采样之谜：有病例核酸 11 次才阳性，部分隔离点要求全员肛拭子
本文作者：手抖毛大夫
近日，一条有关北京大兴地区疫情的新闻让「肛拭子」这三个字走上热搜。
1 月 19 日，北京疫情发布会上，大兴区委副书记、区长王有国介绍「紧急启用 17 个集中隔离点，对病例所在学校全体师生落实集中隔离……对病例所在学校全体学生、教职工等全部进行鼻咽拭子、口咽拭子、肛拭子及血清检测，已完成 1298 人的采样工作，采集样本 5192 份。」
1 月 4 日，大连市民政局局长汤易在当地政府举行的疫情防控发布会介绍一例特殊病例：「有的做了 11 次核酸检测才显出阳性，有的地区检测 6 轮还有阳性病例出现。」
到底要采集多少种、多少次样本才可能让新冠病毒无所遁形？
带着这个问题，我们来一窥这枚小小的肛拭子和它背后人类降低新冠检测「假阴性」的探索之路。
为什么要查肛拭子？
用最简单的一句话概括：为了提高新冠病毒感染者的检出率。
过去一年中，我们可以看到多个粪便检测出新冠病毒核酸阳性的报道。
早在 2020 年 2月 ，在有关新冠疫情最初的一批文献报道中，不仅有感染者出现腹泻等消化道症状的描述，也出现了粪便标本或肛拭子标本中新冠病毒核酸检测阳性的情况。[1,2,3]
在一项包含 4243 名确诊新冠患者的 60 项研究的荟萃分析中 ，全部确诊患者粪便样本中病毒 RNA 阳性率为48.1％（95％CI，38.3～57.9%）。[4]
比起粪便中可能存在病毒核酸阳性的情况，更有价值的发现是一些新冠感染者可能在咽拭子、肺泡灌洗液等呼吸道标本病毒核酸检测阴性的同时存在粪便标本检测阳性。
这意味着，在一个新冠病毒感染者的全病程中，粪便标本可检测出病毒核酸阳性的时间可能比被更广泛检测的呼吸道标本持续时间更长。
同样在上面那篇荟萃分析中，有 70.3％ 病毒核酸阳性标本是从呼吸道样本中丢失病毒后检测出的。
值得注意的是，粪便标本中病毒核酸检测阳性的情况，更多出现在存在腹泻等消化道症状的感染者中。前述研究在存在腹泻和不伴腹泻的感染者人群中检出的粪便病毒 RNA 的比例分别为 38.5％ 和 8.7％（P = 0.02），存在显著差异。
此外，在其他研究报道中也发现肛拭子检测阳性时间可以先于鼻咽拭子；有少部分病例在病程后期，临床症状改善、鼻咽 / 口咽拭子核酸转阴后，肛拭子核酸仍持续呈阳性的情况。
例如，在一篇关于我国浙江省 2020 年初新冠疫情的论文研究中就提到，部分确诊者粪便中病毒核酸阳性的持续时间（22 天，四分位数范围为 17～31 天）显著长于呼吸系统（18 天，13～29天，P=0.02）和血清样本（16 天，11～21天，P <0.001） 。[5]
因此，对于一部分新冠病毒感染者来说，增加肛拭子核酸检测能够提高感染者检出率，减少漏诊，尤其是以肠道症状为主要表现的患者。
在评估患者可否出院、解除隔离的时候，粪便或肛拭子标本的监测结果也具备重要的参考意义。
肛拭子怎么查？
首先看工具。与咽拭子相比，肛拭子在样貌上并没有太大的差异，同样是一根长长的、可折断的塑料棉签造型，唯一的差别可能就是肛拭子会比鼻咽拭子和口咽拭子更加粗壮一些。
上图由上自下依次为鼻咽拭子、口咽拭子和肛拭子。一般来说，三者的直径以次增粗，但实际使用中差别并不大，必要的时候也可以通用。
按照规范的采集要求，被采集者应该摆为胸膝位体位，检测者将肛拭子由肛门插入 2～3cm，并旋转擦拭 5～10 圈。
作者所在医院配发的肛拭子采集说明书
当自己成为被采集者的时候，感受可能相对来说就不是那么「美好」了——不仅摆放体位的过程比较费劲，而且根据采集者力度大小，会出现不同程度的便意和刺激感。不过，好在这个过程只会持续短短的数秒钟。
不过，根据身边的接触，在医疗机构中，由于实际操作的便利性，大部分的情况下医生和患者都更加愿意选择自行留取粪便标本，当采集时间较紧或部分患者采集粪便十分困难的时候，才有肛拭子「大显神威」的场合。
此外，这里还有一个有趣的冷知识——在必要的时候，肛拭子也是允许自采的。
类似的需求更多出现在国外的一些筛查场合，例如部分国家允许需要检测但又怀疑集中检测容易发生交叉感染的被检者自行采集标本后邮寄送检。
不过实际操作中，由于集中监测场合一般会有严格的消毒，交叉感染风险很低，自行检测可能存在样本采集或运输不规范的情况影响检测质量，因此我国并没有采用这种自采寄检的模式进行大规模检测。
肛拭子 VS 粪便样本，怎么选？
另一问题是：如果粪便中能够检测出病毒核酸，为什么不直接留取粪便送检就好？是因为肛拭子检测的敏感性比粪便要更高吗？
其实，如果单就检测的敏感性来说，粪便标本其实更佳——粪便标本新冠病毒核酸检测阳性率高于肛拭子。[6]
