大规模新型冠状病毒核酸检测需求下城市检测基地的流程设计及改进

曲林琳,郭伟刚,杨宗兴,陈雍哲,齐 翀,郑柏松,于得海, 王 莹,吴彤彤,张 诚，佟学颍,杨 晶,赵 靖△

1.吉林大学第一医院检验科，吉林长春 130021;2.通化市中心医院检验科，吉林通化 134000; 3.国家卫生健康委员会医疗管理服务指导中心，北京 100044;4.吉林大学第一医院转化研究院 ，吉林长春 130021;5.吉林省卫生健康委员会，吉林长春 130051

新型冠状病毒(简称“新冠病毒”)肺炎疫情发生以来，党中央、国务院多次对提高病毒核酸检测能力做出明确指示和战略部署。为贯彻落实国务院应对新冠病毒肺炎疫情联防联控机制发布的《进一步推进新冠病毒核酸检测能力建设工作方案》(国办发明电〔2020〕22号)[1]，吉林省通化地区城市检测基地于2020年12月29日通过验收并正式投入使用。为支援通化地区新冠病毒核酸检测工作，2021年1月15日，通化市卫生健康委员会紧急抽调60名核酸检验人员赶赴基地承担大规模新冠病毒核酸检测筛查任务。鉴于大规模新冠病毒核酸筛查旨在最短时间内精准发现新冠病毒感染者，从而控制疫情扩散，实验室要在保证检测质量的前提下使检测能力最大化。为此，2021年1月21日，国务院指导组和吉林省卫生健康委员会紧急抽调具有大规模新冠病毒核酸筛查经验的技术人员赴通化协助开展大规模人群筛查。本文总结了大规模新冠病毒核酸检测筛查工作中涉及的城市检测基地的仪器配置、人员配置及工作流程的设计及改进，为国内其他城市检测基地在可能出现的突发公共卫生事件下进行大规模核酸筛查提供参考。

1 实验室配置及最大检测能力

按照国务院应对新冠病毒肺炎疫情联防联控机制相关要求，城市检测基地检测能力应达到1万份/天(份按单样检测计算，人份按混样检测计算)，发生疫情时通过增加班次达到3万份/天。以通化地区城市检测基地为例，应配备满足相应检测能力的仪器设备、试剂耗材及人员。

1.1主要仪器设备配置 试剂准备区(一区)、样本制备区(二区)及扩增和产物分析区(三区)的仪器设备配置见表1。

表1 实验室主要仪器设备配置

1.2试剂耗材配置 核酸检测基地所需试剂耗材配置及备量原则见表2。

表2 试剂耗材配置及备量原则

1.3最大检测能力 疫情期间为应对大规模人群筛查，城市检测基地实验室以24 h连续工作模式运转，预留检测准备时间3 h/d(实验室消杀、试剂耗材准备、废弃物处理、人员交接等)，按实验室仪器设备配备数量，理论最大检测能力为3.5万份/天。

1.4人员配备

1.4.1检验人员配置 (1)人员资质及组织结构。所有检验人员应具备检验专业背景及PCR资质。核酸检测基地设负责人1名，质量主管和技术主管1名(可兼职)，各班次设组长1～2名；每个班次内指定专人兼职负责试剂耗材清点及请领，仪器管理，实验区内务如清场及消毒液配制、阳性结果记录等，见图1。(2)岗位及分工。疫情期间，实验室以8小时/班×3班的24 h运转工作模式，将60名检验人员分成3班，每班次分配人员及岗位分配见表3。

表3 每班次岗位分配及检验人员人数

图1 实验室组织结构及岗位设置

1.4.2人员配置优化 (1)人员培训、能力评估和确认。按照《关于进一步加快提高医疗机构新冠病毒核酸检测能力的通知》(联防联控综发〔2020〕204号)要求[2]，医疗机构和实验室要加强样本采集、保存和运输、样本接收整理、核酸提取、试剂使用、荧光定量等检测方法、结果报告、生物安全等全流程培训，确保各环节操作规范，进一步提高检测技术水平。为保质保量开展核酸检测工作，需要首先对人员进行实地培训，之后进行能力评估和确认，按照胜任、培训后上岗及不胜任3个层次进行分层次“以干带训”的培训，对于培训后仍不胜任者，可安排在相对简单岗位如样本前处理区工作。(2)细化岗位。经过调研发现，检验过程中影响核酸检测能力的主要限速点在于实验室人员岗位分工。以二区为例，大多数检验人员初到检测基地，对仪器和流程尚未完全熟悉，但需要一人兼多岗，即从加样、核酸提取到加反应体系都由一个人负责，如果其中一个环节不熟悉，则明显影响检测速度。因此，提出细化岗位，将每一区的工作划分成若干岗位，如样本制备区加样岗、核酸提取岗、加反应体系岗、样本管理岗，以便检验人员掌握和熟悉，并能有效减轻检验人员的心理压力和重复劳动。(3)补充辅助人员。为达到3.5万份/天的核酸检测能力，每8小时班次应完成近1.2万份，二区若有10名人员同时加样时5～6 h即能够完成，因此，需在前述岗位设置基础上向二区补充5名检验人员，考虑到三区结果分析的关键性，建议从前处理区或一区抽调。为补充前处理区和一区人员，保证样本前处理后供应到检测无间断紧密连接，建议每班次配备至少12名辅助人员，经过生物安全及工作流程培训后从事相应工作，分工及安排见表4。

