什麼是PCR?新冠病毒確診的檢測方法!

Visualization of the coronavirus causing COVID-19

近期國內COVID-19疫情升溫,做好防疫措施已經是大家的必修課題。在新聞報導上我們經常聽到PCR檢測、患者Ct值多少等資訊。究竟這些名詞代表的是什麼意思呢?今天主廚來跟各位介紹PCR檢測,好讓大家能更清楚地了解疫情相關資訊!

什麼是PCR?

PCR準確性高,檢驗時間長

PCR為Polymerase Chain Reaction的縮寫,中文名稱為聚合酶連鎖反應,也是目前台灣用來檢測新冠病毒的主要方法。PCR檢測相較快篩檢測,具有較高準確性,但檢測時間也更長。台北市長柯文哲也表示以目前檢疫狀況而言,PCR檢測通常需要兩到三天的時間[1]。

也因為檢驗時間較久,再加上疫情初期爆發後,每日檢體量迅速上升,在檢驗量能不足以及行政作業延宕的情況下,篩檢速度跟不上每日確診更新速度,才會有所謂的校正回歸,也就是把確診個案回溯到正確的確診日期。

PCR檢驗原理

隨著分子生物的技術發展,原先的PCR也發展出不同分支的技術,而目前全球主要使用的是Real Time PCR技術(即時聚合酶連鎖反應)[2],該檢驗流程可分為下述步驟[3]:

  • 採集檢體並放置於採檢容器(Viral Transport Medium)
  • 藉由加熱(heating)或添加離散劑(chaotropic agent)使病毒去活性化( inactivation)
  • 萃取病毒RNA
  • 將病毒RNA反轉錄成互補DNA(cDNA)並進行DNA擴增反應
  • 透過與DNA結合的螢光染劑,偵測每次循環後增強的螢光強度來判斷病毒數量

RT-PCR檢測流程圖
圖1 RT-PCR檢測流程圖[3]
由於新冠肺炎病毒十分微小,因此我們必須在PCR流程中不斷放大病毒基因,再來判斷患者檢體是否含有病毒。

其中步驟1 – 3是為了萃取出病毒的遺傳資訊,步驟4則是為了不斷增加病毒遺傳資訊,便於後續檢測。由於病毒遺傳資訊在每次循環中不斷增加,與其結合的螢光染劑強度也不斷增強,便能透過儀器偵測螢光強度,藉此判斷每次循環中的病毒含量。

什麼是Ct值?

我們經常在新聞或記者會上聽到病患的Ct值多少,Ct值代表的究竟是什麼呢?只要了解PCR的檢測過程,Ct值也不難理解!

前個段落提到為了能夠檢測檢體中的病毒量,在PCR流程中會不停放大病毒遺傳資訊,每次循環都會讓病毒基因以2的倍數成長,這個循環次數就是Ct值。因此,當患者病毒含量愈高時,放大次數較少的情況即能偵測到病毒,病毒含量較低的情況則需放大多次。

知道上述原理後,我們不難理解為什麼Ct值12的患者帶有的病毒含量較Ct值18的患者還來的高,因為Ct值12的患者僅需放大12次就能檢測到病毒。而在今年的5月19號,疫情指揮中心也提出兩次採檢的Ct值均為30以上才可離院。

主廚結語

如今疫情肆虐的當下,科技雞湯也呼籲大家勤洗手、少出門,如果出門也一定要戴口罩。在這種緊要關頭,我們謹慎看待防疫,但也不用過度恐慌,相信最後一定能克服疫情!加油!

如果想更深入了解PCR流程的話,也可參考底下這個動畫!

 

參考資料

  1. 陳郁文, 防堵疫情擴散!柯文哲下令「急診做PCR檢測同時快篩」, https://news.tvbs.com.tw/life/1513213
  2. 顏嘉瑩、林宗翰、潘健雄,淺談新冠肺炎檢測試劑,感染控制雜誌第三十卷五期,306 – 312
  3. Ioanna Smyrlaki et al., Massive and rapid COVID-19 testing is feasible by extraction-free SARS-CoV-2 RT-PCR, Nature Communications(2020), 11, 4812

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