臺大醫院急診部主治醫師 曾文斌醫師/陳世英醫師

日韓檢疫措施與臺灣的差異,會因為該國疫情擴散的速度、方式,和因應疫情的總體策略而有不同,不能僅以篩檢總量和確診數來判斷該國的檢疫量能。

當新興傳染病還不能確認致病原,就只能倚靠流行病學與臨床條件來定義疑似病例和可能病例;再根據上述條件,讓有暴露風險的無症狀民眾實施居家檢疫,並安排表現出臨床定義症狀的病人住院隔離,配合旅遊警示與邊境管制,防堵疫病的社區擴散。

因為醫療診斷科技的進步,科學界很快鑑定出這次引發肺炎的致病原是新型冠狀病毒COVID-19,並迅速發展各種分子生物學與血清學快速診斷工具,協助第一線醫師診斷感染病例,有效率地決定病人分流與治療動向。目前各種篩檢所使用的檢測方式,大致可分為 (1)檢測病毒核酸的各種類聚合酶連鎖反應(polymerase chain reaction)法、(2)檢測人體感染後所產生的特異性抗體、以及(3) 檢測病毒指標蛋白的快速即時性檢驗。每種檢測法都有優點與侷限,在疫情初期,各種檢測法的準確度因為缺乏黃金標準診斷(gold standard diagnosis)而難以比較(表一)。

表一、新型冠狀病毒檢測方法

檢測方法主要檢體檢測時間定量/定性敏感度優缺點範例
即時反轉錄聚合酶連鎖反應
(Real-time RT-PCR)
主要:鼻咽、咽喉、下呼吸道
其他:血液、尿液、糞便
4-6小時定量
(但易受採檢技術影響而降低)
需於檢驗室由醫檢師操作,所需時間較久臺灣、日本
巢式反轉錄聚合酶連鎖反應
(Nested RT-PCR)
主要:鼻咽、咽喉、下呼吸道
其他:血液、尿液、糞便
4-6小時定量
(但易受採檢技術影響而降低)
1.可進一步提高檢測的敏感性及特異性
2.檢驗技術員操作過程較繁瑣
日本
多重反轉錄聚合酶連鎖反應
(Multiplex RT-PCR
鼻咽、咽喉、下呼吸道1-2小時定性/半定量高-中
(同樣易受採檢技術影響而降低)
1.可較快獲得結果
2.可同時檢測其他病原體核酸
韓國
反應抗體快速檢測血液(全血、血漿、血清)15分鐘定性1.可於採檢現場直接操作,安全方便快速
2.使用血液檢體,降低採檢人員遭受病人飛沫噴濺的風險
3.由於人體抗體反應出現較慢(約發病後5-7天),不適用於疾病最早期的診斷
中國、德國
病毒抗原快速檢測鼻咽、咽喉、下呼吸道15分鐘定性
(同樣易受採檢技術影響而降低)
1.可於採檢現場直接操作,安全方便快速
2.相對於聚合酶連鎖反應檢測法可以放大病毒核酸,敏感度可能較低
臺灣 (中研院研發中,尚未臨床使用)

即使臨床上有不同檢測法可篩檢新興傳染疾病,但是檢測速度、檢測量能、疫情擴散程度、整體醫療資源與國家疫情因應的總體策略,卻可能影響一個國家的篩檢總量

當檢測資源有限,疫情防堵期多優先篩檢高流行病學風險的病人。隨著實驗室增加檢驗量能,再逐步擴大至風險相對較低的族群。但是當社區出現大量疫情、進入減災期,且實驗室的檢驗資源有限,將會優先協助病人分流以利治療決策:進入急診、門診的病人需要住院分流 ,故應優先篩檢呼吸衰竭病人、肺炎病人和未明特定感染原因的發燒病人。

