小代君說
近日,國家衛(wèi)健委舉辦全國視頻會(huì)議,明確提出“所有縣區(qū)級(jí)以上疾控機(jī)構(gòu)、二級(jí)以上綜合醫(yī)院要抓緊進(jìn)行改造,在短時(shí)間內(nèi)形成核酸檢測能力”。你們醫(yī)院開始了嗎?
各地的公立機(jī)構(gòu)檢測能力不能滿足需求只是暫時(shí)的,獨(dú)立醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室在充實(shí)檢測力量的同時(shí),發(fā)揮自己豐富的檢驗(yàn)管理運(yùn)營理念,以及區(qū)域化覆蓋的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢,融入到“國家隊(duì)”核酸檢測能力的建設(shè)中,順勢而為,乘勢而上。
二級(jí)醫(yī)院將面臨多種挑戰(zhàn)
開展病毒核酸聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)檢測,對檢測場地、實(shí)驗(yàn)人員以及防護(hù)措施都有很高的要求。三級(jí)醫(yī)院都有PCR實(shí)驗(yàn)室,達(dá)到新冠病毒核酸檢測條件并不難,而對于多數(shù)二級(jí)醫(yī)院來說,卻存在著諸多難點(diǎn)。
難點(diǎn)1
場地要求高
場地?zé)o疑是最大的難點(diǎn)之一。新冠病毒核酸檢測需要標(biāo)準(zhǔn)的四區(qū)分隔和氣流控制:試劑準(zhǔn)備、標(biāo)本制備、PCR擴(kuò)增檢測和擴(kuò)增產(chǎn)物檢測四個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)區(qū)。每個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)置有緩沖區(qū),同時(shí)各區(qū)通過氣壓調(diào)節(jié),使整個(gè)PCR實(shí)驗(yàn)過程中試劑和標(biāo)本免受氣溶膠的污染并降低擴(kuò)增產(chǎn)物對人員和環(huán)境的污染。機(jī)械連鎖不銹鋼傳遞窗保證試劑和標(biāo)本在傳遞過程中不受污染(人物分流)。
難點(diǎn)2
人員要求高
進(jìn)入PCR實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)工作者,需要經(jīng)過從基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)原理、規(guī)范操作、質(zhì)量保證到注意事項(xiàng)等規(guī)范的培訓(xùn),并獲取PCR上崗證。二級(jí)醫(yī)院人才相對短缺,操作經(jīng)驗(yàn)欠缺,檢測準(zhǔn)確性待確認(rèn),也需要投入更多人力資源。
難點(diǎn)3
檢測風(fēng)險(xiǎn)與防護(hù)高
檢測過程中,樣本的開蓋,核酸提取的震蕩、離心都有可能產(chǎn)生氣溶膠,有感染的風(fēng)險(xiǎn),個(gè)人防護(hù)必須按照生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室的個(gè)人防護(hù)要求進(jìn)行。
難點(diǎn)4
經(jīng)費(fèi)不足
二級(jí)醫(yī)院,經(jīng)費(fèi)不多,對于建設(shè)PCR實(shí)驗(yàn)室、購買大型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較為吃力。
由此看來,二級(jí)醫(yī)院要逐步達(dá)到新冠病毒核酸檢測條件,確實(shí)存在著諸多難點(diǎn)……
隨著各地都在建立PCR實(shí)驗(yàn)室,本文從硬件基礎(chǔ)的角度,梳理了PCR實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),獨(dú)立醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以運(yùn)用豐富的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行建設(shè)指導(dǎo)、人員梯隊(duì)建立、質(zhì)控體系搭建、區(qū)域化服務(wù)支持等。
如何建設(shè)PCR實(shí)驗(yàn)室
與PCR實(shí)驗(yàn)室建設(shè)相關(guān)的指導(dǎo)文件主要有四份:
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《醫(yī)療機(jī)構(gòu)管理?xiàng)l例》符號(hào)列表
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《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床實(shí)驗(yàn)室管理辦法》
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《臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室管理暫行辦法》
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《臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室管理暫行辦法》
要求臨床PCR實(shí)驗(yàn)室,不但在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置及儀器設(shè)備等硬件上要滿足開展臨床檢驗(yàn)的條件,而且要求實(shí)驗(yàn)室在日常工作要有文件化的工作程序。
下面就在PCR實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中的幾個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行闡述:
