3年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)！新冠檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，核酸氣溶膠污染避坑指南！
發(fā)布時(shí)間：2022-11-17 09:06:13
核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室想完全杜絕核酸污染是不可能的。核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的管理者和實(shí)驗(yàn)人員必須要認(rèn)識(shí)到核酸污染是不可避免的，但是污染的頻率和概率是可控的。我們要做的是時(shí)刻保持警惕，盡最大努力將污染的概率降到最低，并且能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)污染并及時(shí)進(jìn)行處理。
先說(shuō)說(shuō)有史以來(lái)影響最大的實(shí)驗(yàn)室核酸污染事件當(dāng)?shù)貢r(shí)間２０２０年４月１８日，《華盛頓郵報(bào)》（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ?。校铮螅簦┍艘粍t重磅新聞，美國(guó)ＣＤＣ在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的新冠病毒檢測(cè)試劑出現(xiàn)了污染問(wèn)題，導(dǎo)致全美的核酸檢測(cè)推遲最少一個(gè)月。１月２１日，ＣＤＣ已經(jīng)“確定開(kāi)發(fā)”了新冠病毒的檢測(cè)方法，并使用它來(lái)確認(rèn)美國(guó)的第一例新冠病例，１月下旬，美國(guó)ＣＤＣ對(duì)２６個(gè)公共衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)室發(fā)放新冠病毒試劑盒，有２４個(gè)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了假陽(yáng)性反應(yīng)。ＣＤＣ緊急召回了診斷試劑，直到３月２日，ＣＤＣ的新冠病毒試劑由Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?。模危痢。裕澹悖瑁睿铮欤铮纾椋澹螅桑模怨旧a(chǎn)重新投入使用。這起實(shí)驗(yàn)室污染的代價(jià)是美國(guó)錯(cuò)過(guò)了黃金的疫情防控窗口，數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)普通民眾死亡。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)該把這個(gè)教訓(xùn)銘記在心，時(shí)刻提醒自己，核酸污染隨時(shí)都可能發(fā)生，無(wú)論什么級(jí)別的實(shí)驗(yàn)室都可能發(fā)生。較常見(jiàn)，發(fā)生概率在４０％～６０％之間；以重組質(zhì)粒作為陽(yáng)性質(zhì)控品，發(fā)生污染的概率更大；以構(gòu)建的假病毒或重組病毒作為陽(yáng)性質(zhì)控品，參與核酸提取的過(guò)程中，也容易發(fā)生氣溶膠污染；在試劑的配制過(guò)程中，接觸了污染的容器、移液器、槍頭、溶液，核酸氣溶膠等，導(dǎo)致試劑被污染。筆者認(rèn)為，這是目前實(shí)驗(yàn)室引起的核酸污染最主要原因！尤其是是第一代ＰＣＲ技術(shù)，發(fā)生概率在６０％以上；ＰＣＲ產(chǎn)物經(jīng)反復(fù)多次的擴(kuò)增，其復(fù)制量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)ＰＣＲ的檢測(cè)極限。
一個(gè)氣溶膠所包含的拷貝數(shù)可以在１０４～１０６ｃｏｐｉｅｓ，因此即使是極微量的污染也足以造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果假陽(yáng)性。
但是，在采用了ＵＮＧ／ＵＤＧ防污染的ＰＣＲ產(chǎn)品中，擴(kuò)增產(chǎn)物引起的污染概率降至１０％左右。
ＰＣＲ擴(kuò)增管的密封性是預(yù)防擴(kuò)增產(chǎn)物污染的關(guān)鍵。如果密封不嚴(yán)，擴(kuò)增完成后有蒸發(fā)現(xiàn)象，液面不整齊，或者擴(kuò)增過(guò)程中有“炸管”聲音。
