既是一流又是“三流”!揭祕“手撕”新型冠狀病毒的P3實驗室

“這裡是與病毒‘零距離’接觸的地方,整個實驗室完全密封,室內處於負壓狀態,我們喜歡用‘三流’來形容它,即人流、物流、氣流的單向流動,確保在裡面的汙染物不會洩漏到外面而造成汙染。” 廣東省第二人民醫院P3實驗室主任林劍國說,而“這裡”指的就是P3實驗室。

廣東省第二人民醫院每天400多份新冠肺炎核酸檢測就是在這裡開展的。

現在,讓我們一起來揭開省二醫P3實驗室的神秘面紗,看看新型冠狀病毒究竟在P3實驗室是怎樣被“揪出來”的?

揭秘一:前世今生

P3實驗室是生物安全防護三級實驗室,P是Protection的縮寫。整個實驗室完全密封,室內處於負壓狀態,從而使實驗室內部的氣體不會洩漏到外面而造成汙染,也就是“氣流”的單項流動。實驗室生物安全防護實驗室是指實驗室的結構和設施、安全操作規程、安全設備能夠確保工作人員在處理含有致病微生物及其毒素時,不受實驗對象侵染,周圍環境不受汙染。

根據微生物及其毒素的危害程度不同,分為四級,一級最低,四級最高。生物安全防護一級實驗室一般適用於對健康成年人無致病作用的微生物;二級適用於對人和環境有中等潛在危害的微生物;三級適用於主要通過呼吸途徑使人傳染上嚴重的甚至是致死疾病的致病微生物或其毒素;四級適用於對人體具有高度的危險性,通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明、尚無有效疫苗或治療方法的致病微生物或其毒素。廣東省第二人民醫院新冠病毒核酸檢測就是在P3實驗室進行的。

揭秘二:抽絲剝繭

核酸檢測是確診新冠肺炎的“金標準”,而檢測流程中的每一個環節都是精細活,容不得半點馬虎。在操作中,實驗員面對眼前的樣本,需要“一個一個地揭開蓋子,開蓋加樣和核酸提取”,這無疑是與“病毒”正面交鋒,現在來看省二醫的實驗員是如何一一過招的!

實驗室內的檢測流程可分為5個步驟:樣本進入“傳遞窗”——滅活處理——開蓋加樣和核心提取——擴增反應判斷結果——高壓滅菌。

① 樣本進入實驗室也有講究——“傳遞窗”隔離空氣。

採集的檢測樣本如咽拭子或肛拭子,在進入P3實驗室前就得先進入一個特殊的窗口——“傳遞窗”,這個窗口也叫做Air Lork,空氣鎖。顧名思義,與空氣有關,這個傳遞窗有不能同時打開的雙重門,保證傳遞樣本時帶進去的空氣被隔離在雙重門中,保證實驗室外的環境不受汙染。這也是“三流”中“物流”,樣本的命運起點,在這裡開啟它在實驗室中短暫的一生。

既是一流又是“三流”!揭秘“手撕”新型冠狀病毒的P3實驗室

“傳遞窗”也叫做Air Lork(空氣鎖)

② 檢測前的滅活處理——不一定但相對的安全。

樣本在水浴箱經半個小時56℃高溫滅活,這樣會使病毒蛋白不再有生理活性,失去感染、致病和繁殖能力,在對樣本進行檢測時相對安全,但是病毒蛋白的基因序列並沒有受到影響。

③ 檢測的核心環節——進行開蓋加樣和核酸提取。

廣東省第二人民醫院檢驗醫學部副主任技師胡亮杉是進入P3負壓實驗室完成設備調試、程序設定、試劑試用等前期準備工作的第一人。

據她介紹,在標本處理間,實驗員拿到滅活後的樣本時,第一個動作就是振盪,儘量讓拭子上的病毒洗脫在培養基溶液中,再靜置五分鐘進行沉澱。接下來就是開蓋加樣,必須人手操作,而且需要兩個人高度配合才能完成,一人擰開樣本罐蓋子,另一人拿著微量移液器在樣本罐中吸取微量溶液,放到另一個提取管裡,一個樣本對應一個提取管,再擰上管蓋。就這樣,400多份樣本要打開瓶蓋吸取轉移400多次,每一次都是實驗員與病毒面對面的“開撕”。

“樣本在開蓋轉移的過程中,病毒就非常容易暴露在實驗室的空氣中,近在咫尺,與我們幾乎就是零距離的接觸了。”胡亮杉說,“開蓋加樣的時候,拿著微量移液器的手往往因為戴著雙重手套,而顯得有些笨拙,可又不得不小心翼翼,再加上眼罩、面屏和生物安全櫃玻璃窗的三重阻隔,所有動作都顯得緩慢,手也因為動作的緩慢勞累而不時顫抖,經常是左手扶著右手完成加樣的。”

人工核酸提取的步驟更是複雜,考驗的是需要實驗員的耐心與謹慎。“核酸提取可以使用儀器輔助,但由於比對的需要,往往要加以人工操作,這需要反覆進行離心、加試劑、洗滌等10多個步驟,其中需要打開管蓋的操作就達7次以上,完成一例人工核酸提取要50分鐘左右。”胡亮杉說。

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標本處理間,在這裡進行開蓋加樣和核酸提取

④ 擴增反應——45個循環繪製熒光曲線判斷結果。

提取的核酸送到核酸檢測室內,就要上儀器了。提取的核酸加入到擴增試劑中,通過熒光PCR儀進行RT-PCR反應,先將提取的核酸逆轉錄成DNA,再以DNA為模版,對特定位點進行擴增,利用不同的溫度進行變性、退火和延伸,每個循環採集熒光值,45個循環後繪製熒光曲線,用時約110分鐘,實驗員根據熒光曲線分析判斷結果的陰性和陽性。