臺灣和韓國在2003年和2015年,分別有處理SARS與MERS疫情的經驗,相較之下,日本在防堵疫情初期只檢測有國外旅行史或接觸史的民眾。當日本發生明顯的社區感染即採用減災策略,使用即時反轉錄聚合酶連鎖反應法(real-time RT-PCR)檢測可能變成重症的發燒或老年病人。因此,相對於臺灣及韓國,日本總人口數近一億三千萬卻有較低的檢測數量。

韓國因為很快就爆發社區感染,而出現大量受新冠病毒感染的病人,但政府仍希望能控制疫情擴散,所以產生大規模檢測社區民眾的需求。因此,韓國迅速通過多家民間生技公司所發展的聚合酶連鎖反應試劑,與儀器的使用執照,特別是可快速在1至2小時內獲得定性檢驗結果的多重反轉錄聚合酶連鎖反應檢測試劑(Multiplex RT-PCR),配合廣設篩檢站,甚至推出「得來速篩檢站」,民眾只要開車到指定地點,打開車窗即可完成問診、測量體溫與篩檢,大幅縮短民眾就醫接受篩檢所耗費的時間,因此一天可達到上萬的檢測量能。

目前臺灣的篩檢試劑與日本類似,以即時反轉錄聚合酶連鎖反應為主,但操作上,是在醫院由醫師採取咽喉或鼻腔的檢體,而後交由醫檢師在檢驗室中分析,一般需要花費4-6個小時才能完成。由於臺灣目前仍無本地大規模社區疫情,主要是防堵策略,故僅需篩檢具有旅遊接觸風險的民眾,尚不需要如韓國一樣大量檢測社區民眾,因此臺灣目前的檢測量自然遠較韓國為低。不過政府為了因應未來可能出現的社區疫情,也正持續擴大採檢量能與檢驗院所,目前已陸續規劃指定社區採檢院所167家、重度收治醫院50家與30個檢驗機構,為將來減災所需擴大的檢測量能預做準備。而中研院近期更於實驗室中發展出病毒抗原快速檢測法,預期將能大幅減少篩檢時間至15分鐘,有助於第一線醫師診斷與治療病人的決策。

目前(3/16)尚未有大規模的研究報告,可以比較各種檢測新冠病毒方法的敏感度。但是除了血清抗體檢測,所有以呼吸道檢體所檢測的病毒核酸或是抗原,檢測結果都會受到採檢部位、採檢技術、檢測方法所能偵測的最低病毒量,與當時病人呼吸道所存在的病毒量高低所影響。特別是病人感染初期仍屬於低病毒量的潛伏期間,就可能出現初次甚至第二次採檢都呈現陰性反應(驗不到病毒),等到病人呼吸道持續增加病毒量、出現臨床症狀之後,才會檢驗出新型冠狀病毒。

中國醫藥大學醫學檢驗生物技術學系 林振文教授/蔡淯淇博士生

臺灣在2003年遭受嚴重急性呼吸綜合症冠狀病毒(SARS-CoV)入侵,發生社區流行及醫院群發感染事件,共有346例SARS病例。南韓在2015年境外移入中東呼吸綜合症冠狀病毒(MERS-CoV)案例,引起院內感染等疫情,共有181確診病例,其中31人死亡。然而,全世界感染SARS和MERS的案例來看,可以發現這兩株冠狀病毒並未在日本地區大規模流行;可能因此,日本當地篩檢高病源(highly pathogenic)冠狀病毒之技術、設備及實驗室並不多。

當2019年發生新型冠狀病毒疫情(2019-nCoV,國際病毒分類學委員會[ICTV]命名為SARS-CoV-2,WHO定名該病毒為COVID-19),台灣及韓國有之前處理SARS和MERS疫情的相關醫療經驗,即時作出判斷,補強檢測環節。日本方面,先期使用巢式反轉錄聚合酶連鎖反應(Nested RT-PCR)檢測,隨著即時反轉錄聚合酶連鎖反應(real-time RT-PCR)納入普檢測項目,縮短檢測時間,只要4到6小時,就可知道結果。但是,鑽石公主號事件時,全日本僅有80個檢測點,一天只能處理1,500件檢體。日本尚未普及化使用即時反轉錄聚合酶連鎖反應,需要篩檢大量疑似病患,超過各檢測點的負荷,以致篩檢時間長且篩檢量低。此外,台灣和日本認定的疑似感染個案,需符合一定通報流程和條件,才能篩檢,也是篩檢量較韓國少的因素之一。

