為快速大幅提升檢測能力，“紓臨床診斷之困，解社會(huì)恐慌之壓、破武漢封城之局”，武漢市東湖高新區(qū)政府支持建設(shè)、華大運(yùn)行的新型冠狀病毒核酸檢測實(shí)驗(yàn)室，命名為“火眼”實(shí)驗(yàn)室，從設(shè)計(jì)到啟動(dòng)運(yùn)營，僅僅用了5天時(shí)間，日均檢測能力達(dá)到萬人份。3月1日樣本接收峰值超過1.4萬例，并在當(dāng)日已提升通量能力至2萬人份/日。3月5日，當(dāng)日樣本接收峰值接近1.6萬例。截至3月22日，全國“火眼”實(shí)驗(yàn)室已完成近56萬人份檢測，其中深圳已完成超過31萬人份，全國日通量可達(dá)6萬人份，根據(jù)需要整體可繼續(xù)提升。

實(shí)驗(yàn)室方案可以短期提升檢測能力，達(dá)到“早檢測，早隔離”。同時(shí)，面對(duì)日益嚴(yán)峻的國外疫情，“火眼”實(shí)驗(yàn)室模式正在輸出海外。有效地總結(jié)新冠高通量檢測的“火眼”模式，將為全球新冠病毒防控帶來有益啟發(fā)。

近日，開放式學(xué)術(shù)研究平臺(tái)OSF（open science framework）在線更新了一篇關(guān)于新型冠狀病毒防控的研究成果，首次介紹了華大自動(dòng)化檢測方法的高通量“火眼”模式。該檢測模式對(duì)新冠病毒檢測的通量可靈活適配，且可擴(kuò)展?jié)M足不同通量樣本的要求；其標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量體系可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)各流程檢測結(jié)果有保障；在武漢其日檢測能力達(dá)到萬例以上的規(guī)模，該標(biāo)準(zhǔn)化的檢測平臺(tái)為政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)提供了一站式病毒檢測平臺(tái)方案，該方案對(duì)疫情檢測防控有實(shí)效。

文章第一作者：劉晨、黃標(biāo)、周榮芳；
通訊作者：田志堅(jiān)、黃金

1、完整的實(shí)驗(yàn)流程

為了高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行核酸檢測，本文介紹了一種靈活、高通量的檢測模式 ，成功地在COVID-19流行中發(fā)揮了重要作用。為了短期內(nèi)大幅提升檢測能力，“火眼”使用了靈活的自動(dòng)化提取方案，利用自動(dòng)化提取方法和qRT-PCR技術(shù)開發(fā)了SARS-CoV-2高通量核酸檢測流程。

“火眼”實(shí)驗(yàn)室主要流程包括：樣本接收、樣本滅活、信息錄入、核酸提取、熒光PCR檢測、報(bào)告發(fā)放，其中自動(dòng)化提取只需一鍵開始就可完成病毒裂解、磁珠核酸提取、洗脫、回融等多個(gè)步驟。

2、靈活的自動(dòng)化提取方案

該研究成果進(jìn)一步比較了在不同通量的情況下，自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室方案可以短期提升檢測能力。其依賴MGISP-960自動(dòng)化樣本制備系統(tǒng)，能夠在更少人員配比的情況下，在更短時(shí)間內(nèi)完成更多樣本的檢測，達(dá)到“早檢測，早隔離”。

常見的核酸提取方法有手工柱提取法和自動(dòng)化磁珠提取法，其中磁珠提取法更加利于進(jìn)行自動(dòng)化流程的構(gòu)建。本研究中，針對(duì)手工柱提取法和自動(dòng)化磁珠提取法進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)其結(jié)果完全一致，其內(nèi)參基因的Ct值不存在顯著性差異（Student t-test，P = 0.5057），自動(dòng)化提取結(jié)果無顯著性差異。在實(shí)驗(yàn)時(shí)間及人力安排上，自動(dòng)化磁珠提取較手工柱提取更節(jié)省。

自動(dòng)化提取能實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作，更高效

3、高效質(zhì)控保證系統(tǒng)穩(wěn)定性

大規(guī)模的臨床檢測中，質(zhì)量控制極為重要。在“火眼”模式大規(guī)模核酸提取與檢測過程中，研究人員設(shè)置了多個(gè)陰性及陽性對(duì)照，通過監(jiān)控每一批次陰性/陽性對(duì)照的表現(xiàn)，確定提取效率及系統(tǒng)是否存在污染，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。

同時(shí)，研究人員還統(tǒng)計(jì)分析了每天所有樣本在大數(shù)據(jù)邏輯下的內(nèi)參基因表現(xiàn)情況。通過數(shù)據(jù)偏離度、數(shù)據(jù)分布，對(duì)“火眼”實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)果表明“火眼”實(shí)驗(yàn)室在達(dá)到2W/天通量的情況下，對(duì)照數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定，結(jié)果可控。

A 圖為檢測全過程中大數(shù)據(jù)下陽性參考品的（病毒及內(nèi)參基因）Ct波動(dòng)，結(jié)果表明檢測過程在正常范圍內(nèi)；B 圖為提取及熒光qPCR的陰性質(zhì)控孔Ct值表現(xiàn)，結(jié)果表明提取及熒光qPCR 過程氣溶膠等污染控制情況較好；C 圖為大數(shù)據(jù)下，以時(shí)間維度區(qū)分的所有樣本的內(nèi)參基因的擴(kuò)增Ct數(shù)值箱型圖，結(jié)果表明在大數(shù)據(jù)維度下，檢測過程正常穩(wěn)定。

核酸檢測方法作為冠狀病毒傳統(tǒng)檢測方法，也是檢測冠狀病毒的金標(biāo)準(zhǔn)。“火眼”實(shí)驗(yàn)室基于核酸檢測方法，提出了針對(duì)不同通量樣本的實(shí)驗(yàn)室方案，在短時(shí)間內(nèi)滿足了武漢市的病原檢測需要。其建立和通量的迅速提升，真正做到了每日檢測清零，為武漢有效隔離感染者和健康人群提供了重要支撐。

當(dāng)前COVID-19的全球大爆發(fā)背景下，快速準(zhǔn)確檢測大量樣本已經(jīng)成為全球疫情控制的需要。該研究不僅提出了大樣本的自動(dòng)化處理方法，更關(guān)注了大樣本檢測中的質(zhì)量保證方案，及時(shí)避免污染的產(chǎn)生，將為全球新冠肺炎防控做出有益的啟發(fā)。