新冠病毒在P3实验室究竟是怎样被“揪出来”的?
来源:科技日报 发布时间:2020-03-11 浏览次数:688

“这里是与病毒‘零距离’接触的地方,整个实验室完全密封,室内处于负压状态,我们喜欢用‘三流’来形容它,即人流、物流、气流的单向流动,确保在里面的污染物不会泄漏到外面而造成污染。”广东省第二人民医院P3实验室主任林剑国说,“这里”指的就是P3实验室。广东省第二人民医院每天400多份新冠肺炎核酸检测就是在这里开展的。

现在,我们一起来揭开广东省第二人民医院P3实验室的神秘面纱,看看病毒究竟在P3实验室是怎样被“揪出来”的?

 

揭秘一:前世今生

P3实验室是生物安全防护三级实验室,P是Protection的缩写。整个实验室完全密封,室内处于负压状态,从而使实验室内部的气体不会泄漏到外面而造成污染,也就是“气流”的单向流动。实验室生物安全防护实验室是指实验室的结构和设施、安全操作规程、安全设备能够确保工作人员在处理含有致病微生物及其毒素时,不受实验对象侵染,周围环境不受污染。

据微生物及其毒素的危害程度不同,分为四级,一级最低,四级最高。广东省第二人民医院新冠病毒核酸检测就是在P3实验室进行的。

 

揭秘二:抽丝剥茧

核酸检测是确诊新冠肺炎的“金标准”,而检测流程中的每一个环节都是精细活,容不得半点马虎。在操作中,实验员面对眼前的样本,需要“一个一个地揭开盖子,开盖加样和核酸提取”,这无疑是与“病毒”正面交锋,现在来看省二医的实验员是如何一一过招。

实验室内的检测流程可分为5个步骤:样本进入“传递窗”——灭活处理——开盖加样和核心提取——扩增反应判断结果——高压灭菌。

第一步,样本进入实验室也有讲究——“传递窗”隔离空气。
 


 

“传递窗”也叫Air Lock(空气锁)

采集的检测样本如咽拭子或肛拭子,在进入P3实验室前就得先进入一个特殊的窗口——“传递窗”,这个窗口也叫Air Lock,空气锁。顾名思义,与空气有关,这个传递窗有不能同时打开的双重门,保证传递样本时带进去的空气被隔离在双重门中,保证实验室外的环境不受污染。这也是“三流”中“物流”,样本的命运起点,在这里开启它在实验室中短暂的一生。
第二步,检测前的灭活处理——不一定但相对的安全。
 


 

标本处理间,在这里进行开盖加样和核酸提取。

样本在水浴箱经半个小时56℃高温灭活,这样会使病毒蛋白不再有生理活性,失去感染、致病和繁殖能力,在对样本进行检测时相对安全,但是病毒蛋白的基因序列并没有受到影响。

第三步,检测的核心环节——进行开盖加样和核酸提取。
 


 

通过核酸扩增仪进行扩增反应。

第四步,扩增反应——45个循环绘制荧光曲线判断结果。
 


根据曲线和参数分析判断结果。

提取的核酸送到核酸检测室内,就要上仪器了。提取的核酸加入扩增试剂中,通过荧光PCR仪进行RT-PCR反应,先将提取的核酸逆转录成DNA,再以DNA为模版,对特定位点进行扩增,利用不同的温度进行变性、退火和延伸,每个循环采集荧光值,45个循环后绘制荧光曲线,用时约110分钟,实验员根据荧光曲线分析判断结果的阴性和阳性。

第五步,污染物的高压灭菌处理。

实验过程产生的污物通过高压灭菌后,按相关普通医疗垃圾处理。“物流”的终点在这里就结束了。
 


 

产生的污物通过高压灭菌后,按相关医疗垃圾处理

 

揭秘三:倾柯卫足

“三流”中的“人流”又是什么?来看看工作人员是如何工作的。

首先在清洁区内穿戴中级防护服——通过缓冲间进入到实验室内负压工作间,在这里进行标本处理,核酸提取及检测——完毕后进行空间、表面消毒,按顺序脱下防护服——通过淋浴间更衣后,回到清洁区。这些步骤一个都不能少!
 


通过缓冲间进入到实验室内。

核酸检测的主要宗旨是高效、有序和安全。其中安全是重中之重,尤其是工作人员的安全。到目前为止,P3实验室未出现过生物安全问题,当然也与平时训练有关。

 

揭秘四:弃伪存真

任何一个环节都不能忽视,任何一个环节出现问题都可能导致“假阴性”或“假阳性”。因此,为保障检测的质量,检测结果将经历重重的比对与复核。

据介绍,检测质量的保障措施在检测前就已经开始了,样本采集的医务人员必须经过严格的培训和考核才能上岗,样本的质量与采集的技术密切相关,每一帧动作流程都必须按规定进行,样本采集完后的护送工作都需按照严密的程序,由专人专道配送到实验室。

在检测过程中,实验员保持始终如一的谨慎态度进行每一次测试,不错过任何一个可疑样本,针对可疑样本,选用不同的试剂进行复核确定,以防止“假阴性”的出现;其次,每进行一批实验,均会随机插入三个以上空白对照,针对阳性样本会进行病毒基因的测序比对,以防止“假阳性”的出现。

检测后,定期随机抽取检测后的样本送第三方实验室进行检测,对数据进行对比分析,同时也参加卫生主管部门和广东省临床中心的室间质评,保障检测的准确性。

 

揭秘五:所向披靡

P3检测团队目前有21人,实行一天三班制。在疫情非常时期,为了满足检测需求,缩短检测时间,在原有团队基础上,从风湿免疫科、血液科等科室实验室调配增加人员。“侦察兵”的检测团队70%以上是硕士以上学历,均经过分子生物学的培训和拥有PCR上岗证。
 


誉为“侦察兵”的检测团队。

P3实验室主任林剑国,2002年获得华中科技大学传染病学专业医学博士,分别在美国疾控中心、Emory大学、Saint Louis 大学从事病毒发病机制及疫苗研制等方面工作达14年,在高致病性病毒的处理及生物安全方面积累了丰富的经验。

实验室严格遵照“新型冠状病毒肺炎诊疗方案”及生物安全要求,检测人员需在P3实验室负压密闭的空间里穿着三级防护装备,5个小时不吃不喝,甚至穿戴成人纸尿裤以解决上厕所的需要,随时需要面对和克服因负压差及严密装备导致出现的头晕、呕吐等症状。

他们与战斗在病房里的医护人员不同,他们藏在实验室里,每天与病毒近距离接触,是别人看不见的‘最前线’。”广东省第二人民医院P3主任林剑国说。

 

 文中图片均由作者提供

科技日报记者 龙跃梅 

 

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