放置樣品的容器被污染或由于容器密封不嚴(yán)導(dǎo)致樣品與外界接觸被污染；待提取樣本中含有強(qiáng)陽(yáng)性樣本，其提取的樣品中含有高濃度的陽(yáng)性核酸，形成氣溶膠造成污染。氣溶膠是由空氣與液體表面摩擦而產(chǎn)生的。開(kāi)蓋、晃動(dòng)、加樣器的反復(fù)抽吸等開(kāi)放式操作，形成核酸氣溶膠從而導(dǎo)致核酸污染。以上核酸污染來(lái)源，均可形成氣溶膠擴(kuò)散至空氣中，或直接吸附到物體表面。因此，應(yīng)尤其重視由氣溶膠導(dǎo)致污染的問(wèn)題。重度污染假陽(yáng)性的ｃｔ值可在２４左右，中度污染ｃｔ值在３０左右；輕度污染ｃｔ值在３３左右。從核酸污染的分布來(lái)看主要在２個(gè)地方：１、空氣中的核酸氣溶膠污染物：彌散到實(shí)驗(yàn)室各個(gè)角落，比較棘手；２、物表的核酸污染物：移液器、離心機(jī)、核酸提取儀、傳遞窗、ＰＣＲ儀、拆開(kāi)的試劑盒、槍頭盒、打開(kāi)的耗材等表面。嚴(yán)格的ＰＣＲ實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)的正負(fù)壓系統(tǒng)及四分區(qū)（或三分區(qū)），實(shí)驗(yàn)室應(yīng)按照生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室及ＰＣＲ實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)基本要求來(lái)建設(shè)。可參考的標(biāo)準(zhǔn)為《ＧＢ５０３４６－２０１１建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》及衛(wèi)健委下發(fā)的《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室工作導(dǎo)則》。醫(yī)療口的實(shí)驗(yàn)室大多符合要求，在科研口和農(nóng)業(yè)口的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范性建設(shè)！軟件配置應(yīng)按照衛(wèi)健委相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，人員配置應(yīng)專區(qū)專人，人員不可不同分區(qū)混用，物流、人流、氣流做到單向流動(dòng)！臨床上，門診的新冠快檢ＰＣＲ實(shí)驗(yàn)室（或免提取方法）多半不規(guī)范。沒(méi)有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)ＰＣＲ實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，更加容易發(fā)生污染。三分區(qū)（或二分區(qū)）、緩沖間、正負(fù)壓、人員配置２人以上，這些基本要求沒(méi)有達(dá)到，更加容易發(fā)生氣溶膠污染。現(xiàn)有技術(shù)指導(dǎo)原則，只要求了選擇ＢＳＬ－Ⅱ級(jí)生物安全柜，但并未規(guī)定具體型號(hào)。從臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，只有Ｂ２型生物安全柜可以用于加核酸模板。Ａ１型、Ａ２型、Ｂ１型，循環(huán)風(fēng)很容易造成核酸氣溶膠的形成，從而造成污染，且污染很難清除。Ｂ２型為全排放，無(wú)循環(huán)風(fēng)，可以用于加核酸模板。
紫外燈能殺滅病毒，但是《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室工作導(dǎo)則》指出，短片段的基因核酸對(duì)紫外線損傷不敏感。常規(guī)消毒劑如酒精、碘化物、戊二醛類、季銨鹽等雖然能殺菌，但是不能降解核酸，或降解效率較差。尤其是酒精，它其實(shí)是核酸提取試劑中的一個(gè)組分，對(duì)核酸沒(méi)有任何降解作用。已知的消毒劑中，次氯酸鹽類消毒劑可以一定程度的降解核酸，但是腐蝕性強(qiáng)，不能處理精密儀器及金屬制品，容易腐蝕移液器吸桿影響ｔｉｐ頭氣密性。吸取陽(yáng)性對(duì)照（質(zhì)粒）沒(méi)有遵循“慢吸快打”的原則（這個(gè)需要練習(xí)形成“肌肉記憶”），新手往往是“快吸快打”，造成陽(yáng)性樣品污染槍頭，或者在生物安全柜循環(huán)風(fēng)的影響下，造成氣溶膠飛濺，污染加樣區(qū)域。應(yīng)使用帶有濾芯的槍頭。
帶濾芯槍頭
