廣篩與普篩、快篩與PCR差別在哪?檢驗量能不足該如何才不會讓窮人餓死

大數聚

20210531

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原文出自 作者臉書貼文,經原作者 台大化學系副教授 徐丞志 授權轉載原文,未經同意者請勿任意轉載!

Cover Image Source:Unsplash(示意圖)

文/台大化學系副教授 徐丞志

對全國的醫學檢驗部門來說,昨天(5月23日)中央流行疫情指揮中心記者會的最大亮點,莫過於陳時中提到了要運用「高通量的自動化檢測儀器」來加速 Covid-19 感染病例的篩檢。此點也間接承認了國內的檢測量能確實不足以應付當前的實際需求,同時又有連續兩日「補登」(英文是 backlog,疾管署稱之為「校正回歸」)的 570 例確診者,國內的政治風向也終於能回歸務實面,去正視通報流程與篩檢量能的問題,而不是如同過去一年妖魔化「普篩/廣篩」這幾個本應中立的科學詞彙

細究其原因,乃是因為其中的技術內容較不易讓一般民眾理解,故趁此機會,在此分別就這上述議題中幾個大眾關切度較高的技術面做一簡要的說明。

普篩和廣篩有什麼差別?真的沒必要普篩或廣篩嗎?

普篩如同人口「普查」,代表的是對一個特定群體內所有人進行地毯式的全面調查。例如前幾天台大醫院針對院內所有任職的人員,共約 8500 名包含醫護人員在內的所有員工進行普篩。

因為臺大醫院本身就有醫檢部門可以進行快篩與 PCR 核酸檢測,所以驗全體員工近一萬人大概兩三天內就可以搞定。但是若放大到數量更大的群體,譬如全台北市或是全台灣的人口數,那就不可能讓所有人都來篩檢,因此實務上,普篩更常會採取「抽樣調查」的方式,依照人口、區域、性別、年齡、職業等依比例選取一個數量比較小的、但又能「代表全體人口」的一群人來做篩檢,並以此回推全體人口染疫的數量。

而廣篩則是完全不一樣的概念。

廣篩與普篩最大的不同,就是廣篩會優先將醫療檢驗資源提供給「高風險」的群體去使用。譬如針對有發燒感冒症狀的,或是有確診者接觸史的人優先採樣進行檢驗。

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關於廣篩的「高風險群檢測」特性,去年全球疫情爆發初期,台大公衛系金傳春老師與我,以及幾位台大感染科醫師聯合投書的文章中(註一),就有清楚的說明。以現行雙北市的作法,以及過去世界各國主要的做法,都是所謂「廣篩」而非「普篩」;儘管如此,名詞的誤用依然經常發生,就連具有醫療背景的柯文哲市長,日前在記者會中也把「廣篩」講成了「普篩」。

上述名詞混淆並非難以理解,因為廣篩與普篩同樣都需要有充足的檢測量能才能有效執行。過去一年台灣因為邊境防守策略成功,國內並無立即迫切的需求去擴大檢測量能,再加上國內複雜的政治因素的干擾,造成「普篩」一詞受到一定程度的汙名化,連帶也使得國際上皆採行的「廣篩」,並未被積極做動員佈署。

然而,許多人都忽略了廣篩(再次強調不是普篩)的一個重點,就是可以儘速區隔染病和健康者,讓低風險族群可以維持較高的自由度和勞動生產力,這個做法在其他國家都證實有效並且積極採行。或許國內許多人依然會覺得,就所有人一起減少外出,通通在家工作一個月就可以控制疫情,但在經濟面上仍須考量很多社會弱勢族群,他們一天不工作全家人就一天沒飯吃,怎麼讓這些人維持基本的生產和工時,也是另一個管理學和政治學上的難題(註二)。

總結:在疫情大流行的區域,針對高風險族群進行「廣篩」仍然有其必要性。

抗原快篩和 PCR 核酸檢測有什麼差別?哪種比較符合台灣當前所需?

