24小時響應!走近疫情下的武漢「火眼」實驗室丨聚焦科技抗疫一線

2020-12-27 科技日報

陳曦

2月14日凌晨0:34,武漢「火眼」實驗室樣本接收組的胡高高接到新洲疾控中心的電話,說很快將有446例樣本送過來檢測。放下電話,胡高高馬上和統籌組的王靜反饋,王靜立刻安排樣本中心、提取組做好相應實驗準備……

24小時響應已經成為「火眼」實驗室的工作常態。「火眼」實驗室由武漢華大醫學檢驗所團隊運營,建成以來,「火眼」實驗室為武漢及周邊城市提供了充足的檢測能力,為發熱病人的確診、高危人群的排查、疑似病例的甄別、隔離陽性感染者、保護陰性健康人群提供精準的判斷,成為「雷神山」「火神山」「方艙」等眾多抗疫堡壘名副其實的前哨。

截至2月15日6點,武漢華大醫學檢驗所團隊及其運營的「火眼」實驗室已累計接收包括武漢在內的湖北其他地區超2.4萬人份的檢測樣本。其中,「火眼」實驗室目前已火力全開,從2月5日試運行以來檢測近2萬例。

高強度工作,只為檢測結果能更快交到醫生手中

「火眼」實驗室內景

「我們已做好充分準備,根據武漢及湖北其他地區疫情防控需求高效運轉,確保萬人份/天的檢測能力,甚至更高。」華大基因武漢實驗室負責人、「火眼」實驗室主任田志堅介紹,核酸檢測排查,是確保防疫工作者健康、防疫部署順利開展的重要前提。「火眼」實驗室還能夠進一步承擔規模更大的復產復工人員的科學排查工作。

「樣本通常集中在晚上送到,不少會到凌晨才送來,有時凌晨三四點鐘還有送樣。」華大華中地區負責人朱師達說,每當夜深人靜別人都在休息的時候,卻是「火眼」實驗室裡最忙碌的時刻。從樣本接收,錄入系統,到交付結果,平均需要六至七個小時。「我們基本能做到,早晨八點之前交付前一天所有樣本的檢測結果。」

「說起檢測時間,可能大多數人都會有這樣的疑問,檢測一個樣本,不是兩三個小時就能出結果嗎?」朱師達解釋,這是檢測單個樣本的理論時間,就像在火車站買票,一個人買一張票只要半分鐘時間,但是一萬人在一個窗口買票,花的時間就會很長,為提高速度就必須有更多窗口來處理。規模化檢測和單個檢測實驗不一樣,裡面涉及很多流程。

「核酸檢測過程中,分裝和核酸提取環節危險性最大,樣本中除了咽拭子、鼻拭子,還有相當一部分是痰液,這是傳染風險最高的一種樣本。痰液黏稠,如果帶有病毒,也會比其他樣本含量更高。」朱師達說,因為要直面樣本,因此檢測工作屬於高危操作,檢測人員需要和進入紅區的醫護人員一樣,進行高等級的個人防護。

為保證「火眼」24小時響應,實驗檢測班組實行三班倒,保證隨時有人。這也意味著,檢測人員穿上防護服之後,會在實驗室裡待上近8小時,這期間不能吃、不能喝,也不能上廁所。

「火眼」實驗室工作人員在二級生物安全櫃進行測試。

為了保護檢測人員,高危環節放進了P2負壓實驗室進行,整個提取操作也是在生物安全櫃內完成。「操作空間比較小,穿著厚厚的防護服再對小試管進行操作,真的是個『技術活』。」檢驗員郝鶯歌說。

目前還在讀大四的郝鶯歌,是武漢華大醫學檢驗所有限公司的實習生。作為非正式員工,疫情之下她本可以一走了之,但是這位姑娘和其他三位來實習的男生都選擇了留下參加戰「疫」。今年春節是郝鶯歌第一次沒回家過年,怕爸媽擔心,她只和爸媽輕描淡寫地說了句加班。

郝鶯歌的朋友圈

「爸媽和我視頻的時候,我爸對我說『想留下就留下,但一定要保護好自己,不管發生任何事,給我打電話,我馬上過去接你』,我聽見爸爸的聲音哽咽了,我看見媽媽的眼圈紅了。」郝鶯歌說著,眼圈也有點紅,但是她的眼神中也透露出無比的堅定。

自從疫情爆發以來,實驗室的檢測人員度過了很多不眠之夜,他們在深夜熱火朝天地忙碌著,只為迎著黎明的朝陽,把樣本的檢測結果儘快送到醫生的手中。

流程不斷優化,科技的力量縮短交付周期

「早晨出結果也是考慮到臨床的需要,讓醫生和患者儘早得到消息。為了提高效率,我們最大限度優化、壓縮自己內部的流程和時間,但是前提是保證質量。」朱師達說。

樣品信息錄入與核對。

「從流程上講,有三個技術環節比較限速。」朱師達介紹,「一是樣本的核對和信息錄入階段,各地醫院和社區取樣時,很多信息不全或不清楚,核對信息會花費我們很多時間。因此,我們的工作人員想到為前端取樣提供條碼,加強對樣本的信息化管理。雖然這樣會增加我們工作人員的工作量,但是可以大大加快信息核對時間,縮短檢測流程一個小時甚至更長。」