在一些地方的监测规范中，也提到了在可以采集到粪便的时候应该优先采集粪便，只有在采集粪便困难的时候才使用肛拭子。
北京某免疫学专家告诉丁香园，从个人角度「并不是非常推崇肛拭子检测，如果真的担心肠道感染，应该做粪便检测，特别是粪便电镜新冠病毒感染颗粒，作为证据更加确切。肛拭子可能受到很多因素影响，比如肛门其他的污染、使用肛门冲洗的马桶，都可能影响检出率。之所以一些地区选择测，可能更多是从操作的角度，粪便样本的处理会更加麻烦一些。」
除了粪便标本处理流程比较麻烦外，等待时间也是一个问题：不是所有人都能够随时随地「有便可排」——比如有人便秘、有人腹泻、有人检测前刚刚去过厕所——往往不能及时留取同期粪便样本。
相比粪便标本，肛拭子不仅在采集、运输上更加方便，较粪便标本在做 RT-qPCR 前处理过程也更为简单。
因此，在文章开头这样对聚集性疫情发生地的集中筛查中，肛拭子比起留取粪便更方便、高效。
此外，我也在网上看到一种说法，认为相比留取粪便，肛拭子造成二次污染乃至病毒传播的风险要更低。这种说法看似有道理，实际上缺乏相关的证据。
就现有检测手段来说，RT-qPCR 检测的是被检样品中的病毒核酸片断，而不是完整的病毒核酸，更不是活病毒。
在新冠患者治愈后，活病毒被免疫系统清除，但是病毒核酸碎片可能仍然存在体内，因此核酸检测仍可能显示阳性。此时的阳性结果，不一定代表患者体内一定有完整的病毒核酸，也不一定代表患者体内存在活病毒。
需要说明的是，对于新冠病毒通过「粪-口」途径传播的说法，目前依然是研究者基于目前对新冠病毒了解做出的推论，而没有确切的证据证明 。[7] 此外，无论是肛拭子还是粪便样本，在实验室检测后都会经过无害化处理。
粪-口途径并不是 COVID-19 传播的驱动因素，其对于新冠传播的意义尚待明确 [7]
再论金标准：如何对抗假阴性？
聊完肛拭子，我们再来说说这次推行肛拭子检测的背后，一个值得大家关注的问题：新冠病毒感染者的检测是否存在所谓的「金标准」？
「金标准」是一个医学概念，即当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠方法，可以正确区分为「有病」和「无病」。
临床常用的金标准包括组织病理学检查（活检、尸检）、手术发现、影像诊断、病原体的分离培养以及长期随访所得的结论等。
对于新冠感染者的筛查来说，是否存在「金标准」有一个很现实的意义，也就是我们在文章开头提出的问题：到底要采集多少种、多少次样本才可能让新冠病毒无所遁形？
很显然，就目前来说，并不存在某种单一的、可以一锤定音的新冠检测筛查金标准。实际上不仅在筛检的场合，即使在最后的确诊阶段，各种不同的监测方法都依然存在不可忽视的「假阴性」率，区别只是程度的高低而已。
所谓所谓假阴性，即金标准诊断为患者，但筛检试验诊断为非患者（阴性），因此该筛检试验中的阴性是假的。
现实中这样的例子并不少见，早在 2020 年 2 月 6 日，就有报道杭州某医院的一位患者 CT 结果高度疑似新冠病毒感染，但连续 6 次核酸检测结果都为阴性，直到第 7 次才测出阳性得以确诊。文章开头的河北某患者进行核酸检测 11 次后方才阳性则是更夸张的例证。
由于缺乏某种单一的「金标准」手段，为了解决新冠诊断这个现实的问题，人们不得已捡起了「并联试验」这个武器。
统计学上「并联试验」的概念指的是：同时应用 2 种诊断方式，只有当 2 种诊断结果都是阴性时，才判定结果为阴性；只要有一种诊断为阳性，就会被判定为阳性。
现实中最简单可行的并联试验手段，就是增加检测的方式和采集标本的种类。目前加入「新冠检测大礼包」的检测手段已经相当之多——鼻咽 / 口咽拭子、肺泡灌洗液、血液（抗体）、粪便 / 肛拭子。
除了这些直接寻找病毒的病原学手段外，还有胸片 / CT 等影像学手段，乃至环境样本等间接手段。
在常用的新冠病毒病原学检测手段中，阳性率最高的为肺泡灌洗液。
例如，在《美国医学会杂志》（JAMA）一项对比多种新冠病原学检测手段的研究中 ，支气管肺泡灌洗液标本显示最高阳性率（93％），其次是痰（72％）、鼻拭子（63％）、纤维支气管镜刷活检（46％）、咽拭子（32％）和粪便/肛拭子（29％）。[8]
可以看出，实际检测中，最常用的咽拭子敏感度并不理想：实际阳性率只有不到三分之一，粪便 / 肛拭子样本则也处于较低水平。
这是由于新冠病毒主要感染部位其实是在下呼吸道及肺部，进行咽拭子采上呼吸道样本时，有不小的几率会无法采集到有效的病毒核酸。而作为下呼吸道采样手段的肺泡灌洗虽然阳性率较高，但属于有创操作，费时费力，技术要求高，感控要求也高，因此很难广泛开展。
