干化學法在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中臨床實驗室檢驗的應用

楊天通，楊 培，樊玲英 綜述，何秋蓉 審校

四川大學華西公共衛(wèi)生學院/華西第四醫(yī)院檢驗科，四川成都 610041

突發(fā)公共衛(wèi)生事件是指突然發(fā)生,造成或者可能造成社會公眾健康嚴重損害的重大傳染病疫情、群體性不明原因疾病、重大食物和職業(yè)中毒以及其他嚴重影響公眾健康的事件[1]，具有發(fā)生的不可預測性、影響的群體性、處理的復雜性、種類的多樣性、危害的嚴重性、傳播的迅速性、分布的差異性等特征。大量研究表明，隨著氣候和環(huán)境的變化、人員交流的日益頻繁，傳染病疫情也隨之頻繁發(fā)生，約占近年來突發(fā)公共衛(wèi)生事件的90%[2-3]，對民眾的生活和健康、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重影響。

2019年年底新型冠狀病毒感染(COVID-19)爆發(fā)，由于其較高的傳染性，在全球范圍內(nèi)快速蔓延。2020年1月30日，世界衛(wèi)生組織(WHO)正式宣布COVID-19構成全球大流行。截止至2022年2月中旬，全球約4億新型冠狀病毒感染確診病例，死亡超550萬例[4]。疫情持續(xù)發(fā)展引起全球對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的預防和應對能力的高度關注。

醫(yī)療機構是應對重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件的前沿陣地，在新型冠狀病毒疫情的防控過程，醫(yī)療人員在承擔應急防控救援任務的同時也面臨著被感染的嚴峻挑戰(zhàn)。我國的醫(yī)務人員感染新型冠狀病毒達1700多例[5]。進入疫情防控常態(tài)化時期，醫(yī)療機構根據(jù)重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件的特征采取對應策略，提高應急處置能力，從而避免或減少損害，意義重大。

1 突發(fā)公共衛(wèi)生事件中的臨床實驗室檢驗

臨床檢驗是現(xiàn)代醫(yī)學的重要組成部分。研究表明，臨床實驗室檢驗數(shù)據(jù)為70%～80%的醫(yī)療決策提供信息和證據(jù)[6]，對疾病的診斷、治療、預后、風險評估以及患者的健康管理起到輔助作用，由此可見臨床檢驗在臨床診療活動中的重要性。

在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中，醫(yī)療資源有限，醫(yī)療需求頻次急、多，臨床實驗室檢驗是對患者進行救治時首檢的關鍵，是患者病情程度與醫(yī)療資源匹配的基礎，發(fā)揮著提高醫(yī)療資源配置效率、救死扶傷、穩(wěn)定就醫(yī)秩序、增強就醫(yī)可能性的作用。特別是重大突發(fā)傳染病防控期間，為有效控制病毒擴散，提高感染患者的診治效率，臨床實驗室檢驗的準確、有效、安全、及時尤為重要[7]。

2 臨床實驗室干化學法檢驗

實驗室檢驗按反應方式分為干化學法和濕化學法。區(qū)別于濕化學法，干化學分析技術是將液體檢測樣品(血液、血清、尿液等)直接加到固化于具有特殊結構載體的干燥試劑上，以被測樣品所含的水分作為溶劑引發(fā)特定化學反應，從而進行分析的方法[8]。

目前，尚無臨床實驗室關于檢驗方法學選擇的明確指引和規(guī)定要求。傳統(tǒng)的濕化學法檢驗模式，雖然可以為臨床提供充足、完整的患者檢驗信息，但是往往依托大型實驗室和大型實驗儀器。近年來，臨床檢驗技術隨著醫(yī)療科技進步而快速發(fā)展，臨床服務質(zhì)量的提升對檢驗結果的報告時間提出更高的要求。由于較強的抗干擾能力，干化學法的檢測結果準確性更高，此外，干化學還具有操作簡便、無需配置試劑、測定速度快等特點[9]，日益受到醫(yī)療界的重視。急診場景下生化檢驗呈現(xiàn)由干化學法取代傳統(tǒng)濕化學法的趨勢。

3 干化學法應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件

3.1檢驗項目的完備性 近年來，隨著多學科高新技術應用在醫(yī)學檢驗領域，使得干化學法有了飛躍式的發(fā)展，干化學法能進行的檢驗項目也越來越多，涵蓋各種健康狀況、鑒別診斷、治療監(jiān)測、流行病學調(diào)查等相關指標。《臨床實驗室應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件體系與能力建設專家共識》[7]中所列的基本、可開展和拓展3個等級的臨床生化項目都可采用干化學法進行檢測。生物技術的發(fā)展使免疫滲濾、免疫層析等技術用于干片的研制，進一步擴展干化學用于測定一些特種蛋白、治療藥物、病毒抗原或抗體等免疫學檢驗。

