台灣急診醫學會

第四卷第六期
刊登日期：2021/12/30
Taiwan Emergency Medicine Bulletin 4(5) : e2021040610回上頁

台灣急診醫學會診斷科技小組COVID-19急診實驗室檢驗共識

李建璋¹ 李怡姿²、王志宏¹、邱義閔³ 、蔡維德⁴、林晏任⁵、李智晃⁶、許金旺⁷、賴佩芳⁸、陳健驊⁹、蔡哲宏¹⁰、蔡適鴻¹¹、侯重光¹²、台灣急診醫學會診斷科技推動小組

¹台大醫院急診醫學部

²台北榮民總醫院急診部

³高雄長庚急診醫學科

⁴馬偕紀念醫院急診醫學部

⁵彰化基督教醫院急診暨重症醫學部

⁶長庚醫院急診醫學科

⁷萬芳醫院急診重症醫學部

⁸花蓮慈濟醫院急診部

⁹國泰綜合醫院急診醫學部

¹⁰臺中榮民總醫院埔里分院急診醫學科

¹¹三軍總醫院急診醫學部

¹²衛生福利部金門醫院急診醫學科

急診是新冠肺炎的診斷第一線，目前實驗室診斷工具包括核酸擴增檢驗(NAAT, Nucleic Acid Amplification Test)、抗原快速檢驗(RAT, Rapid Antigen Test) ，本共識指南根據美國疾病管制暨預防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)、世界衛生組織(World Health Organization, WHO)的指南，以及最新的證據來完成。診斷新冠肺炎必須先了解核酸抗原以及抗體隨時間的動態變化。新冠肺炎的病毒RNA 通常在症狀開始前1至2天就可以偵測到，症狀開始時一至三天內病毒量會達到最高，此後隨著時間逐漸遞減，通常約3個星期後，通常就無法偵測到病毒^1,2。病毒量和臨床嚴重度以及傳染力相關²，目前主要以Ct (cycle threshold)值來決定^1,3。 Ct值越小，代表病毒量越高。反之，代表病毒量低。一般Ct值40是目前認定陽性的臨界值¹。

核酸擴增檢驗

使用NAAT在感染後五日左右可以測到病毒，平均17日內維持陽性⁴。現行的NAAT大致可以分為兩種。一是中央實驗室(Central Laboratory)高通量(high throughput)檢驗。二則為床旁(Point of care)快速分子檢測。中央實驗室檢驗使用RT-PCR技術具有通量大，準確性高，價格便宜，且提供Ct值的優點。缺點是必須集中批次檢驗，週轉時間(Turnaround time) 大約要3-4小時⁵。床旁快速分子檢測，具有操作簡單、檢驗快速的優點，可單獨檢體上機^6,7,8。依機型的不同，週轉時間為13到45分鐘。使用RT-PCR技術的機型，正確性並不低於常規檢驗。床旁檢驗的限制是成本高，通量低。

床旁快速分子檢測

床旁分子快速檢測目前取得緊急授權使用有兩大類技術，一類用RT-PCR技術，包括羅氏(Roche cobot Liat assay)、生物梅里埃(Biofire FilmArray Respiratory Panel 2.1)、以及賽沛(Cepheid Xpert Xpress )系統。另一類用恆溫擴增反應技術，只有亞培(Abbott ID NOW assay)系統採用⁹。RT-PCR技術有99-100%的靈敏度與100%特異度^3,10,11,12。美國美國食品藥物管理局（Food and Drug Administration，FDA）驗證資料顯示，使用RT-PCR技術的床旁快速分子檢驗和中央實驗室高通量機器檢驗高度吻合^10,11。相較於使用RT-PCR技術只需要20至45分鐘，恆溫PCR技術雖然可以進一步降低到13分鐘以內但是靈敏度稍差 79% 特異度為100%¹³。除了準確性和週轉時間之外，不同的系統檢驗的項目也不同，亞培單純檢驗SARS-CoV2為主，賽沛有單純檢驗SARS-CoV2的檢驗試劑與同時檢測SARS-CoV2、 Influenza A、 Influenza B和RSV等四項病毒報告，羅氏可於20分鐘內同時檢測SARS-CoV2、Influenza A、 Influenza B等三項病毒報告^10,11。生物梅里埃FilmArray 呼吸道套組則可同時檢查22種不同的病毒和非典型細菌(表一)。值得注意的是，美國CDC呼籲，在檢查新冠肺炎的同時，也同時區分流行性感冒病毒感染¹⁴。

表一 : 台灣現行獲得衛福部緊急授權使用許可的4種床旁快速PCR診斷系統

	PCR 技術	週轉時間	靈敏度	特異度
Biofire FilmArray Respiratory Panel 2.1*	RT-PCR	45分鐘	0.98¹⁵	1.00¹⁵
Roche Liat Assay**	RT-PCR	20分鐘	1.00¹⁰	1.00¹⁰
Cepheid Xpert Xpress	RT-PCR	45 分鐘	0.99¹⁶	0.99¹⁶
Abbott ID NOW Assay	Isothermal amplification	13分鐘	0.79¹⁶	1.00¹⁶