此外，病毒复制活跃的程度也会受到个人免疫系统作用的影响，如果患者临床上已经出现症状，但体内病毒量还没有达到可以检测出来的程度，此时进行采样也会出现假阴性结果。
而采集样本来自于消化道末端的粪便或肛拭子，虽然对于单个患者有可能在更长的时间跨度中覆盖到病毒核酸出现的时候，但实际上如果作为单一的监测手段，它的敏感度尚不及咽拭子。
增加的肛拭子检测手段，更大的意义还是在于「多一种检测多一条路」，通过增加一种「并联检测」的手段，减少病毒成为「漏网之鱼」的手段。
当然，这种手段的有效性和实际作用，依然需要未来进一步的数据来证明。而与新冠病毒这种「狡猾」的病原体斗智斗勇，探索更灵敏、更准确检测手段的努力，人类也从来没有停止过。（策划：gyouza）
致谢：本文经 北京佑安医院呼吸与感染疾病科副主任医师 李侗曾 专业审核
题图来源：图虫创意
参考文献：
[1] 俞龙，彭伟，朱丹 等. 2019冠状病毒患者出院前核酸检测粪便标本阳性而肛拭子、咽拭子阴性1例报告. 解放军医学院学报，2020，41（2）.
[2] 李萍，赵四林，陈煜枫 等 . 2 例新型冠状病毒肺炎粪便 SARSCoV-2核酸阳性临床启示. 国际检验医学杂志，2020，41（4）：
[3] 吴冰珊，俞婷婷，黄枝妙，等. 新型冠状病毒肺炎确诊病例粪便标本的病毒核酸检测. 中国人兽共患病学报，2020.（2020-02-13）
[4] Gastrointestinal Manifestations of SARS-CoV-2 Infection and Virus Load in Fecal Samples From a Hong Kong Cohort: Systematic Review and Meta-analysis. Cheung KS, Hung IFN, Chan PPY, Lung KC, Tso E, Liu R, Ng YY, Chu MY, Chung TWH, Tam AR, Yip CCY, Leung KH, Fung AY, Zhang RR, Lin Y, Cheng HM, Zhang AJX, To KKW, Chan KH, Yuen KY, Leung WK, Gastroenterology. 2020;159(1):81. Epub 2020 Apr 3.
[5] Viral load dynamics and disease severity in patients infected with SARS-CoV-2 in Zhejiang province, China, January-March 2020: retrospective cohort study. Zheng S, Fan J, Yu F, Feng B, Lou B, Zou Q, Xie G, Lin S, Wang R, Yang X, Chen W, Wang Q, Zhang D, Liu Y, Gong R, Ma Z, Lu S, Xiao Y, Gu Y, Zhang J, Yao H, Xu K, Lu X, Wei G, Zhou J, Fang Q, Cai H, Qiu Y, Sheng J, Chen Y, Liang T, BMJ. 2020;369:m1443. Epub 2020 Apr 21.
[6].Zhu N, Zhang D, Wang W, et al. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019[J]. New England journal of medicine, 2020.
[7] Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus DIsease 2019 (COVID-2019). February 16-24, 2020. http://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/who-china-joint-mission-on-covid-19-final-report.pdf (Accessed on March 04, 2020).
[8] Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens. Wang W, Xu Y, Gao R, Lu R, Han K, Wu G, Tan W, JAMA. 2020;323(18):1843.