針對突發(fā)公共衛(wèi)生事件中的多種不同臨床應急檢驗場景，有多功能、多形式的干化學分析儀可供選擇。在重大傳染病引發(fā)的突發(fā)公共衛(wèi)生事件中，除了考慮傳染性疾病的防控外，還應兼顧急、危、重患者的診治需求。以COVID-19的診治為例，預檢后，需將患者分為輕型、普通型、重型和危重型四種分型進行管理；針對重型、危重型病例，在對癥治療的基礎上，還需要對患者的基礎疾病進行治療，積極防治并發(fā)癥發(fā)生[10]。此時，醫(yī)院常規(guī)轉應急的臨床實驗室、臨建方艙醫(yī)院檢驗實驗室、移動應急臨床實驗室可選擇多項目、全自動的大型干化學分析儀，實現(xiàn)一管血完成所有項目檢測。由于干化學技術本身的特性，小型、便捷的干化學設備使臨床檢驗不局限于醫(yī)院或者實驗室，進一步拓展到“現(xiàn)場”、“床旁”檢測。例如，救治人員對危、急、重或不宜移動的病患在衛(wèi)生事件或救援現(xiàn)場即刻診斷。由軍事醫(yī)學科學院研發(fā)的野戰(zhàn)(應急)快速檢驗系統(tǒng)全部采用干化學法，已經(jīng)在國內(nèi)外多次搶險救災活動中良好的完成檢驗任務[11]。

3.2檢驗結果的準確性 臨床實驗室檢驗結果的不準確對患者安全影響巨大。PLEBANI等[12]對490份臨床實驗室檢驗結果進行分析發(fā)現(xiàn)，26.0%的錯誤結果會影響患者預后；19.0%的錯誤結果導致不必要的其他檢查措施，這些檢查進而導致醫(yī)療費用增加；6.0%的錯誤結果與不恰當?shù)淖o理和治療方案相關。

為了提高臨床實驗室檢驗質(zhì)量、保證檢驗結果的可靠有效，需要周期性的對檢測系統(tǒng)性能進行評估、驗證。干化學生化分析儀進行一次檢測系統(tǒng)校正，其檢測性能可以穩(wěn)定6個月以上[13]。成熟的干化學法檢測系統(tǒng)，由于具備相適配的儀器、試劑、校準品、質(zhì)控品等，使用時無需調(diào)試參數(shù)，并且可以進行檢測結果的量值追溯，便于質(zhì)量控制。

通過對實驗室檢驗全過程差錯的來源和分布進行分析，發(fā)現(xiàn)檢驗前過程更容易產(chǎn)生誤差，占總誤差的60.0%～70.0%[14]。其中，樣本中的溶血、黃疸和乳糜對目標物質(zhì)測定產(chǎn)生影響，統(tǒng)稱為干擾物，是檢驗前誤差的主要來源。在一家急診醫(yī)院中進行的研究中[15]，發(fā)現(xiàn)32.0%的檢測樣本中干擾物的濃度超過痕跡量。其中，約63.0%為黃疸，29.0%為溶血，8.0%為乳糜。RYDER等[16]對門診患者的血清進行分析，發(fā)現(xiàn)所納入研究的標本中有9.7%含有至少一種可見干擾物。其中，76.0%為乳糜(可能與采樣時患者為非禁食狀態(tài))，16.5%為溶血，5.5%為黃疸。

干化學法以其獨特的多涂層薄膜技術，選擇性使用不同的擴散層來過濾干擾物質(zhì)，使干擾物質(zhì)排除在整個反應體系之外，可以有效排除乳糜、溶血、黃疸的影響，提高檢驗的準確性。已有研究證實，采用濕化學法對含乳糜樣本進行生化指標的測定，某些檢驗項目的結果出現(xiàn)假性變化而誤導臨床診斷，例如清蛋白、丙氨酸氨基轉移酶活性、總膽紅素、肌酐、淀粉酶、血氨等，此時應以干化學法測定的結果為準[17-20]。溶血對多數(shù)急診生化項目檢驗結果有影響，譚為等[21]對84例正常血標本采用干化學法測定肌酸激酶同工酶、淀粉酶、尿素、肌酐等生化項目，然后將標本做溶血處理，再次重復上述檢測，發(fā)現(xiàn)溶血前后這些項目的測定值差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。李海寧等[22]選取40例重度黃疸肝病患者標本和40例正常標本，分別采用干、濕化學法對兩組的血氨濃度進行測定，高膽紅素組的干、濕化學檢測結果比較以及高膽紅素組和正常組的濕化學法檢測結果比較差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；正常組的干、濕化學檢測結果比較、以及高膽紅素組和正常組的干化學法檢測結果比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，以此論證了干化學法更適合用于檢測血氨水平。

