文字 柯皓翔  插畫 藍酪

6月24日，一名從台灣返回日本的女留學生，在日本檢出COVID-19（又稱武漢肺炎、新冠肺炎）陽性，引起台灣是否潛藏社區感染的討論。中央流行疫情指揮中心後來聲明，女學生的檢測數據，應是落在「灰色地帶」，其中關鍵，就是台、日對PCR檢測數據的判讀。

目前，國際標準確診檢測工具都是針對病毒核酸進行PCR（polymerase chain reaction，聚合酶連鎖反應）。PCR檢測到底是什麼？有什麼不同種類？它的原理為何、又為何會出現指揮中心所說的「灰色地帶」 呢？

PCR為何是診斷工具的跨時代革命？

PCR中文為「聚合酶連鎖反應」，是實驗室診斷工具重大的革命，但其實，PCR很晚才被發明出來。

過去病毒、細菌檢測診斷或實驗最大的限制，是研究或檢測到一半，檢體和樣本就不夠用，必須透過「細胞培養」等方式，觀察細胞在感染病毒後是否產生病變（cytopathic effect, CPE），過程相對耗時費力。

1983年，美國化學家凱利．穆利斯（Kary B. Mullis）想到以參與DNA複製的「聚合酶」來複製實驗樣本的DNA，這個方法只要少量的DNA，就可以無限量複製，讓PCR的反應能在試管中又快又容易地進行，不只大大提升病菌檢測的時效，也帶動新藥的研發。1993年，穆利斯因而獲得諾貝爾化學獎。

PCR百百種，COVID-19用的是哪一種？

之後，PCR成為分子生物主要技術，並在此基礎上不斷推陳出新，常見的有「即時聚合酶連鎖反應（Real-Time PCR）」、「聚合酶連鎖反應─限制性片段長度多態性（PCR-RFLP）」、「巢式聚合酶連鎖反應（Nested PCR）」及「多重聚合酶連鎖反應（Multiplex PCR）」等等。

這次用在COVID-19確診病例診斷上，包括台灣在內，多使用「即時反轉錄聚合酶連鎖反應（Real-Time RT-PCR）」，即將新型冠狀病毒的RNA「反轉錄」[1]成互補DNA後，再進行DNA擴增反應[2]，並以螢光染劑偵測每次PCR循環後產物總量，藉以判斷疑似病例檢體中是否含有病毒基因，是一種即時、定量的檢測技術。

這個檢測有兩大關鍵：第一，必須找到專一性高的「引子」（primer）[3]釣出病毒特定片段，由於引子設計有螢光標記，會隨反應過程增加亮度、被儀器記錄下來，因此能換算出病毒數量。此次世界衛生組織（WHO）在1月，即對各國公布COVID-19的病毒引子；第二，則是要算出病毒「陽性」定量的Ct值（cycle threshold）──即螢光亮度到達設定的閾值所歷經的循環數。如Ct值是38、代表檢體在歷經38輪放大後，觀測到螢光達到閾值，Ct值愈高，代表病毒RNA濃度愈低、患者體內病毒愈少。

為何同一病人，日本、台灣判讀卻不同？

關於6月24日從台灣返回日本、在日本入境時被檢出陽性的女留學生，疫情指揮中心事後解釋，日方提供的檢驗數值顯示，該女學生PCR的Ct值為37.38，台灣會列入「弱陽性」，會要再次採檢確認。國際上對於COVID-19確診並無一致的Ct值標準，台灣35以下才會被確診為陽性、32以上病毒應已不具感染力。

不過，醫檢單位從實際確診者的數據來看，確診者Ct值有時確實會超過35，部分基因序列測到的Ct值更可以到40幾。因此Ct值若在35至42，建議可以採檢第二次，或搭配抗體檢測、臨床症狀和接觸史來綜合判斷。

檢測為陽性，病毒不一定有感染力？

不過，能測到病毒序列和病毒是否具感染力不能一概而論。日方也表示，女學生在採檢時可能已不具傳染能力。

除了透過PCR檢測外，醫檢人員還可以在P3等級實驗室進行病毒的「細胞培養」，看看能否從檢體「種出病毒」，從而判斷病毒此時還有沒有感染能力。

臨床經驗顯示，Ct值介於30跟35間，有的人病毒養得出來，有的則否；一般而言，若病毒在Ct值31、32就養不出來，即會被認為已不具感染能力。

正因為同樣的Ct值的病人，病毒傳染力卻有差異，台灣早期規定確診個案必須要「三採陰」才能出院，以避免漏放。但若疫情嚴峻時，病人因無法確定是否無傳染力而延長住院，會壓縮醫療資源分配。

長庚大學團隊最新一篇刊登在《臨床微生物學》雜誌（Journal of Clinical Microbiology）研究發現，新冠病毒一個關鍵複製酶「nsp12」與N蛋白、E蛋白的RNA數量，其線性關係若被打破，代表病毒基因可能已經斷裂而不具感染力，此時即可考慮患者不用再隔離或出院，可以在感染人數爆發時，作為資源調度的參考。

諮詢專家／長庚大學新興病毒感染研究中心主任施信如

註釋：
[1]「反轉錄」：「轉錄」是指將DNA上的遺傳訊息，抄錄到RNA的過程；「反轉錄」則是反向，透過「反轉錄酶」作用，以RNA為模板，合成出互補DNA（cDNA）。
[2]DNA擴增反應：互補DNA可以當作模板，在一輪輪的升降溫循環中，不斷重複「DNA變性」、「引子黏合」、「引子延長」的步驟，使雙股DNA從1條變2條，2條變4條，不斷乘以2，產生指數級放大。
[3]「引子」（primer）：人工合成的短DNA片段，可以黏合在單股DNA上，界定複製的目標起始點和終點，一旦和DNA聚合酶結合，就會進一步延長，合成出DNA新的一股。
 

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【全文轉載自報導者The Reporter】
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