目前檢測COVID-19病毒方法大都針對COVID-19病毒RNA基因組的獨特序列,以核酸擴增測試(nucleic acid amplification tests, NAAT)進行反轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR);必要時,以核酸定序進行確認。台灣衛生福利部疾病管制署檢驗及疫苗研製中心提供2019-nCoV病毒核酸檢測手冊,讓合約醫院檢驗單位遵循其方法與步驟,檢測COVID-19病毒。採集痰(sputum)、糞便(stool)、咽喉拭子(throat swab)、血清(serum)、血漿(plasma)等檢體,在生物安全第二級實驗室(BSL-2)或同等設施的生物安全櫃中萃取病毒RNA,來檢測病毒基因,包括N、E和RdRP基因,擴增該標的基因的核酸,以帶有螢光標記的DNA探針結合PCR產物,在DNA聚合酶反應時,即時偵測螢光訊號反應,來判讀結果是否為陽性。若該檢體對COVID-19病毒基因組上至少兩個不同靶標的NAAT陽性結果,才確認為感染病例。韓國採認多家生技公司所研發檢測COVID-19病毒試劑,如Powerchek 2019-nCoV Real-time PCR kit、Allplex 2019-nCoV Assay、DiaPlexQ Novel Coronavirus及STANDARD M n-CoV Real-Time Detection等,大都採用即時定量反轉錄聚合酶連鎖反應方法。比較特別的是,Allplex 2019-nCoV Assay,結合全自動化儀器,從萃取純化病毒RNA到螢光分析,可以在同一台儀器完成整個流程。大幅舒緩醫護人員的人力需求,同時能處理更多檢體。

以目前所公布之標準檢測方式,其精準度是相近的,大多是以即時反轉錄聚合酶反應,結合螢光標記DNA探針檢測系統為主,設計高保留及專一的標的目標基因之引子及探針(probe)序列,皆有高精準度和靈敏度。第一次篩檢為陰性結果,而第二次篩檢卻為陽性的案例,主要是考慮到採樣時機與方式。COVID-19主要感染下呼吸道,加上冠狀病毒感染初期潛伏期長,一開始會躲避宿主之免疫系統以複製病毒,僅採集鼻咽喉拭子(nasopharyngeal swab)或咽喉拭子等上呼吸道樣本時,其含病毒量可能偏少,不易檢出,因此對於高風險感染COVID-19的患者,即使獲得一個或多個陰性結果,並不能排除可能感染COVID-19。建議收集測試其他樣本(包括下呼吸道樣本),或是在後續時間,重新採集鼻咽喉拭子或咽喉拭子樣本,來追加篩檢。

國立台灣大學醫學院醫學檢驗暨生物技術學系 蘇剛毅副教授

隨著防疫政策的不同,各國疫情也在轉變中,鄰近日本與韓國在篩檢量以及確診數上和台灣有所差異[1] ,而民眾每天面對媒體所提供的資訊量龐大,數據解讀上也增添困惑,要如何面對、採納或解讀,確實需要協助。站在檢驗角度而言,有些觀點提供大家參考:第一、篩檢量多寡取決許多因素,包括防疫政策面與檢驗技術面。政策上,要設定標準來決定哪些個體應受篩檢,取決於各國對於當地疫情的風險評估。需要無差別廣泛篩檢、針對具接觸史高風險個案篩檢或針對具有發病症狀個案篩檢,都是防疫單位根據疫情發展所做決定。

