。而且血清、血浆作为检测样本，血液样本采集便捷，一般血液样本含毒量低或者不含病毒，可以大大降低医护人员被感染风险。特别适合于广大出入境检验检疫机构、医院、检疫局等需要快速大规模检测和大范围普查。截至2020年3月30日，国家药品监督管理局已批准5个基于胶体金层析法的COVID-19血清学检测试剂盒，分别为和信健康、诺唯赞、广州万孚、英诺特、珠海丽珠。

2疫情防控措施

传染病的流行是指病原体由感染者排出后，经历适合的传播途径，再侵入易感者而形成新的感染，并不断蔓延扩大的过程。这其中涉及3个基本环节，即传染源、传播途径和易感者。防控疫情的基本原则就是隔离传染源、切断传播途径和保护易感人群。

2.1传染源  国家卫生健康委员会发布了《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》中首次明确，COVID-19传染源除了SARS-CoV-2感染的患者，无症状感染者也可能成为传染源[10]，这也使得疫情防控的形势更加严峻。无症状感染者是指那些没有明显COVID-19相关临床症状，而呼吸道标本SARS-CoV-2病原学检测阳性的患者。目前无症状感染者具有传染性是明确的，对于其是否具有较高传染性，正在研究中。Wlfel R等[11]研究显示，临床症状最轻时是患者释放大量病毒传染性最强的时期。Zou LR等[12]研究显示，17例COVID-19患者发病初期即检测到高数值的病毒载量，而研究病例所涉及的另一名无症状COVID-19感染者释放的病毒量与其他COVID-19患者相当。随着国内疫情防控态势的发展，无症状感染者成为现阶段的重要监测目标之一。2020年4月1日，我国卫健委首次将无症状感染者病例的数据列入每日通报，截至4月6日24时，接受医学观察的无症状感染者为1033例[13]。无症状感染者的比例是流行病学的一个非常重要的参数，是衡量病毒传播潜力的重要统计指标，为确认传染病的社会隔离策略的强度和范围提供依据。研究人员对钻石公主号邮轮上的COVID-19无症状感染者比例进行研究，发现确诊病例中有17.9%属于无症状感染者[14]。另有研究显示[15]，于2020年2月从武汉撤离的日本公民中，有4例（31%）确诊病例为无症状感染者。《Nature》对此发表特别报告——隐藏感染者（因症状轻微或无症狀未做SARS-CoV-2或记录）可能会导致新的疫情爆发[16]。

鉴于当前我国国内新发COVID-19病例数已经基本控制在较低水平，且多以境外输入为主，严格对境外输入人群（尤其疫情爆发地区）进行SARS-CoV-2检测，有效隔离观察，做好病例溯源，是目前隔离传染源的有效措施。

2.2传播途径  做好个人防护，切断SARS-CoV-2的传播途径，能有效避免SARS-CoV-2感染。目前发现SARS-CoV-2具有较强的人际传播能力，主要通过呼吸道飞沫和密切接触传播，密闭空间内存在气溶胶传播的风险[6]。根据《新型冠状病毒肺炎公众防护指南（第二版）》[17]，尽量避免到疾病流行地区、减少到人流量大的公共场所，建议外出佩戴口罩，重视个人卫生和习惯，保持社交距离，并且做好健康监控，是最有效的个人防护措施。4月4日，美国疾病控制与预防中心（CDC）对《新冠肺炎疫情公众预防指南》做出修订，建议美国民众在公共场合都要戴上布制口罩，以免传播冠状病毒。近日，中国医学科学院研究团队首次在恒河猴模型证实了SARS-CoV-2能通过结膜途径进行传播;SARS-CoV-2感染结膜1 d后即可在恒河猴的呼吸道和其他组织检测到病毒[18]，表明在疫情预防中需提高对眼睛保护的重视，尤其是医护人员等高风险人群，应尽量佩戴护目镜。

除了个人防护，《新型冠状病毒肺炎防控方案（第六版）》建议，全国分区分级精准防控，强化对重点场所（超市、机场、公共卫生间等公共场所和飞机、火车、地铁等公共交通工具）、机构（医院、学校等）的通风、消毒和体温检测等措施[19]。Ong SWX等[20]研究发现，环境是SARS-CoV-2潜在的传播媒介，定期消毒清洁能够有效抑制病毒传播。目前已在COVID-19患者粪便及尿液样本检测出SARS-CoV-2[6]，虽然消化道（粪-口）传播途径有待证实，但需做好排污措施，以杜绝可能经下水道传播的风险。只有切断SARS-CoV-2的传播途径，才能有效预防COVID-19的传播。

2.3易感人群  目前认为，人群普遍对SARS-CoV-2易感。Zhou F等[21]对武汉两家医院收治的191例COVID-19确诊病例进行调查研究，发现年龄较大、有败血症症症状、入院时有凝血问题等都使感染者的死亡风险增加，此类人群应注重防范，医护人员对于此类患者也应注意其可能存在预后不良风险。虽然官方发布指南明确指出所有人群都对SARS-CoV-2敏感，但从实际数据来看，儿童患COVID-19的比例比成人更低。2020年4月6日，美国疾病控制与预防中心（CDC）最新发布的一项针对儿童感染SARS-CoV-2病例的研究[22]，结果显示，儿童比成人更不容易出现COVID-19症状。王端等[23]对31例儿童SARS-CoV-2感染者反复检查后发现，其中7例儿童（4例无症状型，3例亚临床型）无临床症状及明显阳性体征。与普通呼吸道感染相比，儿童感染SARS-CoV-2的临床症状及体征无明显特异性，甚至可无临床症状。因此，不可忽视对于儿童的防护，同时，确定无症状儿童患者的传播能力对于指导制定控制疾病流行措施具有重要意义。

3總结

目前COVID-19的疫苗和治疗药物还在研发中，尽早确诊并进行隔离和治疗是现阶段最有效的措施。在COVID-19病原学分子诊断方面，主要以核酸检测为主，血清学免疫检测为辅。核酸检测最常用的方法是实时荧光RT-PCR技术，血清学免疫检测多基于胶体金免疫层析检测技术。面对此次COVID-19疫情的暴发，我国通过快速而有效的应急反应体系，再加上全国人民的积极响应和配合，国内新发COVID-19病例数已经控制在较低水平。但近期境外输入病例，特别是无症状感染者仍需加强检测与关注。相信随着新的诊断技术与诊断产品也将陆续出现，以及对新型冠状病毒的进一步了解、对疫情防控经验的进一步总结，有关COVID-19的诊治、防控措施将更加完善。

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收稿日期：2020-04-10;修回日期：2020-04-20

编辑/成森