*多重PCR，FilmArray Respiratory Panell 2.1除了SARS-CoV2還可以檢查 Adenovirus、 Coronavirus HKU1、 Coronavirus NL63、Coronavirus 229E、Coronavirus OC43、Human Metapneumovirus、 Human Rhinovirus/Enterovirus、 Influenza A、 Influenza A/H1、Influenza A/H3、 Influenza A/H1-2009、 Influenza B、 Parainfluenza Virus 1、 Parainfluenza Virus 2、Parainfluenza Virus 3、Parainfluenza Virus 4和 Respiratory Syncytial Virus。

**Roche Liat Assay可以同時檢驗SARS-CoV2、 Influenza A和 Influenza B。

單一與多重PCR的選擇

新冠肺炎病人有不同的嚴重度與不同的重複感染風險，所以臨床醫師要在不同的時機選擇不同的PCR檢驗，新冠肺炎患者對於病毒合併感染(coinfection)的盛行率是10%細菌合併感染(coinfection)是8%¹⁷。合併感染會增加住院天數或呼吸衰竭，臨床懷疑的輕症患者可以使用羅式 Liat系統同時檢驗SARS-CoV2 和Ａ型或B型流感病毒。重症患者則應考慮使用多重PCR更廣泛的檢驗合併感染，包含非典型細菌或是細菌感染。包括FilmArray呼吸道診斷套組(22種常見呼吸道病毒及非典型細菌)，或是更廣泛的FilmArray肺炎套組(22種常見呼吸道病毒及非典型細菌4種抗藥性基因)¹⁸，皆為目前臨床使用的選擇。已經有多個臨床研究顯示，使用肺炎套組在新冠肺炎患者可有效的指引抗生素使用，減少抗生素過度使用的情形¹⁹。簡言之，對於新冠肺炎必須考慮合併感染的問題。

高通量或是床旁快檢的選擇

高通量檢查是一般常規的檢查，但是有週轉時間長的問題，遇到一些對時間特別敏感的情況，例如重症患者，使用床旁快檢可以提升診斷效率，及早治療改善病情。急開刀、急住院、急生產時應該考慮選用床旁快檢⁷。在流感季節，使用Liat可以同時能檢驗SARS-CoV2 和Ａ型或B型流感，更能節省時間與醫療資源¹⁴。

快速抗原檢驗

感染後約5天可在上呼吸道偵測到抗原，快速抗原檢驗(俗稱快篩)的優點是低成本、幾乎不需要任何的儀器設備，且省時，檢驗週轉時間只需要5至10分鐘。但限制是敏感度不如核酸擴增檢驗²⁰。快速抗原檢驗表現最好的情況現在有症狀的患者第一個星期之內。這個時期病患的病毒量最高。快速抗原檢驗有症狀的患者一星期內敏感度大約可以提升到 60%至80%，其他時期敏感度大約40%至60%^21,22,23。因為快速抗原檢驗敏感度不足，所以使用快速抗原檢驗要結合其他臨床接觸史的因素共同考量。有症狀的可疑患者，抗原檢驗陽性，就可以診斷 COVID-19。至於無症狀但抗原檢驗陽性，必須進行第二階段核酸擴增檢驗，兩者都呈現陽性，才可以確診。

結論

本文為簡化版的共識指南，幫助急診醫師在繁忙的基本工作中快速得到對新冠肺炎不同檢驗工具之使用時機、正確性與相關限制性的更新知識，讀者如果對於更詳細的科學說明有興趣，除了可閱讀參考文獻之外，也可查詢我們即將在Journal of Acute Medicine 刊登的診斷科技小組共識指南全文。