不同于常規(guī)診療中的臨床檢驗，突發(fā)公共衛(wèi)生事件中，大多數(shù)情況下患者為非禁食狀態(tài)，含乳糜樣本不可避免；病毒感染、中毒損傷、疾病進展、藥物反應等導致肝細胞受損，使患者呈現(xiàn)黃疸現(xiàn)象；不確定的診治環(huán)境影響可能導致采集樣本、運輸送檢、血清分離等過程中操作不規(guī)范，而造成樣本溶血發(fā)生。因此，含干擾物的樣本數(shù)量以及干擾物含量往往遠高于日常。抗干擾能力較強的干化學法可以減少檢驗誤差以及因檢驗誤差導致的重復檢測甚至重復采樣，提高檢驗效率，滿足臨床快速、準確的診斷需求，實現(xiàn)對公共衛(wèi)生事件的有效控制。檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和結果可溯源性，可為臨床檢驗的精密度和準確性多增加一重保證。

3.3檢驗工作的時效性 由于重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件的緊迫性，短時間內(nèi)患者人數(shù)迅速上升。此次疫情在武漢發(fā)生聚集性爆發(fā)，且多數(shù)重型、危重型患者的病情可在短期內(nèi)急劇惡化[10]，出現(xiàn)醫(yī)療資源的短缺和擠兌。此時，采用濕化學法進行檢驗，需要水處理系統(tǒng)、蒸餾水、沖冼液、比色杯等輔助設備，導致臨床試驗室要耗費較長時間進行日常的準備和維護工作。而干化學法只需要電源即可有效開展檢測，即應急預案一啟動，就參與到突發(fā)公共衛(wèi)生事件爆發(fā)初期的防控工作，確保臨床檢驗資源的可及性以及檢驗信息的及時性。

樣本檢測周轉時間(TAT)常用于衡量實驗室工作效率和服務質(zhì)量。與濕化學法相比，干化學法通過減少人工參與樣本處理的流程和提高檢驗結果的準確率，有效縮短TAT，體現(xiàn)顯著的時間優(yōu)勢。已有研究依據(jù)一家醫(yī)院的急診患者電子病歷信息構建模型，推測TAT縮短5 min，該醫(yī)院急診科收治患者人數(shù)隨之增加1.0%，縮短10 min、15 min分別對應增加2.0%、3.0%的患者人數(shù)[23]。該研究揭示了TAT的縮短，可以縮短患者在急診科停留的時間，從而加快轉診效率，提高收治能力。在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中，本著“應收盡收”的原則，在有限醫(yī)療資源下收治能力的提高至關重要。

突發(fā)衛(wèi)生公共事件的另一特點是影響范圍的不可預測性，時刻會有危、急、重的患者，選擇能夠24 h連續(xù)開機的干化學法檢測設備，可以實現(xiàn)隨到隨檢、患者生命體征以及病情的密切監(jiān)測，最大程度地輔助臨床決策。

3.4檢驗設備的移動性 在應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件時，由于患者分布的時空、患者健康情況以及數(shù)量不確定，導致臨床檢驗的種類、地點和條件的復雜多變。因此，應急情景下的檢測儀器設備在滿足臨床檢測需求的基礎上，對環(huán)境的適應性和靈活性要求比日常臨床實驗室的要高。

一方面，由于常規(guī)采用的濕化學法分析設備液路設計較為復雜，在進行項目檢測時需要使用去離子水和大量液體試劑，由此產(chǎn)生的廢液需經(jīng)消毒處理后，通過專用通道排放[13]。另一方面，在突發(fā)公共衛(wèi)生事件時，臨時搭建的實驗室水機的安置、上下水管路的改造、醫(yī)療廢液的排污處理等問題往往無法達到要求，而導致常規(guī)臨床檢驗設備正常投入使用困難。在突發(fā)公共事件結束后，這些臨時建設的新增配套實驗室設施大部分面臨拆除，以及醫(yī)療廢液對周邊環(huán)境帶來的影響，都會造成一定時間和費用的消耗[24]。

干化學法分析儀具有無需安裝上下水系統(tǒng)、無需試劑配置、無需處理和排放廢液、插電即用、體積和質(zhì)量小于濕化學分析儀等優(yōu)勢，使整個檢驗系統(tǒng)具有較強的可移動性及場地環(huán)境的適應性。因而，曾廣泛用于野戰(zhàn)(應急)快速檢驗工作中[11,25]。在應對重大突發(fā)衛(wèi)生公共事件不同階段和情勢下，無論是在院內(nèi)進行應急轉換的普通臨床實驗室，還是移動應急臨床實驗室、或是臨建應急檢驗方艙實驗室，干化學分析儀只要連接上電源，就可以進入應急待檢的狀態(tài)，檢驗工作的開展、撤收更為快捷、經(jīng)濟。