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通過核酸擴增儀進行擴增反應

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根據曲線和參數分析判斷結果

⑤ 汙染物的高壓滅菌處理。

實驗過程產生的汙物通過高壓滅菌後,按相關普通醫療垃圾處理。“物流”的終點在這裡就結束了。

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產生的汙物通過高壓滅菌後,按相關醫療垃圾處理

揭秘三:傾柯衛足

“三流”中的“人流”又是什麼?來看看工作人員是如何工作的。

首先在清潔區內穿戴中級防護服——通過緩衝間進入到實驗室內負壓工作間,在這裡進行標本處理,核酸提取及檢測——完畢後進行空間、表面消毒,按順序脫下防護服——通過淋浴間更衣後,回到清潔區。這些步驟一個都不能少!

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通過緩衝間進入到實驗室內

核酸檢測的主要宗旨是高效、有序和安全。其中安全是重中之重,尤其是工作人員的安全。為了確保安全,廣東省第二人民醫院採取了多種措施:

第一,人員的篩選,在抗疫的動員令下達後,許多人踴躍報名,經過重重篩選,留下來的都是身體健康的,訓練有素的年輕老手;

第二,崗前進行安全培訓,嚴格穿戴防護服,熟悉操作流程;

第三,進行嚴格的消毒滅菌制度,廣東省第二人民醫院P3實驗室管理員閆修魁全程負責,堅持每一天的消毒工作和核酸檢測工作;

第四,感控督導員制度,及時發現負壓區工作人員的不適或操作不當之處,並做必要處理,確保了工作人員的身心安全,並且能隨時和上級部門及其他科室做到有效聯絡。

既是一流又是“三流”!揭秘“手撕”新型冠狀病毒的P3實驗室

P3實驗室主任林劍國博士

到目前為止,P3實驗室未出現過生物安全問題,當然也與平時訓練有關。

揭秘四:棄偽存真

任何一個環節都不能忽視,任何一個環節出現問題都可能導致“假陰性”或“假陽性”。因此,為保障檢測的質量,檢測結果將經歷重重的比對與複核。

據介紹,檢測質量的保障措施在檢測前就已經開始了,樣本採集的醫務人員必須經過嚴格的培訓和考核才能上崗,樣本的質量與採集的技術密切相關,每一幀動作流程都必須按規定進行,樣本採集完後的護送工作都需按照嚴密的程序,由專人專道配送到實驗室。

在檢測過程中,實驗員保持始終如一的謹慎態度進行每一次測試,不錯過任何一個可疑樣本,針對可疑樣本,選用不同的試劑進行復核確定,以防止“假陰性”的出現;其次,每進行一批實驗,均會隨機插入三個以上空白對照,針對陽性樣本會進行病毒基因的測序比對,以防止“假陽性”的出現。

檢測後,定期隨機抽取檢測後的樣本送第三方實驗室進行檢測,對數據進行對比分析,同時也參加衛生部和廣東省臨床中心的室間質評,保障檢測的準確性。

揭秘五:所向披靡

P3檢測團隊目前有21人,實行一天三班制。在疫情非常時期,為了滿足檢測需求,縮短檢測時間,在原有團隊基礎上,從風溼免疫科、血液科等科室實驗室調配增加人員。“偵察兵”的檢測團隊70%以上是碩士以上學歷,均經過分子生物學的培訓和擁有PCR上崗證。

P3實驗室主任林劍國,2002年獲得華中科技大學傳染病學專業醫學博士,分別在美國疾控中心、Emory大學、Saint Louis 大學從事病毒發病機制及疫苗研製等方面工作達14年,在高致病性病毒的處理及生物安全方面積累了豐富的經驗。

實驗室嚴格遵照“新型冠狀病毒肺炎診療方案”及生物安全要求,檢測人員需在P3實驗室負壓密閉的空間裡穿著三級防護裝備,5個小時不吃不喝,甚至穿戴成人紙尿褲以解決上廁所的需要,隨時需要面對和克服因負壓差及嚴密裝備導致出現的頭暈、嘔吐等症狀。

不僅如此,檢測人員還要克服心理上的恐懼。咽拭子樣本是從疑似患者鼻咽部採集,可能含有較多新冠病毒,檢測人員從採樣罐裡拿出樣本時,在這樣密閉的環境中很容易藉助空氣傳播,但他們依然無怨無悔地戰鬥在前線,把好第一道關。

“他們與戰鬥在病房裡的醫護人員不同,他們藏在實驗室裡,每天與病毒近距離接觸,是別人看不見的‘最前線’。”廣東省第二人民醫院P3主任林劍國說。

既是一流又是“三流”!揭秘“手撕”新型冠狀病毒的P3實驗室

穿著三級防護裝備

既是一流又是“三流”!揭秘“手撕”新型冠狀病毒的P3實驗室

譽為“偵察兵”的檢測團隊

揭秘六:精益求精

林劍國介紹說,廣東省第二人民醫院P3實驗室的口號是3P, 平戰結合(Peacetime war),警鐘長鳴(Precaution),與時俱進(Progression)。

平戰結合:平時以科研為主體,定期進行應急演練,一旦有疫情發生,立即進入應急工作狀態。

警鐘長鳴:時刻保持清醒頭腦,密切注意全球及國內感染性疾病研究動向,做到防患於未然。

與時俱進:及時跟進國際新知識、新技術、新設備,以國際視野打造實驗室。

來源:廣州日報 文/廣州日報全媒體記者文字何雪華 通訊員陳淑華

圖/廣州日報全媒體記者圖片何雪華 通訊員陳淑華


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