表4 补充辅助人员后每班次岗位分配及改进

2 检验全流程设计及改进

大规模新冠病毒核酸筛查作为控制疫情扩散的主要措施之一，其筛查效率和质量对于新冠病毒感染者早发现、早报告、早隔离、早治疗至关重要。因此，实验室要预先制订一套检验流程，在满足核酸检测规范、保证检测质量的基础上，做到检验前、中、后全过程顺畅和不间断衔接。

2.1检测规范 开展新冠病毒核酸检测的实验室须满足实验室建设及技术规范的相关要求。在实验室建立新冠病毒核酸检测方法之初，应明确所使用检测方法和试剂的关键性能，包括精密度(重复性)、符合率和检出限[3]。

2.2质量控制 实验室通过室间质量评价(EQA)和室内质量控制(IQA)对新冠病毒核酸检测进行质量控制[4]。IQA包括检验前样本质量，检验中人员、实验室环境、仪器设备、试剂耗材、检测程序、每96孔板质控，以及检验后结果分析及报告质控，其中每96孔板扩增体系中包含至少1孔空白、2孔阳性质控、2孔阴性质控。

2.3检验前流程设计及改进 最大检测能力的前提是样本供应不间断，要求负责筹划采样和运送的相关部门人员事先周密策划，包括采样点个数、采样速度、运送车收样频率，以保证样本及时收集和运送。

2.4检验流程设计及改进 实验室接收到样本后，经过登记、拆袋、编号、核酸提取、反应体系、扩增及产物分析完成核酸检测工作。对这一系列工作进行流程设计和优化，有助于提升核酸检测效率，60名人员构成的核酸检测基地流程设计为流水线作业模式，见图2，流水线作业能够明显提高核酸检测效率，但由于人员有限，检验人员分散于检验中的各个流程，因承担样本前处理、试剂拆装准备等工作，难以在工作期间完全发挥检验效率。

图2 基础的流水线检测流程

2.4.1试剂准备区(一区) 负责试剂配制、扩增试剂分装到8连排PCR管内，以及为二区补充提取试剂和耗材等物品。待试剂准备和分装完毕，有1名人员进入二区工作。

2.4.2样本制备区(二区) 二区工作人员众多，流水线作业下，各岗位工作环节应紧密衔接、默契配合。二区组长应尽职责包括组织协调好各岗各步骤的衔接、按实际工作状况及时调整各岗位工作人数、监督二区人员的工作效率及对全部流程进行质量控制。(1)加样本人员。负责将待检样本按照预先编号依次加入提取试剂中，要求做到快速、准确，避免漏加、误加、重复加样。(2)核酸提取人员。负责操作提取仪，将加入待测样本的提取试剂(提取板)上机提取，同时将提取产物(核酸)转运至负责将核酸加入最终反应体系(8联排管)人员。(3)加PCR反应体系人员。负责将提取好的核酸溶液物加入PCR反应体系(8连排管)中。人数固定为2名，组长应根据实际情况调整其他2名队员加核酸提取物或样本。(4)样本管理及垃圾清运人员。负责转运样本进二区、收取和整理已加完的样本并向生物安全柜内供给待测样本和耗材；查找需复检样本；捆扎打包已报告阴性样本；捆扎转运二区医疗垃圾并至二区缓冲间内。

2.4.3扩增和产物分析区(三区) 负责操作实时荧光定量PCR仪、核酸样本上机及分析和审核PCR结果；通知三区需复检样本编号、上报阳性结果。三区工作时应注意如果待扩增样本不能立即上机检测，应将样本暂存于2～8 ℃冰箱。三区人员还应实时监测环境温度，以保证仪器运行平稳、高效。

2.4.4检验流程改进 在基础的流水线检测模式基础上，通过补充辅助人员协助样本前处理，并根据本班次样本量批量准备试剂耗材合理存放待用，辅助工作至少提前0.5 h开始，本班次工作正式开始后，一区人员至少留1名，其余到三区交接工作。改进后，检验人员全职在一区、二区、三区从事核酸检测，使得检测效率进一步提高。见表4、图3。

图3 改进后的检测流程

2.5检验后流程及改进

2.5.1结果审核和报告 《新型冠状病毒实验室检测专家共识》[5]强调严格审核报告，这关系到核酸筛查能力的质量和技术保障。实验室一方面结合扩增试剂说明书制订本实验室的审核及复检规则和程序，另一方面要求结果审核人员按照要求进行结果分析，并在审核记录、流程单及复检记录上签字。