3.5實驗室的生物安全性 臨床實驗室直接對病患樣本進行各個項目的檢測，是傳染性生物危害物傳播的主要場所。如果樣本含有傳染性生物危害物，實驗室檢驗人員在樣本及含樣本的混合液的處理過程中，容易被感染和/或使環(huán)境受到污染。據(jù)相關調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實驗室布局、購置儀器設備時，部分醫(yī)院只根據(jù)常規(guī)開展的檢測項目來考慮。本次新型冠狀病毒防控期間，就發(fā)生醫(yī)院實驗室因條件欠缺、生物安全防范意識和措施不足，導致技術人員被感染的事件[26]。

中華檢驗醫(yī)學分會最新發(fā)布的《2019新型冠狀病毒肺炎臨床實驗室生物安全防護專家共識》要求臨床實驗室在進行相關檢測時，盡可能減少手工項目檢測，以降低生物安全風險[27]。干化學法在測定過程中減少樣本移動、試劑配置和添加等程序步驟，能快速地檢測完樣本，檢測完的樣本迅速消毒處理，從而最大限度的減少實驗室人員因氣溶膠、溢出或噴濺以及其他意外接觸而暴露于傳染性生物危害物的可能性。

干化學法使用一次性干片及一次性吸頭，避免耗材清洗復用，不產(chǎn)生廢液和廢氣，極大降低環(huán)境的污染以及傳染性生物危害物的傳播，是突發(fā)重大傳染病時臨床實驗室檢驗的首選。此外，干化學法微量的樣本設計聯(lián)合較強的抗干擾能力，可以最大限度的降低實驗室感染風險。干化學法分析時僅需要微量待測樣本，一般約10 μL，在標本不易采集情況下，減少因樣本量不足導致檢驗結果無效或檢驗誤差而帶來的需要二次采樣的困擾。含干擾物樣本依舊能實現(xiàn)檢驗項目的準確定量測定，進一步降低樣本重復測量和/或重復采樣的操作。

4 小 結

干、濕化學法最大差別在于反應的媒介不同。濕化學法的反應試劑為液相，導致其需要頻繁定標、穩(wěn)定周期短、全血不可直接檢測、需安裝排水系統(tǒng)、測試前后需要清洗等缺陷[9]，為了更好服務于臨床檢驗，濕化學技術和設備向全自動化、高通量方向發(fā)展，因其試劑成本低廉、項目全、技術成熟等優(yōu)點，傳統(tǒng)的濕化學法已經(jīng)成為醫(yī)院臨床實驗室常規(guī)檢驗的主力軍。干化學法的反應試劑為固相，因而不受上述種種限制，借著儀器小型化、操作簡便、檢測速度快、易于養(yǎng)護等優(yōu)勢，更符合急診、急救需求，由于試劑的一次性、無液路系統(tǒng)、不產(chǎn)生廢液，能夠最大程度的避免污染，是傳染性突發(fā)公共衛(wèi)生事件的更優(yōu)選擇。國家衛(wèi)生健康委員會最新發(fā)布的《全國醫(yī)療服務項目技術規(guī)范(征求意見稿)》中將干化學法檢驗項目單獨列出[28]，為醫(yī)療機構臨床檢驗工作中推進和開展干化學分析技術提供規(guī)范性的指導。

由于應用于我國臨床的干化學法檢測儀器和試劑以進口產(chǎn)品為主，導致同一檢測項目干化學法的費用普遍高于濕化學法，收費上的差異對臨床選擇干化學法造成一定影響。國內(nèi)已有針對急診肝性腦病患者血氨檢測方法的經(jīng)濟學研究，發(fā)現(xiàn)盡管干化學法的單次檢測費用高于濕化學法，但依據(jù)檢測-治療價值評估模型，干化學法反而更具成本優(yōu)勢，可以為患者節(jié)省醫(yī)療費用[29]。醫(yī)改背景下，更多診斷類技術臨床應用的綜合評估分析將為定價提供證據(jù)，輔助臨床檢驗依據(jù)場景合理選擇檢測方法學。此外，干化學法檢測項目雖然已達百余項，但其項目種類與濕化學法尚存一定差距。干化學法在臨床應急實驗室應用的優(yōu)點，將會引起國內(nèi)科研院所和本土醫(yī)藥企業(yè)的關注，對干化學法檢測技術及其相關產(chǎn)品開展研究，進而推動干化學技術的創(chuàng)新和應用，最終使臨床實驗室和患者受益。