這部分網路上可以查到非常多資料,這邊就不去敘述太多技術細節。簡單說,抗原快篩是針對病毒表面可以誘發宿主免疫反應的特別結構(大多是蛋白質),去設計對應的分子探針去進行專一性的辨識;而核酸檢測(就是報導中常講的 PCR)則是直接針對病毒的 RNA 片段去辨識並且藉由不斷倍增的核酸片段去達到訊號放大的效果。

抗原快篩最大的優勢在於快速簡便(大家熟知的驗孕棒就是代表性的例子),缺點就是偽陽性和偽陰性的比例較高,去年國內在吵普篩議題時,衛服部甚至是當時的行政院副院長陳其邁還特別做了一系列衛教宣傳,解釋在盛行率不高的區域做快篩會造成誤判和無謂的焦慮。因此目前在 WHO 的指引裡面,核酸檢測依然是用來確診 COVID-19 的黃金標準。

另外近幾年還有廠商開發出針對核酸的快篩技術,一樣可以用來檢測病毒;至於去年曾上了各大新聞頭條的血清抗體檢測,那是要去量測受感染者或是打過疫苗者的免疫反應。為了避免混淆,上述兩者這邊就不特別去敘述。

近期柯文哲市長提出要以快篩的結果作為診斷依據,中央也表示在考慮中。首先要說,柯市長的考量是非常務實的,因為當務之急就是先找出感染者並加以隔離,而要達到此「減災」的目標,就是只能靠著充沛的檢測量能去儘可能的撈出所有的感染者

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過去一年不用快篩,是因為盛行率低的時候採用快篩,會有很高的偽陽性患者。例如最近的例子,朝陽 1168 名學生,普篩後共有 27 名快篩陽性,但是以 PCR 核酸檢測確認這些人都是陰性;另一個例子是台大 8500 名員工,採用抗原快篩,有 60 名快篩陽性,但是以更精準的 PCR 篩檢後,確認所有都是陰性。

但儘管如此,快篩依然能夠快速匡列有疑慮的患者,先行隔離,維持整個醫院的運作,待 PCR 確認後,再將偽陽性的人解除隔離,如此二合一的作法,能兼顧時效性並維持人員的工作量能。

此外,在盛行率高的區域(通常來說只要陽性率超過 5%),快篩的真陽性的比例就會大幅攀升,也就是抓錯人的情況就會變得比較少見,也不會有醫療資源浪費的情況。至於大家常講的偽陰性造成漏抓縱放的情形,因為快篩產品都有個抗原濃度的閥值,病毒量低於該閥值基本上也不具有傳染力,因此就算沒抓到這些「弱陽性」的人也不至於有立即的危害。

簡單講,快篩可以作為一個「加速決策」的工具,例如現在各大醫院手術與急診室都需要陰性確診報告才能進去,若全部都得等到 PCR 結果出來,可能會錯失治療的黃金時期。最近就有孕婦因為等不到篩檢報告進產房,而最後直接在急診室生產的例子。

然而,快篩只能作為一個非常過渡時期的折衷方案,此次 COVID-19 的快篩產品並非過去醫院常規的檢測項目,在人員判讀和樣品準備上,不同人或不同醫院做出來的數據都可能存在有極大的誤差,也因此目前來說並無法完全取代 PCR 作為確診的依據,所有的快篩試驗後續都得經過 PCR 核酸檢驗做最終確認。

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PCR 核酸檢測量能不足怎麼辦?

過去一年台灣的防疫策略重心幾乎放在邊境管制上,採取決戰境外的手段,到目前為止都非常成功。但是不管是基於什麼理由,對於境內的後備動員與調度卻沒有相同的準備工作(註三)。因此國內的醫療檢驗編制基本上維持在去年上半年全球疫情爆發初期的樣貌,除了在衛服部轄屬的檢驗單位配置了幾台比較像是示範性質的自動化核酸檢測機台。(關於自動化機台的這部分,可以參考去年台大醫院院長吳明賢醫師、主治醫師吳偉愷醫師等人與我刊登在 Nature Biotechnology 的投書,如註四)。