2.5.2样本复检及报告 因病毒在大规模人群的总体流行率极低(<0.1%)，为提高检测效率，在第一轮可以采取10混1或者5混1混采检测技术[6]。对于扩增结果为阳性、灰区或单个靶标阳性的混采样本，应及时通知相关部门对该混采管的受试者进行单采复核检测。单采复核检测时应采集不同部位，并采取双试剂双检测系统：(1)考虑到感染的不同时期病毒在不同部位载量的差异，用于复核的样本类型建议同时采集双侧鼻咽、口咽拭子；(2)考虑到病毒基因序列发生变异，建议使用双试剂双检测系统进行复核，双试剂的选择原则为检出限及扩增区域不同。复核结果如均为阴性，按阴性结果报告；复核结果如为阳性，按阳性结果报告[5]。

2.5.3假阳性、假阴性原因及风险控制 在结果报告和复检时，可能会遇到假阳性或假阴性的风险，继而影响核酸检测质量。通过关注并控制假阳性或假阴性的常见原因，提高检测质量，减低复检率、提高检测效率。易造成假阳性和假阴性结果的主要原因及风险防控见表5。

表5 假阳性和假阴性结果的原因及风险控制

3 检测流程的信息化建设及改进

利用网络和信息化有助于提高大规模新冠病毒核酸筛查的质量和效率。本次大规模新冠病毒核酸筛查启用“全场景疫情病原体检测系统”对筛查人群进行信息化管理，应用电子化信息管理平台，登记待检者信息登记，采用扫码记录样本采集、运送、接收，以及混样阳性的挑选。

3.1检测前信息化管理 混采待检者采用信息化管理，即在确定混采方式后，为每个样本记录以下信息，包括混样对应的受检者姓名、身份证号、居住地址、联系方式；采样管编码；采样信息管理，包括每个采样队负责的样本编号、样本采集日期、时间、采集部位、类型、数量等；样本运送与交接信息管理，由于运送队负责收集分管片区多个采样队的样本，装入转运箱，并对不同采样队来源样本和转运箱进行电子化登记可有助于后续样本追踪，另一方面设置扫码开启转运箱，进而记录相关信息核对的动作。

3.2检测中信息化管理 实验室每4小时上报已检样本、待检样本数量，有助于实时掌握筛查样本的完成情况。

3.3检测后信息化管理 检测后信息化体现在混采阳性样本的报告、单采复查及追踪。对混采阳性的迅速锁定，缩短人群摸排时间。

3.4大规模核酸筛查信息化建设改进 大规模核酸筛查一般由几个指定的实验室共同承担，样本分配做到实时调控，按需、按检测能力合理分配，对于检测效率至关重要，因此，信息化管理中扩展样本流向查询(采集中、运送中、抵达××实验室)及单管条码化的功能更有利于检测及样本追溯。

4 检测流程运行相关支持文件

大规模人群筛查应急状态下，文件至少应包括人员管理、环境设施、仪器设备、检验程序、样本交接、检测质控及复检、结果报告相关文件记录：(1)人员管理相关文件如岗位职责、培训考核及能力评价记录等；(2)环境设施相关文件如环境温湿度记录、日常消毒记录等；(3)仪器设备相关文件如仪器设备使用、运行情况及保养记录、操作规程(SOP)等；(4)检验程序相关文件如检验方法的性能评价/确认记录；(5)样本交接相关文件如交接登记、不合格样本登记等；(6)检测相关文件如样本制备及扩增流程单、审核规则、复检规则、复检程序及记录等；(7)结果报告相关文件如结果报告流程尤其是疑似或阳性结果报告流程及记录；(8)实验室安全记录、差错事故或风险登记等。

文件的载体可为纸质或电子形式，以便于检验流程运行及岗位追溯为原则。

5 流程设计及改进后的效果评价

流程设计和改进后，核酸检测基地48 h完成71 617管，第4轮全民筛查44 h内完成72 096管，24 h平均检测能力为37 490管；二区加样人员每班次人均加样板数由原来的3板提高到14板；每班次穿防护服工作时间由原来的8 h，缩短到4.5 h。

6 结 语

为在大规模病毒核酸筛查中发挥城市检测基地最大检测能力，基地应有完整的制度，从组织管理、人员评估、仪器设备配置、各区岗位设置及工作流程方面做出细化安排，流程全过程以信息化为支撑，同时兼顾检验前样本采集、运送效率，目的是做到样本不间断供应下，实验室核酸检测全速进行，做到早发现、早报告、早隔离、早治疗。还应注意的是，大规模新冠病毒核酸筛查还要保证检测及报告质量，因此基地应充分注意检验人员技术培训、最大程度避免假阴性或假阳性、检测系统的最低检出限，以及混采阳性的单管追踪闭口等问题。相信随着经验不断积累，对于突发大规模人群筛查的应对能够更加自信、高效、有条不紊。