參考文獻

1. Sethuraman N, Jeremiah SS, Ryo A. Interpreting Diagnostic Tests for SARS-CoV-2. JAMA. 2020 Jun 9;323(22):2249-2251.
2. Zheng S, Fan J, Yu F, Feng B,et al. Viral load dynamics and disease severity in patients infected with SARS-CoV-2 in Zhejiang province, China, January-March 2020: retrospective cohort study. BMJ. 2020 Apr 21;369:m1443.
3. Raju S, Anderson NW, Robinson E, et al. Comparison of 6 SARS-CoV-2 Molecular Methods and Correlation With the Cycle Threshold Distribution in Clinical Specimens. J Appl Lab Med 2021;6(6):1452-1462.
4. CDC. Interim Guidance for Antigen Testing for SARS-CoV-2. Centers for Disease Control and Prevention. Published September 9, 2021. Accessed October 22, 2021.
5. Brinati D, Campagner A, Ferrari D, Locatelli M, Banfi G, Cabitza F. Detection of COVID-19 Infection from Routine Blood Exams with Machine Learning: A Feasibility Study. J Med Syst. 2020 Jul 1;44(8):135.
6. Merckx J, Wali R, Schiller I, et al. Diagnostic Accuracy of Novel and Traditional Rapid Tests for Influenza Infection Compared With Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction: A Systematic Review and Meta-analysis. Ann Intern Med 2017;167(6):394-409.
7. Blackall D, Moreno R, Jin J, Plotinsky R, Dworkin R, Oethinger M. Performance Characteristics of the Roche Diagnostics cobas Liat PCR System as a COVID-19 Screening Tool for Hospital Admissions in a Regional Health Care Delivery System. J Clin Microbiol 2021;59(10):e0127821.
8. Basu A, Zinger T, Inglima K, et al. Performance of Abbott ID Now COVID-19 Rapid Nucleic Acid Amplification Test Using Nasopharyngeal Swabs Transported in Viral Transport Media and Dry Nasal Swabs in a New York City Academic Institution. J Clin Microbiol 2020;58(8):e01136-20.
9. FDA. In Vitro Diagnostics EUAs - Molecular Diagnostic Tests for SARS-CoV-2. Published online October 18, 2021. Accessed October 23, 2021.
10. US FDA. cobas SARS-CoV-2 & Influenza A/B Nucleic Acid Test for use on the cobas Liat System - Instructions for Use | FDA. Accessed October 22, 2021.
11. Eckbo EJ, Locher K, Caza M, Li L, Lavergne V, Charles M. Evaluation of the BioFire® COVID-19 test and Respiratory Panel 2.1 for rapid identification of SARS-CoV-2 in nasopharyngeal swab samples. Diagn Microbiol Infect Dis 2021;99(3):115260.
12. Moran A, Beavis KG, Matushek SM, et al. Detection of SARS-CoV-2 by Use of the Cepheid Xpert Xpress SARS-CoV-2 and Roche cobas SARS-CoV-2 Assays. J Clin Microbiol. 2020;58(8):e00772-20.
13. Lee J, Song JU. Diagnostic accuracy of the Cepheid Xpert Xpress and the Abbott ID NOW assay for rapid detection of SARS-CoV-2: A systematic review and meta-analysis. J Med Virol. 2021;93(7):4523-4531.
14. Lab Alert: Changes to CDC RT-PCR for SARS-CoV-2 Testing. Published July 21, 2021. Accessed October 22, 2021.
15. Creager HM, Cabrera B, Schnaubelt A, Cox JL, Cushman-Vokoun AM, Shakir SM, Tardif KD, Huang ML, Jerome KR, Greninger AL, Drobysheva D, Spaulding U, Rogatcheva M, Bourzac KM, Hinrichs SH, Broadhurst MJ, Fey PD. Clinical evaluation of the BioFire® Respiratory Panel 2.1 and detection of SARS-CoV-2. J Clin Virol. 2020 Aug;129:104538.
16. Yoon SH, Yang S, Cho H, Eun S, Koo CM, Kim MK. Point-of-care testing for the detection of SARS-CoV-2: a systematic review and meta-analysis. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2021 Jan;25(1):503-517.
17. Musuuza JS, Watson L, Parmasad V, Putman-Buehler N, Christensen L, Safdar N. Prevalence and outcomes of co-infection and superinfection with SARS-CoV-2 and other pathogens: A systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2021 May 6;16(5):e0251170.
18. Timbrook TT, Hueth KD, Ginocchio CC. Identification of bacterial co-detections in COVID-19 critically Ill patients by BioFire® FilmArray® pneumonia panel: a systematic review and meta-analysis. Diagn Microbiol Infect Dis. 2021 Nov;101(3):115476.
19. Murphy CN, Fowler R, Balada-Llasat JM, et al. Multicenter Evaluation of the BioFire FilmArray Pneumonia/Pneumonia Plus Panel for Detection and Quantification of Agents of Lower Respiratory Tract Infection. J Clin Microbiol. 2020;58(7):e00128-20.
20. Dinnes J, Deeks JJ, Berhane S, et al. Rapid, point-of-care antigen and molecular-based tests for diagnosis of SARS-CoV-2 infection. Cochrane Database Syst Rev. 2021 Mar 24;3(3):CD013705.
21. Schuit E, Veldhuijzen IK, Venekamp RP, et al. Diagnostic accuracy of rapid antigen tests in asymptomatic and presymptomatic close contacts of individuals with confirmed SARS-CoV-2 infection: cross sectional study. BMJ. 2021 Jul 27;374:n1676.
22. Jegerlehner S, Suter-Riniker F, Jent P, Bittel P, Nagler M. Diagnostic accuracy of a SARS-CoV-2 rapid antigen test in real-life clinical settings. Int J Infect Dis;109:118-122.
23. Brümmer LE, Katzenschlager S, Gaeddert M, Erdmann C, Schmitz S, Bota M, Grilli M, Larmann J, Weigand MA, Pollock NR, Macé A, Carmona S, Ongarello S, Sacks JA, Denkinger CM. Accuracy of novel antigen rapid diagnostics for SARS-CoV-2: A living systematic review and meta-analysis. PLoS Med. 2021;18(8):e1003735.