篩檢的標準除了影響篩檢量,也衝擊各國在流行病學上如何統計疾病發生率及疾病死亡率,因此,決策必須要多方考量;技術上,篩選量多寡必須考量到防疫單位的積極程度與檢驗單位的醫檢量能。是否積極開發建立檢驗技術,以及是否投入足夠硬體設備和醫檢師人力,對於各國疫情控制會有重大影響。

第二、篩檢方式與檢驗精準度的考量,影響一般大眾對於醫療系統的信賴感。然而,我們必須了解,檢驗流程其實包括檢驗前檢體採集、檢驗中測試進行、檢驗後報告傳遞(圖一),以及臨床端是否正確接受到結果,以上都大大影響了後續的個案處置和防疫措施。民眾比較陌生的是檢驗方式與精準度,目前各國檢驗病毒大多採用即時聚合酶反轉錄鏈鎖反應(real-time RT-PCR)的方式,此法是目前眾多方法中被認為在敏感度、特異性、準確度、穩定性多方考量下的首選[2, 3] 。再加上檢驗過程中,品管與判讀標準化及病毒特異探針(probe)一致化,對於一個訓練合格醫檢師,其結果再現性是非常高的,各國應該差異不大。那麼,為什麼結果的精準度仍然會受到挑戰?事實上,我們必須正視檢驗前採樣與前處理的有效性,採樣位置適當且順利採到含有病毒的樣本對檢驗結果影響甚鉅,而這部份是有客觀上的困難,這也是為什麼建議三採三驗來排除採樣誤差,因此,對於不同次採檢檢驗結果不一致,或由陰轉陽,我們應該有所認知且知所追蹤。

日韓檢疫措施與臺灣的差異

圖一、檢驗流程圖

對於一般社會大眾面對龐大且複雜的媒體資訊,在沒有醫學專業背景下,應有怎樣的認知?第一、篩檢數量多寡,決定因素非常多,在疫情正常控制的情況下,篩檢量是一個通盤考量下的結果,不代表對疫情忽視或檢驗技術差異;第二、對於許多新穎檢測技術的開發,除抱持樂觀態度外,不應立刻推翻既有穩定檢驗流程與方式。防疫篩檢考量的不是只追求敏感度,低敏感度會有防疫漏洞,高敏感度帶來的偽陽性亦會造成民眾恐慌、浪費後端醫療資源。再者,篩檢在精準與時效上需要有所權衡,檢疫人員與醫護人員對個案的處置非常仰賴檢驗結果,在疫情延燒時尤最。任何新檢驗技術,在方法學上仍需要進行分析確效與臨床確效的試驗,才適合使用於第一線[4] 。第三、疫情期間,檢驗陰性仍需要警戒,畢竟沒有一個檢驗方法或是檢驗流程是完美無缺,仍要搭配自身對健康狀況與症狀表現的警覺與配合政府防疫措施。第四、面對大量資訊釋出,民眾可能較難判定真偽,或者不知該如何解讀,在沒有查證管道下,建議仍以政府防疫政策資訊為主。最後要強調的是,我們要更加重視實驗室檢驗在防疫中的角色,這影響的是所有後續醫療行為與疫情管控,台灣醫檢技術非常成熟,然而,需要挹注更多資源來提升檢驗量能、培育人才來支援,以因應類似疫情。

參考文獻

[1] HealthMap of the Coronavirus Outbreak

[2] Binnicker MJ: Emergence of a Novel Coronavirus Disease (COVID-19) and the Importance of Diagnostic Testing: Why Partnership between Clinical Laboratories, Public Health Agencies, and Industry Is Essential to Control the Outbreak. Clin Chem 2020.

[3] Frequently Asked Questions on COVID-19 Testing at Laboratories

[4] Irenge LM, Dindart JM, Gala JL: Biochemical testing in a laboratory tent and semi-intensive care of Ebola patients on-site in a remote part of Guinea: a paradigm shift based on a bleach-sensitive point-of-care device. Clin Chem Lab Med 2017, 55(12):1881-1890.

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