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病毒采样拭子的评估试验初探

归去来兮 2020-10-9 104人围观 技术

    采样作为检测的第一个环节,采样质量的高低直接影响后续一系列检测的结果,而这个环节也是最容易被忽视的,专门的研究也很少。大部分标准里对采样只有一个大概的要求,有些标准里泛泛的提到了采样拭子的材质。作为一个爱钻牛角尖的检测直男,不禁发出了一系列的灵魂拷问:为什么不推荐棉质拭子?棉拭子到底差在哪?不同品牌的尼龙拭子在性能上就完全一样吗?实验室该怎么去评价采样拭子呢? 鲁迅曾经说过“何苦胡思乱想,干就完了!”于是我花了几个月的时间去构思试验方案,试验断断续续做了2个月,在国庆节写出来跟大家分享,大家酌情打个赏吧。



一、采样拭子的相关规范

国家卫健委《新冠肺炎实验室检测技术指南(第三版)》中标本采集方法中规定:

不知为何在后续的版本中把拭子材质的规定删除了。但是在《新冠病毒核酸10合1混采检测技术规范》中明确规定,“采样拭子宜选用聚酯、尼龙等非棉质、非藻酸钙材质的拭子,且柄部为非木质材料。折断点位于距拭子头顶端3cm左右,易于折断。”


美国CDC在《InterimGuidelines for Collecting, Handling, and Testing Clinical Specimens fromPersons for Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) 》也提到“Use only synthetic fiber swabs with plastic or wire shafts. Do not use calcium alginate swabs or swabs with wooden shafts,as they may contain substances that inactivate some viruses and inhibit PCR testing. ”



二、采样拭子的材质

先介绍下常用的几种类型采样拭子:

1.医用棉签

最常见的木柄棉质拭子,优点是便宜易得,缺点是可能抑制PCR反应(美国CDC用了一个“may,让我百思不得其姐,木柄不易折断,不适合病毒采样。

2.人造丝拭子

聚酯纤维、涤纶或人造丝头,柄部为塑料或铝的拭子,采用缠绕方式生产的拭子,适用于病毒学检验标本的采集。

3.植绒拭子

由尼龙纤维经喷雾技术制成,吸水和释放性更好,目前广泛应用于新冠等呼吸道病毒采样。

4.3D打印拭子

这个东西到底怎么样我也不知道,碰巧查到了大家了解一下吧。



三、采样拭子的评价

关于采样拭子的评价指标我从吸水量、病毒释放率、病毒稳定性等几个指标进行评价,由于我没有查到相关的标准所以评估有可能不够全面和科学,希望专业人士进行批评指正。鉴于知识产权的因素本文未公开全部数据,请大家谅解。

1.吸水量

吸水量体现的是不同材质的拭子的吸水能力,通常吸水能力越强越好。将不同材质的拭子在相同体积的液体中浸泡,然后拿出拭子计算每种拭子的吸水量。

试验结果:吸水量 棉签>植绒>人造丝

讨论:由于三种拭子的拭子头大小不一样,棉签的头比较大所以吸水量也比较大,应该在相同大小的拭子头下进行评估会更准确,但是每个厂家生产出来的就是大小不一,所以本实验也具有一定代表性。


2.病毒释放率

病毒释放率体现的是不同材质的拭子吸附病毒后的释放效率,病毒释放率越高,采样获得的病毒越多。考虑到临床采样的多样性,我综合考虑了在拭子完全湿润的情况下和采样后干燥状态下两种情况的病毒释放率。


2.1湿拭子病毒释放率

本试验是与吸水量试验一起做的,在相同体积的PBS中加入等量病毒后,三种拭子浸泡后放入另一个等体积的PBS中,然后使用qPCR检测溶液中的病毒含量。

试验结果:湿拭子病毒释放率棉签略好于植绒,明显好于人造丝

讨论:由于棉签的吸水量是植绒的1.5倍,释放结果上棉签略好于植绒,如果计算在相同吸水量的病毒释放率,植绒的病毒释放率最高。


2.2干拭子病毒释放率
本试验使用三种拭子蘸取含有等量病毒的全血,待拭子干燥后,然后放入等体积PBS中,使用qPCR检测溶液中的病毒含量。


            棉签
         人造丝
       植绒

试验结果:干棉签病毒释放率:植绒>棉签>人造丝 ;浸泡时间5min明显好于1min。

讨论:本试验采完样使样品干燥后再浸泡到PBS中,模拟临床上某些采样场景拭子好于其他拭子,浸泡5min明显好于浸泡1min,提示我们对于干棉签拭子需要在溶液中充分浸泡。


综上笔者认为植绒拭子在病毒释放率上是这三种拭子中最好的。



3.病毒稳定性

本试验考察的是在有无病毒保存液和不同温度下病毒在拭子共存下的稳定性

试验结果:在无病毒保存液的情况下4℃植绒最稳定,37℃均发生降解,植绒降解的程度最小,棉签降解最大:在有病毒保存液存在的情况下4℃和37℃病毒均未发生降解。

讨论:无论何种材质的拭子,采样后加入病毒保存液均能有效防止病毒降解。而在不加病毒保存液的情况下,采样后立刻放入4度保存也能有效防止病毒降解,但是不加病毒保存液又高温的情况下,病毒均会发生不同程度的降解,植绒降解的程度最小,棉签降解最


4.其他因素

除了上述指标外其实还需要考虑:不同的病毒、不同类型样品(污水、食品、粪便、泥土等)、不同品牌的样品保存液、不同厂家生产的拭子等对采样的影响。


5.总结:

植绒拭子在病毒释放率和稳定性上均优于本试验中的其他材质;人造丝这次试验中较差,不知是否与本次试验选择的拭子有关,后续还有待进一步评估;棉签虽然吸水量最大但是释放率不如植绒,棉拭子在37度无保护液存在的情况下病毒降解最多可能与美国CDC提到的“they may contain substances that inactivate some viruses and inhibit PCR testing. ”有关,暂时未发现棉签含有抑制PCR反应的成分。



总之,检测是一个细节决定成败的行业。在一个检测流程中有无数细节可以使检测结果南辕北辙,同样也有无数细节可以持续改进,使检测结果越来越逼近真相。


来自: 原博士带你做检测 | 作者: 原博士
我有话说......