４．２ 加樣區(qū)沒(méi)有放置臺(tái)面垃圾桶：應(yīng)把加完樣的ｔｉｐ槍頭，丟入含有次氯酸溶液的加蓋垃圾桶中。因?yàn)榇温人崛菀讚]發(fā)，因此應(yīng)每天都要更換含氯消毒液！
桌面垃圾桶（利器盒）
５．污染高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域
在筆者的臨床實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)以下區(qū)域存在陽(yáng)性污染的概率更大：
生物安全柜＞核酸提取儀＞移液器＞ＰＣＲ擴(kuò)增儀（ＰＣＲ管密封性）＞離心機(jī)；陽(yáng)性質(zhì)控品＞強(qiáng)陽(yáng)性樣本＞ＰＣＲ擴(kuò)增產(chǎn)物（無(wú)ＵＮＧ技術(shù)）＞ＰＣＲ擴(kuò)增產(chǎn)物（ＵＮＧ技術(shù)），ＰＣＲ管密封性是擴(kuò)增產(chǎn)物是否引起污染的關(guān)鍵。如同，幸福的家庭都一樣，不幸的家庭各有各的不幸。同理，規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室都一樣，污染的實(shí)驗(yàn)室各有各染情況。以上數(shù)據(jù)僅供參考。核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的布局是預(yù)防污染的根本，合理布局可以大大降低污染的概率。一般情況分為四個(gè)區(qū)分別為試劑準(zhǔn)備區(qū)，標(biāo)本制備區(qū)、核酸擴(kuò)增區(qū)和產(chǎn)物分析區(qū)。對(duì)于不需要電泳的熒光定量ＰＣＲ，核酸擴(kuò)增區(qū)和產(chǎn)物分析區(qū)可以合并。每個(gè)區(qū)應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)，可控制空氣流動(dòng)方向。有些核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)未考慮到核酸擴(kuò)增需求，就是按照普通實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。這種情況下，個(gè)人建議擴(kuò)增和產(chǎn)物分析區(qū)應(yīng)遠(yuǎn)離試劑準(zhǔn)備區(qū)和標(biāo)本制備區(qū)，盡量不在一個(gè)樓層或者不在一個(gè)區(qū)域。最忌諱的是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室緊挨著，甚至門對(duì)門。另外建議廢棄物處理的房間也要遠(yuǎn)離以上實(shí)驗(yàn)室，避免廢棄物處理過(guò)程中產(chǎn)生的污染。四個(gè)隔開(kāi)的工作區(qū)域中每一區(qū)域都須有專用的儀器設(shè)備。各區(qū)域都必須有明確的標(biāo)記，以避免設(shè)備物品如加樣器或試劑等從其各自的區(qū)域內(nèi)移出從而造成不同的工作區(qū)域間設(shè)備物品發(fā)生混淆。在不同的工作區(qū)域應(yīng)使用不同顏色或有明顯區(qū)別標(biāo)志的工作服，以便于鑒別。進(jìn)入各個(gè)工作區(qū)域必須嚴(yán)格遵循單一方向順序，即只能從試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)（簡(jiǎn)稱擴(kuò)增區(qū)）至產(chǎn)物分析區(qū)，避免發(fā)生交叉污染。再好的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，如果實(shí)驗(yàn)人員不遵守規(guī)程，一切都是徒勞的。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室人員的培訓(xùn)和管理至關(guān)重要。陰性質(zhì)控：實(shí)驗(yàn)室的核酸污染風(fēng)險(xiǎn)跟檢測(cè)量正相關(guān)，因此在檢測(cè)活動(dòng)比較頻繁時(shí)需要多添加陰性質(zhì)控，包括陰性樣品，陰性提取對(duì)照，陰性擴(kuò)增對(duì)照，無(wú)模板對(duì)照，甚至可以使用反應(yīng)體系，引物探針和提取試劑等作為對(duì)照以檢驗(yàn)檢測(cè)流程和反應(yīng)系統(tǒng)組分的污染。陰性對(duì)照可以使用幾個(gè)隨機(jī)插入檢測(cè)樣品。