北京使用核酸混检，结果靠谱吗？| 117疫情观察

中小学、大学和大型公司可以定期使用混合核酸检测来确保学校和公司的安全开放。

任何检测手段都要和有效的隔离手段结合才能控制疾病的传播。

往期疫情观察，请前往“返朴”阅读。

撰文 | 史隽

撰文 | 史隽

美国确诊人数 2877238

全球确诊人数 11500302

（截至发稿时的最新数据）

新发地新冠疫情暴发以后，北京开始进行大规模的核酸检测，很多时候采取了和武汉做全民检测时相同的混合测试 (pooled test) 的策略：混合来自于好几个人的样品在一个测试中进行检查。

混检策略并不是一个新的想法，二战时期，哈佛大学经济学家罗伯特·多夫曼（Robert Dorfman）就开发了混合测试的方法来检测美军的梅毒感染情况。数十年后，混合测试又用于筛查血液样本中的艾滋病毒 (HIV) 和肝炎病毒。

世界上新冠疫情暴发以后，卢旺达等感染率比较低、检测能力又有限的国家，也大多采用混合检查。最近，美国的公共卫生官员也越来越多地提出，应考虑使用混合测试的方法，来提高发现和隔离新冠感染病例——特别是无症状/轻症状感染者——的能力。虽然美国FDA尚未批准任何实验室或测试中心使用混合测试，但是它在6月中旬对新冠核酸试剂盒生产商发布了指南，希望生产商能够首先证明混合样品不会降低准确率。

混合测试的基本原理简单地说，混合测试是这么进行的：

假设检测实验室从五个人那里收集了样本，例如鼻咽拭子样本。实验室从每个样本中取出一部分混合在一起，做成一个混合样品。随后，检测人员对这个混合样本执行一项诊断测试，而不是对五个样本分别做诊断测试。

如果混合样本的核酸检测结果：

1) 是阴性，则可以推断出所有患者均为核酸阴性。

2) 是阳性，则需要回去对五个样本分别进行单独测试，找出哪（几）个是阳性的。

混合测试的优点相对于单一样本的核酸检测，混合测试的优势和局限性是什么呢？

混合测试最大的优势就是，在同样的时间内，可以用更少的人力和耗材检测更多的人。正是因为采用了混检策略，武汉仅用9天就完成了650万人的核酸检测 [1]。

在一个人口众多的国家（地区）进行大规模检测时，持续测试每个人是不可行的，因为根本没有足够的资源来支持。检测的人力是一个方面，核酸检测所需要的试剂是另一个方面。3月初，欧美大规模暴发新冠疫情的时候，核酸检测要用到的化学试剂、提纯RNA的试剂盒、甚至鼻咽拭子取样用的棉签等等，一度全世界短缺。当时，美国学术界和工业界的很多实验室都把自己的库存捐献出来做新冠病毒检测。冰岛一直推行的全民无条件新冠核酸检测也在那时候被迫暂停了一段时间。

然而，只有进行大规模的检测——而非只局限于有症状的疑似患者——找出无症状/轻症状患者，将他们隔离，才能有效地控制传播，使学校等公众场所能够安全开放。

美国经过了3个多月的努力，检测能力目前是每天50多万样本，如果采用混合测试法，检测量可以增加到每天500万。

图：美国全国新冠统计数据（来自于The COVID Tracking Project）。

混合核酸测试的局限性既然混合测试法有这么大的优势，为什么各国不从一开始就采取这个策略呢？

这是因为混合测试法有一个最大的缺点：假阴性率会增加，准确度下降。

举两个假设的情况给大家解释为什么假阴性率会增加：

情况1：

假设使用的是饱受争议的美国CDC的核酸RT-PCR检测试剂盒。这个试剂盒一共测三个新冠基因片段，其中两个是新冠特异的基因片段，第三个是所有类似于SARS的冠状病毒都有的基因片段。除此以外，还包括一个控制探针 (control probe) 针对人的RNase P基因。这个探针的目的是用来保障取样足够和RNA提纯过程没有出错。如果取样不够，或者RNA纯化出错导致RNA降解，探针就读不出数值，检测结果就是“无效（invalid）”，还需要重新再测。

如果有位阳性感染者，在鼻咽拭子取样的时候，样本量取得不够。如果对这个样本用美国CDC的核酸试剂盒进行单独的核酸检测，虽然新冠基因是阴性，RNase P控制探针的结果也是阴性，最终结果就显示“无效（invalid）”，还需要重新再测。

然而，如果把这个人的样本和其他4个人混合在一起，进行混合核酸测试——其他4位都是核酸阴性，且取到了足够的样本。这时，用美国CDC的核酸试剂盒去检测5个人的混合样本，测出新冠基因是阴性，RNase P的控制探针是阳性 （表明样本取样提纯没有出错），因此得出结论：这5位都是核酸阴性。那位阳性感染者得到的就是一个“假阴性”结果。

情况2：

不同核酸检测的设计不同，导致试剂盒的敏感度和特异性也不同。假设所用核酸试剂盒的敏感度是500个新冠RNA/毫升。有一位阳性感染者取样，提纯样本里面的RNA以后，用1µg总RNA量来做RT-PCR，里面包含了500个新冠RNA/毫升，那么检测结果是阳性。

可是如果他的样本和其他4个人混在一起检测，还是用1µg总RNA量来做RT-PCR，假设是等量混合，那么他的RNA实际只占~20%。1µg总混合RNA里面大约只有100个新冠RNA/毫升。受试剂盒敏感度的限制，结果会是假阴性。

因此，混合测试对于病毒含量高的样本比较合适，因其被稀释以后仍然能够超过试剂盒的敏感度。

混合测试的适用环境混合核酸检测应该使用在特定的环境下：

• 最近一项以色列的研究表明，新冠病毒的核酸检测可以用到多达32个样本的混合，而不会降低测试的敏感度[2]。然而，美国的卫生官员通常说的是5个左右的样本混合。一般的规律是，被检测人群的感染率越高，能够混合的样本数量就越小。

• 混合测试适用于感染率低 (