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新型冠状病毒SARS-CoV-2基因检测及其影像学对照

2020-05-23雷松菁王刚平周刚宋旭周志厚王伟光李晶晶

分子诊断与治疗杂志 2020年3期
关键词:核酸试剂盒阴性

雷松菁 王刚平 周刚 宋旭 周志厚 王伟光 李晶晶

全球暴发流行的新型冠状病毒肺炎(Corona virus disease 2019,COVID-19),其病原体是严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)[1],是近年来发现的第7种能感染人的冠状病毒[1,2],传染性强,人群普遍对其缺乏免疫力,WHO 已经将此次疫情列为国际关注的突发公共卫生事件[3]。目前对其研究尚处于起步阶段,COVID-19 病例RT-PCR 呼吸道或血液标本检测SARS-CoV-2 核酸阳性[4],或测序与已知SARS-CoV-2 高度同源。核酸PCR检测时间长在一定程度上影响了大范围疑似人群的快速预检分诊,可能导致漏诊;薄层CT扫描普及性高,检查快速,对筛查和初步诊断有重要作用[5]。本组对收集的23例SARS-CoV-2 阳性患者核酸检测、临床及影像学资料回顾性分析,以期为COVID-19 防治及后续研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2020年1月25日~2020年3月18日期间实时荧光RT-PCR 方法检测样本6578 人份,以23例SARS-CoV-2 核酸阳性患者作为研究对象,日照市人民医院19例,其中无症状感染者3例,威海卫人民医院4例,COVID-19 确诊20例,均有流行病学史,核酸检测302次,CT 检查57次。

1.2 核酸提取及产物扩增

新型冠状病毒2019-nCoV 核酸提取或纯化试剂盒(磁珠法)、Smart32 全自动核酸提取仪、核酸检测试剂盒(荧光PCR法)购自中山大学达安基因股份有限公司,检测SARS-CoV-2 开放读码框1a/b(Open reading frame 1a/b,ORF1a/b)、核衣壳蛋白(Nucleocapsid protein,N)基因,取200 μL 液态样本核酸提取,扩增采用ABI7500 荧光定量PCR 仪,(美国Thermofisher 公司)。

1.3 核酸检测质量控制及结果判读

质量控制采用每批次样本同时检测广州邦德盛生物科技有限公司2019-nCoV RNA 第三方液体室内质控品低值S1、检测试剂盒内源性检测系统(内标,IPC)、阴性质控品和阳性质控品检测。单个样本结果循环阈值(Cycle threshold,Ct 值)参考值参照试剂盒要求:①当IPC曲线S型扩增,且ORF1a/b和N 基因同时扩增阳性时(Ct≤40),可判断样本SARS-CoV-2 核酸阳性;②当IPC曲线S型扩增,且ORF1a/b和N 基因均无明显扩增时(Ct>40),可判断样本SARS-CoV-2 核酸阴性;③当IPC曲线S型扩增,ORF1a/b 或N 基因单通道扩增阳性时(Ct≤40),重新采集标本复核,复核结果一致时,可判断为样本SARS-CoV-2 核酸阳性,报告ORF1a/b 或N 单基因阳性;复核结果为双基因均阴性时,可判断为样本SARS-CoV-2 核酸阴性。④当IPC曲线无明显S型扩增时,提示核酸提取失败,需重测该样本;若重测后IPC曲线仍无明显扩增,需重新采集标本进行检测。

1.4 影像学

CT扫描采用德国西门子Sensation 16 排螺旋胸部薄层平扫,深吸气后屏气扫描,120 KV,层厚5 mm(薄层1 mm),仰卧位横断面螺旋扫描,自胸腔入口到肺下界膈面,扫描机架倾斜角度0°,扫描层厚5 mm,分析胸部CT 影像学特征及动态变化。

1.5 统计学方法

通过SPSS 23.0版(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)统计软件进行数据分析,计数资料采用例数或百分比表示,P<0.05 差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床特征