二是在提取階段。核酸提取是檢測的關鍵步驟,把裡面的RNA提取出來,這一步小型實驗室主要靠手工方法進行提取,步驟繁瑣,還會受人為影響。「『火眼』實驗室用到了華大智造MGISP自動化樣本製備系統進行核酸提取,能大大加快提取階段的通量速度,一次能處理幾百上千個樣本,上機後完全無人工幹預,自動化提取環節僅耗時一小時,可大大加快規模化樣本檢測速度。」朱師達介紹。

推遲婚期,來到辦公室加班的謝燕霞

為了能讓先進技術早日應用,來自華大智造團隊的謝燕霞,推遲了自己的婚禮。每天上百個微信電話,她嗓子沙啞,卻顧不上喝口水。「測序系統產品要申請緊急審批程序,沒辦法,一個原本預計在今年年底完成的工作,壓縮到了一個春節。不過我覺得,比起一線的醫護人員,我真的不算辛苦。」謝燕霞真誠地說。

三是在最後結果的審核和報告生成階段,強大的IT團隊在後臺做支持,一方面基於已經很完善的信息系統,同時也針對這次應急檢測的需求,增設伺服器,優化整個IT系統和流程。

「這三部分通過應用科技手段,極大縮短了整個檢測交付周期流程,讓我們『快工也能出細活』。」田志堅欣慰地說。

「會有一些檢測結果的Ct值(PCR結果指標)在38-40之間,我們稱之為『灰區』,不能直接判定是陰性還是陽性,『灰區』結果樣本就要重測,第二次再看它的結果,如果兩次測試沒有確定結果,說明這個樣本可能存在一定問題,需要重採樣。」朱師達解釋說,PCR的反應原理就是通過多次循環擴增,讓特殊核酸序列呈幾何倍數的增加,40個循環是檢測的標準,確定的時間是一個半小時。很多低病毒載量樣本,一般要30個循環才能被檢測到,達到最基本的檢測線,循環數和時間是要有基本保障的。「火眼」實驗室儘管面對巨大量的檢測樣本,仍然嚴格對每一個樣本負責。

實驗室團隊奮戰,舍小家為大家保一方平安

「火眼」實驗室建築總面積近2000平方米,其中,核心實驗區總面積達1000平方米,嚴格按照P2(生物安全二級)實驗室設計。這麼大面積、高規格的實驗室僅用了5天時間就建成了。由於時間緊迫,建設工期短,實驗室的設施也分出了「三六九等」,即優先保證實驗室裡與檢測相關設施的完善,很多非檢測必須設施還都沒有到位。

實驗室裡樂觀的「大白」們

「比如目前檢測實驗室裡還沒有安裝暖風空調,但還必須按要求進行通風換氣,因此實驗室裡冷風嗖嗖地吹。很多檢測人員為了禦寒,就把羽絨服穿在防護服裡面。這樣一來,非常臃腫,也在一定程度上增加了檢測的操作難度。」田志堅說,「不過大家都很樂觀,還互相調侃,我們看起來都像卡通人『大白』了。一家愛心企業聽說後,還給我們的檢測人員捐贈了200件羽絨服,我們非常感謝他們。」

與實驗室核心區域的「高大上」形成鮮明對比的是,實驗室的休息區和辦公室都非常簡陋。「為了保證檢測人員能有充沛的精力進行檢測工作,我們每天都會保證他們有充分的休息時間。但是其他的工作人員就沒有這個待遇了。因為我們還有很多員工分散在外地,因此人手非常緊張。」朱師達說,大家基本上都吃住在實驗室的辦公室裡,座位不夠,就蹲著或站著吃盒飯,困了,就找個椅子閉眼休息一會。

朱師達(左)和田志堅(右)在實驗室外吃盒飯。

實驗室的工作人員連續高強度工作,克服了非常多困難。吳昊負責實驗室的統籌協調工作,此時的他,已經將近70個小時沒睡一個整覺了。儘管開車5分鐘就能回家,但他也沒回去看看不滿一歲的孩子和老人。「我妻子是武漢第六醫院的醫生,這次也在一線工作,由於我們都回不去家,因此就狠狠心給孩子斷了母乳。」吳昊說起對家人的牽掛,一連串說了8個「特別」擔心,「我希望通過我們的努力,能讓春天早點到來,讓我兒子也能早點看到媽媽。

「很多實驗員舍小家為大家,即使家住武漢,也不回去,就近住宿舍。大家最奢侈的願望就是什麼時候能理個髮?」朱師達笑著說,最後大家自力更生,用寶寶剃髮器自己修剪髮型,雖然手藝不過硬,不過也算是解了燃眉之急。

「『火眼』實驗室,起名之初就是希望實驗室能用它的『火眼金睛』,『保陰』(保障陰性人群正常生活)、『隔陽』(隔離陽性患者,讓疑似人群儘早確診),與『火神山』『雷神山』一起,組成堅強的抗疫堡壘,保一方百姓平安。」田志堅的語氣中透著堅定。

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來源:科技日報 文中圖片均由作者提供

編輯:李俊霞

審核:王小龍

終審:冷文生

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