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光明日報記者 王東 張景華 黃小異
在冬奧會賽時，為做好疫情防控，尤其是針對相對密閉的室內場館，北京多家科研單位協作開發出公共空間生物氣溶膠新冠病毒檢測系統（以下簡稱“檢測系統”）。那麼，該系統如何誕生？檢測效果如何？能否應對不斷變異的毒株？帶著諸多問題我們走訪了北京市中關村生命科技園生物氣溶膠檢測實驗室。
毒株在變，檢測系統以不變應萬變
生物氣溶膠種類很多，包括空氣中的細菌、真菌、病毒、塵螨、花粉、孢子、動植物碎裂分解體等具有生命活性的微小粒子。清華大學醫學院生物醫學工程系研究員、生物氣溶膠檢測項目負責人劉鵬解釋，呼吸、打噴嚏會呼出液滴較大的顆粒，它們會落到地面上，而生物氣溶膠則是非常微小的顆粒，粒徑小于100微米。“它可以在空氣中一直懸浮並隨著氣流飄散開來，傳播距離較遠。現在新冠毒株的變種傳播力很強，空氣中帶有病毒的生物氣溶膠很容易被人吸入肺中，這也是為什麼要進行環境檢測的原因。”
2021年5月，世衛就開始用希臘字母為新冠毒株命名，到目前已命名10余種變異毒株，包括阿爾法、貝塔、德爾塔等。而當下的奧密克戎仍在變異，面對不同的毒株，檢測系統能否有效應對？
“我們的檢測都是針對病毒的保守序列。病毒雖然在不斷變異，但是其有些部分是不變的，保守序列就是不變的部分。因為一旦病毒保守序列發生改變，這個病毒就會‘死掉’。”劉鵬表示，檢測基於保守序列，因而無論是德爾塔還是奧密克戎，檢測系統都可以準確檢測。
同時劉鵬也表示，由於檢測系統是針對保守序列的，因而在第一時間只能判定樣本為陰性還是陽性，若要查明具體陽性樣本是哪種變異毒株，還需要進一步細化檢測。
同心聚力，僅用8個月完成攻關
在這一項目的彙報中，成果簡明扼要：清華大學聯合北京大學、昌平實驗室、中國醫學科學院病原生物學研究所等單位共同攻關，開發完成了公共空間生物氣溶膠新冠病毒核酸檢測系統。
簡單的一句話背後是精細分工下諸多科研單位8個多月的奮戰。這場應急開發于2020年10月開始。劉鵬介紹，這一項目的氣溶膠採集器由北京大學要茂盛教授在此前開發完成，但在檢測端缺乏一個非常靈敏的檢測系統，此前檢測方法在靈敏度、檢測時間、操作簡便性以及與採集器配合等方面無法滿足賽時需求，需要開發全新的“樣品入—結果出”的檢測系統。
對於檢測系統的研發分工，劉鵬展示了一張粗略的分工表：清華大學負責一體化高靈敏度核酸分析儀的研發和技術轉化，組織北京冬奧會和冬殘奧會期間的氣溶膠檢測工作，提供人員和技術支援；北京大學負責氣溶膠採集器的研發和技術轉化；昌平實驗室組織北京冬奧會和冬殘奧會期間的氣溶膠檢測工作；中國醫學科學院病原生物學研究所負責協助進行系統的驗證和安全性驗證；首都醫科大學附屬北京地壇醫院負責協助進行系統的臨床驗證……
在劉鵬的印象裏，檢測系統的“高光時刻”在去年4月。那時候，這項技術剛剛研發完成，劉鵬團隊便與朝陽疾控和地壇醫院一起完成了臨床的小範圍測試。
“為了保證實驗的準確性，我們採用了盲測的方法，從醫院採集了病人的鼻咽拭子、唾液、呼出的氣體和病房中的氣溶膠樣本，每份樣本一分為二，一部分由我們來檢測，另一部分由朝陽疾控用常規方法做檢測。我們在檢測前並不知道是什麼樣的樣本，也無法預料結果如何。幸運的是，最終的結果非常好。”劉鵬説。
服務冬奧，高效精確不失安全
據北京大學環境科學與工程學院博士生李心月介紹，在賽時場館內每200平方米會設置一個氣溶膠採集器，採集器利用旋風采樣的原理，將待檢測空氣中的顆粒採集到盛有病毒滅活液的採樣管中，之後由專人轉運出來，運送到固定檢測點做檢測。
賽事的穩定運作，對檢測系統的效率、安全、準確都提出了高要求，系統可以同時滿足嗎？劉鵬對此的回答是肯定的。
“拋開運送時間不算，檢測系統完成全自動核酸提取與擴增檢測，並出具檢測報告只需要45分鐘左右。一台檢測系統可同時檢測8個樣本。”
對於檢測準確性劉鵬談道，自2021年10月20日至2021年12月14日，團隊共檢測氣溶膠樣本348例，成功率100%。更為難得的是，這種準確性是在10倍于日常檢測的低檢測線下完成的。
“作為防控手段我們就希望檢測系統越靈敏越好，也就是檢測線越低越好，盡可能發現潛在的哪怕是‘弱陽性’的樣本。經測試我們的檢測系統靈敏度為20拷貝/毫升，其靈敏度為我們日常進行的咽拭子核酸檢測的10倍。”
效率與準確固然重要，安全更為重要，這既包括樣本安全也包括運送人員的安全。劉鵬介紹，採樣管中的病毒滅活液與封閉保存運送方法保證了樣本和運送人員的安全，若檢測結果出現弱陽性或是更換了樣本採集點位，都會對採集器等進行程式性的消殺。
談及檢測系統的未來推廣，劉鵬表示，冬奧是一個非常好的應用場景。冬奧示範應用後，可在人流比較密集的地方，如醫院、車站、機場等場所嘗試應用該檢測系統，這樣可更及時地追蹤到相關人員，減少疫情傳播和核酸檢測人數。
《光明日報》（ 2022年01月21日09版）