检测样本6578 人次,23例SARS-CoV-2 感染核酸阳性,年龄5~63岁,男性∶女性13∶10,均有流行病学史,其中无症状感染者3例(13.0%),确诊COVID-19 患者20例(87.0%)。确诊COVID-19 患者20例中,发热20例,体温37.3℃~39℃,咳嗽14例,胸闷7例,乏力9例,腹泻2例。潜伏期2~24天,轻症型7例(成人轻型5例,儿童轻型1例,青年轻型1例);普通型13例,均为成年型,无重型和危重型。

2.2 SARS-CoV-2 核酸检测结果

SARS-CoV-2 阳性23例核酸检测同时满足4重质量控制均合格,ORF1a/b、N 基因检测试剂盒内标IPC和阴性、阳性质控品检测及第三方S1 低值室内质控品质控均合格。本组23例均动态检测咽拭子、鼻试子、痰液或粪便液态样本SARS-CoV-2 核酸,ORF1a/b、N 基因阳性,痰标本的病毒含量和检测效果高于鼻咽拭子标本,ORF1a/b、N 基因阳性持续时间6~35天,粪便N 基因比痰和鼻咽拭子持续时间长。

2.3 COVID-19 患者影像学与核酸结果对照

23例SARS-CoV-2阳性CT扫描显示,9例(39.1%)CT扫描无异常,14例(60.9%)CT扫描发现病变。20例COVID-19 中30.0%(6/20)临床有呼吸道症状,但CT扫描未见异常,70.0%(14/20)肺脏影像学改变,1例密切接触史11天、出现症状第9天、CT 在影像学改变7天SARS-CoV-2 核酸检测方才阳性。本组结果显示,不同患者SARS-CoV-2核酸检测ORF1a/b、N 基因阳性与CT 影像学无明显正相关,SARS-CoV-2 阳性但可双肺未见明显异常(图1A、B),而双肺典型COVID-19 影像学改变但SARS-CoV-2 病毒载量可低于影像学无明显异常者(SARS-CoV-2 之ORF1a/b、N 基因扩增曲线Ct值数值大)(图1C、D)。

2.4 COVID-19 影像学表现及动态随访

图1 COVID-19 胸部影像学与SARS-CoV-2 核酸结果对照Figure1 Comparison of the results of COVID-19 Patients chest imaging and SARS-CoV-2 nucleic acid

14例CT 异常者中71.4%(10/14)表现为毛玻璃影,71.4%(10/14)双肺斑片状阴影,14.3%(2/14)铺路石征,35.7%(5/14)细网格征,28.6%(4/14)实变,7.1%(1/14)双肺片状GGO 伴节段性肺实变1例,57.1%(8/14)晕征,7.1%(1/14)小结节成呈反晕征;35.7%毛玻璃影伴小叶间隔增厚(5/14);35.7%(5/14)支气管扩张(充气征),14.3%(2/14)双肺弥漫性毛玻璃影伴支气管充气征;35.7%(5/14)小血管增粗影。92.8%(13/14)位于外周带,78.6%(11/14)下叶后基底段,78.6%(11/14)有两个或多个肺叶受累,78.6%(11/14)有双侧病变。20例COVID-19 患者均行多次重复CT扫描动态观察,CT 随访2~5次,3~14 d,平均8.7 d,60%(12/20)进展轻或中度,表现为肺混浊程度和密度增加,早期多发小斑片影及间质改变,肺外带明显;后进一步发展为双肺多发磨玻璃影、浸润影,节段性肺实变。见图2。

3 讨论

SARS-CoV-2 是一种新型β 属冠状病毒,是继α-冠状病毒的HCoV-229E和HCoV-NL63,β-冠状病毒的HCoV-OC43、HCoV-HKU1、SARS-CoV和MERS-CoV 之后,冠状病毒科中的第七个感染人类成员[2]。我国将新型冠状病毒肺炎纳入法定乙类传染病,并采取甲类传染病的预控措施[6]。本组病例潜伏期2~24天,其中1例解除14天隔离观察期后10天发病,对COVID-19和SARS-CoV-2 认识随着病例的增多而深入。