01
建立PCR實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的具體情況編寫質(zhì)量體系文件,《質(zhì)量手冊》、《程序文件》、《作業(yè)指導(dǎo)書》,并保證管理體系運(yùn)行有效。
管理體系的特點(diǎn)是應(yīng)有明確的目的、規(guī)范的管理、有效的制約、高效的機(jī)制、能自我發(fā)展的整體。
建立完善的SOP文件,對完成各項(xiàng)質(zhì)量活動(dòng)的方法作出規(guī)定,每個(gè)SOP都應(yīng)對一個(gè)或一組相互關(guān)系的活動(dòng)進(jìn)行描述。
每個(gè)SOP文件應(yīng)說明該項(xiàng)質(zhì)量各環(huán)節(jié)的輸入、轉(zhuǎn)換和輸出所需的文件、物資、人員、記錄以及它們與有關(guān)活動(dòng)的接口關(guān)系。
明確每個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換過程中各項(xiàng)因素的要求,即由誰做、做什么、做到什么程序、達(dá)到什么要求,如何控制、形成什么記錄和報(bào)告,以及相應(yīng)的審批手續(xù)。
規(guī)定在質(zhì)量活動(dòng)中需要注意的例外或特殊情況的糾正措施。SOP應(yīng)簡練、明確和易懂并且工作人員熟練掌握和嚴(yán)格遵守。
02
PCR實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)設(shè)置
要完成一組PCR實(shí)驗(yàn),通常需要經(jīng)過試劑配制、樣品處理、核酸擴(kuò)增和產(chǎn)物分析4個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。
這4個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)用房應(yīng)相鄰布置,組成一個(gè)獨(dú)立的PCR實(shí)驗(yàn)區(qū)。標(biāo)準(zhǔn)的PCR實(shí)驗(yàn)區(qū)包括:試劑準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū)、各區(qū)配套的緩沖區(qū)及公共走廊。
PCR實(shí)驗(yàn)室整體平面布局
某醫(yī)院PCR實(shí)驗(yàn)室平面布局如圖所示,整個(gè)區(qū)域有一個(gè)公用走廊,每個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)有專門的緩沖區(qū)。通過壓差控制,使整個(gè)PCR實(shí)驗(yàn)過程中試劑和標(biāo)本免受氣溶膠的污染,并且降低擴(kuò)增產(chǎn)物對人員和環(huán)境的污染。
▲某醫(yī)院PCR實(shí)驗(yàn)室平面圖
試劑準(zhǔn)備區(qū)
該實(shí)驗(yàn)區(qū)主要進(jìn)行的操作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應(yīng)混合液的制備。
試劑和用于標(biāo)本制作的材料應(yīng)直接運(yùn)送至該區(qū),不得經(jīng)過其他區(qū)域。試劑原材料必須貯存在本區(qū)內(nèi),并在本區(qū)內(nèi)制備成所需的貯存試劑。
試劑準(zhǔn)備區(qū)配備有2~8°C冰箱和-80°C冰箱,計(jì)算冷負(fù)荷時(shí),需要將它們計(jì)算在內(nèi)。
房間的面積宜控制在15m2~20m2。本區(qū)的壓力梯度要求為:相對正壓狀態(tài),以防止外界含核酸氣溶膠的空氣進(jìn)入,造成污染。
標(biāo)本制備區(qū)
該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為臨床標(biāo)本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴(kuò)增反應(yīng)管和測定RNA時(shí)cDNA的合成。
標(biāo)本制備區(qū)配備有2~8°C冰箱和-20°C冰箱,計(jì)算冷負(fù)荷時(shí),需要將它們計(jì)算在內(nèi)。在標(biāo)本制備區(qū),還需要配備生物安全柜,用于進(jìn)行提取核酸的操作。
為避免提取的核酸在柜內(nèi)反復(fù)循環(huán),造成標(biāo)本之間的交叉污染,出現(xiàn)假陽性結(jié)果,該區(qū)域配備的生物安全柜必須是B2型的。生物安全柜工作區(qū)垂直氣流全部來自實(shí)驗(yàn)室,排風(fēng)經(jīng)過高效過濾器過濾后直接排至室外,不允許回到安全柜和實(shí)驗(yàn)室中。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備生物安全柜,每配備一臺(tái),實(shí)驗(yàn)室的面積增加10m2;標(biāo)本制備區(qū)的面積宜在25m2~30m2之間。本區(qū)的壓力梯度要求為:相對于鄰近區(qū)域?yàn)檎龎?,以避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染。
擴(kuò)增室
該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為DNA或cDNA擴(kuò)增。此外,已制備的DNA模板和合成的cDNA(來自樣本制備區(qū))的加入和主反應(yīng)混合液(來自試劑貯存和制備區(qū))制備成反應(yīng)混合液等也可在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行。