保證出現(xiàn)污染可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。陽(yáng)性質(zhì)控：避免或減少使用過(guò)強(qiáng)的質(zhì)粒陽(yáng)性對(duì)照。有一些規(guī)范建議ＰＣＲ產(chǎn)物使用１ｍｏｌ／Ｌ鹽酸浸泡，我認(rèn)為這極易造成ＰＣＲ產(chǎn)物的暴露和擴(kuò)散，具有很高的風(fēng)險(xiǎn)。還有一些實(shí)驗(yàn)室從生物安全的角度將所有的實(shí)驗(yàn)廢棄物全部高壓，我也是不建議的，因?yàn)椋校茫耶a(chǎn)物沒(méi)有生物安全風(fēng)險(xiǎn)，高壓會(huì)造成ＰＣＲ產(chǎn)物擴(kuò)散，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的污染風(fēng)險(xiǎn)更高。個(gè)人建議對(duì)于ＰＣＲ產(chǎn)物，進(jìn)行表面消毒后按照普通醫(yī)療廢棄物處理即可。對(duì)于一般的核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，推薦使用封閉擴(kuò)增的熒光定量ＰＣＲ方法進(jìn)行核酸檢測(cè)。不推薦使用普通ＰＣＲ方法和巢氏ＰＣＲ，使用這兩種方法實(shí)驗(yàn)室污染是大概率事件。謹(jǐn)慎使用等溫?cái)U(kuò)增的方法，等溫?cái)U(kuò)增的酶反應(yīng)效率更高，產(chǎn)物中模板含量也更高，污染的概率也會(huì)提高。操作核酸時(shí)動(dòng)作要輕柔，移液器吸液慢吸慢放，開(kāi)管蓋要慢慢開(kāi)，避免操作產(chǎn)生氣溶膠。使用渦動(dòng)混勻后，稍稍靜置一會(huì)再開(kāi)管蓋，推薦使用移液器緩慢吹吸混勻。其原理是用ｄＵＴＰ 代替ｄＴＴＰ，使產(chǎn)物中摻入大量ｄＵ。在再次進(jìn)行ＰＣＲ 擴(kuò)增前，用ＵＮＧ 處理ＰＣＲ 混合液即可消除ＰＣＲ 產(chǎn)物的殘留污染。由于ＵＮＧ 在ＰＣＲ 循環(huán)中的變性一步便可被滅活，因此不會(huì)影響含ｄＵ 的新的ＰＣＲ 產(chǎn)物。所有試驗(yàn)物品盡可能分裝成小包裝：耗材開(kāi)包后分裝成一周使用量，用自封袋封好。試劑也盡可能購(gòu)買小包裝或者回實(shí)驗(yàn)室分裝，實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到配液的水尤其需要分裝。實(shí)驗(yàn)中所有吸頭都應(yīng)使用帶濾芯的吸頭。發(fā)現(xiàn)污染第一步就是要暫停實(shí)驗(yàn)，評(píng)估假陽(yáng)性對(duì)以往檢測(cè)結(jié)果的影響。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行徹底打掃和清理，盡可能更換相關(guān)的試劑耗材，對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行清潔和去核酸處理。所有人員回家洗澡換衣服。使用商品化的ＤＮＡ去除劑，有好用的ＤＮＡ去除劑大家可以推薦給我１?。恚铮欤斓摹←}酸和各種化學(xué)物質(zhì)去降解ＤＮＡ。停下所有實(shí)驗(yàn)，靠風(fēng)和時(shí)間抹掉核酸的痕跡。這是我最常用的方法，通風(fēng)是最有效的方式。如果是擴(kuò)增產(chǎn)物污染，在不去除污染的情況下仍然可以進(jìn)行檢測(cè)。方法是使用另一種方法或試劑盒，只要兩種試劑的擴(kuò)增產(chǎn)物不一致，沒(méi)有交叉反應(yīng)，仍然可以繼續(xù)試驗(yàn)。但是這種方法要進(jìn)行測(cè)試，我并不推薦這么做。移液器內(nèi)部被污染很難去除，可以通過(guò)清洗或者另?yè)Q一套移液器。移除內(nèi)部所有物品，用ＤＮＡ去除劑擦拭表面后，打開(kāi)柜門連續(xù)運(yùn)行。用ＤＮＡ去除劑擦拭內(nèi)表面后，打開(kāi)提取儀門或外罩，靜置。如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染，通常情況不會(huì)太嚴(yán)重，采取上述措施實(shí)驗(yàn)室空置幾天污染會(huì)消除。但是如果發(fā)生了很嚴(yán)重的污染，采取上述措施污染仍不能消除，就只能把一切交給時(shí)間了。
（文章來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)）
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