图2 COVID-19 影像学表现Figure2 Image manifestation of COVID-19

CT 等影像学技术在COVID-19 早期诊断、疾病分期分级、治疗指导、疗效评价及动态观察中具有重要价值,主要以胸部高分辨率CT(HRCT)为主,层厚可≤1 mm,是当前筛查与诊断COVID-19的主要手段之一[6]。部分患者早期胸部CT 就表现出典型的肺炎特征,双肺多发磨玻璃影,伴支气管充气征、部分实变和小叶间隔增厚,“铺路石征”及血管影增粗。急性期病变密度相对均匀,吸收期不均匀致密影多见,文献报道约30%~40%患者CT 影像特征符合COVID-19 表现,但核酸检测阴性。SARS-CoV-2 核酸检测技术影响因素较多,包括受检测试剂、判读标准、病毒感染病程病毒载量不同以及试子取样方法等,不同厂家产品质量和稳定性差别也会影响检测效果。

SARS-CoV-2 核酸检测阳性病人,本组高达39.1% HRCT扫描阴性,这是由于SARS-CoV-2 潜伏期长,感染患者可以呈现完全正常的CT扫描。本组COVID-19 患者一般1~5天CT扫描才显示病变,需动态随访HRCT。而影像学异常,SARSCoV-2 核酸检出的时间也不一样,本组1例9天后鼻试子、咽拭子、痰和粪便多样本核酸检测才检出。本组结果显示SARS-CoV-2 核酸结合HRCT能明显提高确诊率。SARS-CoV-2 的攻击目标主要是Ⅱ型肺泡上皮细胞因此患者下呼吸道症状和影像学明显[7],这也解释了本组痰比鼻咽拭子核酸更易检出。SARS-CoV-2 也可攻击消化道,引起腹泻、恶心、呕吐等症状[8-10],但较少见,也可神经系统损害出现相应症状[10]。建议SARS-CoV-2核酸检测的样本多样,多次动态检测。核酸检测阳性往往滞后,本组1例CT 异常后7天核酸检测才阳性,1例潜伏期24天核酸检测才阳性,故,COVID-19应遵循临床症状、影像学和核酸分子学诊断三结合。

解剖病理学显示双侧弥漫性肺泡损伤伴纤维粘液性渗出,肺透明膜形成,肺水肿,间质淋巴单核细胞浸润[11-12]。SARS-CoV-2 通过受体ACE2 进入细胞,并利用丝氨酸蛋白酶TMPRSS2 激活S 蛋白[13],进入细支气管上皮细胞引起肺间质改变,包括肺小叶内、肺小叶间及小叶中心间隔改变,胸膜下间质增生,血管周围水肿,进而累及肺泡,上皮脱落和肺透明膜形成[12,14]。本组CT 薄层扫描显示COVID-19 最常见的表现为双侧磨玻璃影以及伴发影像学改变,如伴发支气管充气征、小血管增粗影,伴实变影,伴小叶间隔增厚网状改变,在双肺外带,以下肺多见,主要分布在肺的后部和周围。实变可作为疾病进展标志。影像学COVID-19随访首选胸部HRCT[14-15]。本组CT 显示由磨玻璃影向斑片影及实性进展,密度增加,范围增大,吸收与新发病变混合,“此起彼伏”征象,新发与吸收混杂。本组无重症期危重症病例。

SARS-CoV-2 核酸检测联合CT扫描、流行病学史可以提高COVID-19 的检出率,病毒载量与影像学不成正相关,COVID-19和SARS-CoV-2 发现时间较短,目前尚缺乏无动物模型进行相关验证性实验,本组病例较少,这需要多中心研究者贡献样本量继续深入研究。

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