過去兩個禮拜因為疫情突然在本土大爆發,也造成檢測案件暴增。以目前疾管局公布的數字來看,目前仍有約四萬例的待測案件(註五),排隊等著去進行 PCR 檢測,此外過去一周平均每天約新增17,000 例的待測案件。再者,許多有醫療需求的民眾,他們也需要取得 PCR 的檢測報告,以台灣全國每天檢測量能約 15,000 件來計算,仍然是趕不上實際需求的

也因此,昨天陳時中在記者會上另一個亮點,就是提出要民間檢驗單位盡速完成認證,讓它們也能出檢驗報告,而且每個單位提供五百萬元補助,擔負 PCR 檢測分流的工作。這也說明了一件事情,現在台灣主要的問題不在於 PCR 檢測量能不夠,而在於「符合法規」能夠出報告的 PCR machine 有限。

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實際上粗估全台灣的 qPCR machine 全部動員起來一天測個三五萬例絕不是難事,這些機器除了放在衛服部昆陽實驗室以及各大醫院檢驗部 ─ 這些已經沒日沒夜投入檢測的單位外,還有很多是在學術單位的研究室和核心實驗室(例如獸醫和生物科技相關的實驗室),以及民間業者的檢測公司,而這些單位都有能力進行臨床樣品分析。但關鍵就在於,根據規定這些 PCR 機器必須是放在 P2 安全等級的實驗室空間才能檢驗具有感染性的樣品,而且要出產報告必須先經過主管機關認證,並且有醫檢師執照才可核發檢驗報告。上述幾點,包含空間和人力上的規範,都限制了每日的檢測量上限。

台灣的生技產業這幾年非常興盛,因此檢測的硬體設施並不是沒有(註六),關鍵在於如何放寬規定讓原本編制外的機器都能投產,立即受徵調來擔負「國家檢測隊」的任務

實際上,類似的做法在國外早已施行了一年,例如美國各州都有衛生局徵調研究單位的 PCR 機台去進行檢測,而中國大陸更是將大量的檢測工作外包給民間企業。舉中國最大的基因檢測公司華大基因為例,華大去年整年的營收比疫情前成長了將近一倍,主因推測就是由於承攬了來自各地政府大量的篩檢工作。

當然類似的作法,必然會與既有的醫檢部門產生排擠效應,但是現在疫情如此嚴峻,政府也應具有更高的彈性以應付隨時可能的狀況,並努力去協調過程中可能產生的利益衝突。非常時期,應有非常思維。

小結

在國人能普遍施打疫苗之前,對抗病毒最有效的方法,就是透過拉大檢測量能,讓所有有需求且感染風險較高的民眾都能進行檢測,盡可能地從中匡列出潛在感染者,盡速進行隔離並提供妥善的醫療照顧。國外許多疫情大爆發的區域,因為醫療量能超載而造成染疫者死亡率飆升的情況時有所聞;國內當前的疫情是否能有效控制住,仍然須仰賴精準的檢驗技術來達成科學防疫,並讓一線的醫療人員能夠在安全且最有效率的情況下提供必要的照護。

這場與病毒的戰爭才剛剛開打,但只要全民齊心,我們就有信心能夠獲得最後的勝利。


【參考資料】

註一:「台灣較適高風險群檢測新冠病毒」

https://tw.appledaily.com/....../TP7HXTRJB5567ZPSAUNTFHV7ZM/

註二:「房租、保母錢、生活費怎麼付? 酒店單親媽考慮「下海」」

https://vip.udn.com/vip/story/121942/5468405

註三:「科學防疫的缺口──快篩試劑未列入物資整備、社區感染演練也遭否決」

https://www.twreporter.org/....../shortage-fo-covid-19......

註四:“Pandemic preparedness in Taiwan.”

https://www.nature.com/articles/s41587-020-0630-0

註五:防疫科技資訊平台

https://covid.stpi.narl.org.tw/

註六:「新冠篩檢 八家生醫救援」

https://money.udn.com/money/story/10161/5468250



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