在巢式PCR測定中,通常在第一輪擴(kuò)增后必須打開反應(yīng)管,因此巢式擴(kuò)增有較高的污染危險(xiǎn)性,第二次加樣必須在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行。
擴(kuò)增室主要配備PCR實(shí)驗(yàn)室的核心儀器PCR儀,本文實(shí)例中使用了ABI7500和ABI9700兩種PCR儀。
在實(shí)驗(yàn)室建造過程中,需要給PCR儀配備專門的UPS電源,以保證其正常工作。該區(qū)面積控制在15m2~20m2。
本區(qū)的壓力梯度要求為:相對于鄰近區(qū)域?yàn)樨?fù)壓,以避免氣溶膠從本區(qū)漏出。為避免氣溶膠所致的污染,應(yīng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)的不必要的走動(dòng)。個(gè)別操作如加樣等應(yīng)在超凈臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。建議采用5~10Pa壓差,在控制上比較容易實(shí)現(xiàn)。
產(chǎn)物分析區(qū)
該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為擴(kuò)增片段的測定。如使用全自動(dòng)封閉分析儀器檢測,此區(qū)域可不設(shè)。
在室內(nèi)配備通風(fēng)櫥,保證房間內(nèi)的相對負(fù)壓,空氣從室外流向室內(nèi)。該區(qū)面積控制在15m²~20m²。
本區(qū)是最主要的擴(kuò)增產(chǎn)物污染來源,因此對本區(qū)的壓力梯度的要求為:相對于鄰近區(qū)域?yàn)樨?fù)壓,以避免擴(kuò)增產(chǎn)物從本區(qū)擴(kuò)散至其它區(qū)域。建議采用5~10Pa壓差,在控制上比較容易實(shí)現(xiàn)。
03
正負(fù)壓區(qū)域緩沖室的設(shè)置
根據(jù)壓力梯度的要求,試劑配制室和樣品處理室為相對正壓,擴(kuò)增室和產(chǎn)物分析室為相對負(fù)壓,要求正壓的區(qū)域和要求負(fù)壓的區(qū)域的緩沖室內(nèi)的壓力設(shè)計(jì)大不相同。
正壓緩沖室符合一般正壓潔凈室的緩沖原則,主要是防止室外環(huán)境空氣中的氣溶膠進(jìn)入室內(nèi)。正壓緩沖室的布置如圖所示。
▲正壓緩沖室的布置圖
負(fù)壓緩沖室則是要求緩沖室對核酸擴(kuò)增室及產(chǎn)物分析區(qū)保持正壓,對緩沖室外也保持正壓(主要是滿足室內(nèi)凈化需要,如室內(nèi)無潔凈要求,此處可以為0壓)。負(fù)壓緩沖室的布置如圖3所示。
▲負(fù)壓緩沖室的布置圖
04
污染的預(yù)防與控制
PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的核心問題是如何避免污染。在實(shí)際工作中,常見的有以下幾種污染類型:擴(kuò)增產(chǎn)物的污染;天然基因組DNA的污染;試劑的污染以及標(biāo)本間的污染。因此要避免污染,首先應(yīng)是預(yù)防,而不是排除。
工作區(qū)域的嚴(yán)格劃分,各個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域要有明顯的標(biāo)記(如醒目的門牌或不同的地面顏色等),以避免各個(gè)不同實(shí)驗(yàn)區(qū)域設(shè)備物品、試劑等發(fā)生混淆。
合理的系統(tǒng)設(shè)置,合理的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置,盡量采用全送全排的空調(diào)系統(tǒng);嚴(yán)格的氣流壓力控制,保證不同的實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同的壓力要求。
規(guī)范的操作,臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員必須進(jìn)行上崗培訓(xùn),在實(shí)驗(yàn)操作過程中,操作者必須戴手套,并經(jīng)常更換。清潔工作及時(shí)、正確。實(shí)驗(yàn)工作結(jié)束后,必須立即對本區(qū)進(jìn)行清潔。
嚴(yán)格的管理:嚴(yán)格控制進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的人員。在各個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域使用帶有明顯區(qū)別標(biāo)志的工作服(如不同顏色),當(dāng)工作人員離開時(shí)不得將本區(qū)的工作服帶至其它區(qū)域;盡量減少在實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)不必要的走動(dòng)以減少交叉污染的可能性。擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)是最主要的擴(kuò)增產(chǎn)物污染來源,廢液不能在實(shí)驗(yàn)室中傾倒,必須經(jīng)消毒液浸泡消毒后在遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)室的地方棄掉,用過的吸頭等一次性材料也應(yīng)經(jīng)消毒液浸泡消毒后統(tǒng)一處理,如焚燒等;
總之,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的問題,這里不討論人員的問題,實(shí)驗(yàn)室人員的培養(yǎng)與沉淀,也需要一個(gè)過程,在建設(shè)的過程中要因地制宜,不要生搬硬套,結(jié)合自己的實(shí)際慢慢摸索出適合自己發(fā)展的建設(shè)思路??茖W(xué)合理建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,更好的發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的作用。