【關於 COVID-19 的這大半年】檢驗上的兩三事
轉眼間，2020 年夏天就這樣來了。大半年裡，「嚴重特殊傳染性肺炎」COVID-19 （亦稱武漢肺炎）的疫情席捲全球，如今依然張狂。而台灣，像個世外桃源。接下來，在這一系列專題裡，我們就一起來討論這大半年裡，在臨床與研究前線上，我們對於這惡名昭彰的 COVID-19 與罪魁禍首 SARS-CoV-2，各界專家窮盡心力所慢慢搞清楚（或是還沒弄明白）地這些那些事吧。讓我們一起來以疫情為基，好好地討論免疫學吧！
撰文／駱宛琳
首先，在開始討論病毒特性、免疫反應、疫苗進展、與藥物開發之前，我們先來聊聊關於 SARS-CoV-2 病毒檢測上的一些事情。
目前，最常被討論用來檢測 SARS-CoV-2 病毒的兩種檢測方法，分別是以分子生物學核酸為本的 RT-qPCR 試驗，以及血清學檢測（serological test）。兩種測驗能透露的訊息不太一樣。RT-qPCR 為主的檢測，旨在把 SARS-CoV-2 這現行犯，在犯罪現場抓個正著。而血清學檢測，則很像是去警調單位去探查 SARS-CoV-2 的過往犯罪史。
RT-qPCR 檢測常常被簡稱為PCR，雖然以科學嚴謹度來說，這種簡稱不太正確，但意義算是有到。所以如果在日常裡聽到，算是同種檢測，可以將就一下。為什麼說 RT-qPCR 檢測可以將現行犯 SARS-CoV-2 在犯罪現場逮個正著呢？
SARS-CoV-2 說到底，畢竟是個病毒。SARS-CoV-2 本身隸屬於冠狀病毒科（Coronavirinae）。病毒名裡頭的 「CoV」，就是冠狀病毒的意思。SARS-CoV-2 雖然這次殺得人類措手不及，歷史上，我們和冠狀病毒的交手卻絕非史無前例。有些會造成尋常感冒症狀的病毒，就同樣也是隸屬於冠狀病毒科，但在感染人類之後，殺傷力比較輕微，算是科裡的無名小卒。但，人外有人，冠狀病毒科裡面，也有殺手級的角色。像是 2003 年在台灣爆發疫情的 SARS 重急性呼吸道症候群冠狀病毒，還有2015 年在韓國肆虐的 MERS-CoV 中東呼吸症候群冠狀病毒，就是令人髮指的角色。
既然 SARS-CoV-2 畢竟是個病毒，其身家起底，也自然也就有著病毒的特徵。一如冠狀病毒科的其他病毒，SARS-CoV-2 外頭包著外套膜，圓鼓鼓的，帶著許多突起。那些突起因為狀似皇冠，而讓這科病毒因此得此名。這些皇冠狀突起對冠狀病毒來說，是感染細胞的武器，接下來也會好好介紹。除此之外，冠狀病毒還是單股、正鏈、RNA病毒。而 RT-qPCR 檢測，就是將矛頭對準SARS-CoV-2 所獨有的 RNA 序列。SARS-CoV-2 所帶有的獨特 RNA 序列，就像其獨屬的病毒指紋。但是，比在犯罪現場搜找罪犯指紋要慶幸的是，RT-qPCR 的檢測要靈敏太多了。
但這靈敏性，卻也是 RT-qPCR 檢測的阿基里斯腱。
我們先來妄想一下，如果可以跟阿拉丁神燈許願一種能夠讓 SARS-CoV-2 無所遁形的檢測，來拯救好可憐的 2020 年，你會如何跟神燈說呢？
我覺得，來跟神燈求一種，能夠既「靈敏」又「準確」地篩檢出具有把 SARS-CoV-2 「傳染給其他人危險性」的感染者，如何？
為什麼這三項特點很重要呢？首先，當前疫情危難裡，篩檢測驗的最主要目標，是能夠篩出具有傳染性的感染者。檢測要既靈敏又準確，這比較好理解。我們希望檢測讓病毒無所遁形（靈敏度高），同時，檢測結果還要能夠被絕對信賴（專一度高）。
不過，越來越多的臨床數據顯示，不是所有人在感染 SARS-CoV-2 之後都會出現讓患者「意識到」自己出現類似於感冒的症狀。可嘆的是，呼吸道症狀的嚴重程度，似乎和感染者的傳染力度，沒有直接關聯。而是和感染的時間軸比較有關。
這是什麼意思呢？目前，科學家與醫療界的共識是，傳染力（transmissibility）和病毒量（virus load）有著絕對正比關係。帶原的病毒量愈多，該個體的傳染力就會愈驚人。而病毒量多寡，則和被感染的時間軸有明顯相關。
病毒量對感染傳播力的重要性，也直接影響到防疫宣導相關的政策宣導。這也的確是為什麼要耳提面命地一再提醒大家，絕對要勤洗手、不摸臉、乖乖戴口罩、努力保持社交距離。因為，接觸的病毒量愈少，被感染的機會就愈少；接觸的病毒量愈少，感染症狀也會比較輕微喔。你說這是不是一石好幾鳥，保護自己也保護眾人呢。
但，這也讓檢測結果這非黑即白的是非題，無法提供一個完美地、能夠一翻兩瞪眼的絕對正確答案。
在個體被感染之後，目前覺得症狀出現前就有感染力，但最讓人揪心皺眉頭的，還是在症狀出現的五到八天內。各地方的數據雖然多少有點差異，但大抵脫不出這範圍。我們可以來瞧瞧台灣自己出品的一篇漂亮研究。由武漢肺炎疫情研究小組（Taiwan COVID-19 outbreak investigation team）與台灣大學公共衛生學院林先和教授實驗室、與疾病管制署攜手合作，在 Jama Internal Medicine 上發表了一篇以台灣疫情數據為基礎，對傳染力的分析研究。
這篇研究裡，統計追蹤了一月中到三月中，接觸到確診個案而需居家隔離十四天的人。在一百位參與研究的確診病人裡，共追蹤了兩千七百多位和確診病患有密切接觸者。其中， 因為密切接觸而被感染的比例約為 0.7 ％，但如果仔細分析這些人與確診病患的接觸史，會發現確診病患的感染時間軸，對傳播力有著非常關鍵的角色。最危險的時候，大概是確診患者出現臨床症狀的五天以內，還有症狀出現之前；在較晚的時間點接觸到確診病患，傳染力就相對小很多很多。
回到 RT-qPCR 檢測。目前的檢測的確讓人自豪；不僅篩驗時程所需時間愈來愈短，而且超級靈敏。但為什麼這超級強悍的靈敏度，會是個問題呢？
因為，在臨床症狀出現之後的五個禮拜內，都被發現很有可能會出現檢驗陽性的結果啊。很多時候，患者的臨床症狀也都早已消彌痊癒。而且大部分對病患的追蹤篩檢，發現從症狀出現，到檢驗結果陰性的所需時間，中位數大致介於 24 天左右。對於年紀比較大、或是有糖尿病、高血壓病史的病患，也被發現需要更多的時間，才能夠得到陰性檢驗結果。甚至，屢屢也有報導，發現就算連續兩次檢驗結果陰性，之後還是很有可能出現陽性。
這麻煩處正在於，檢驗結果嘗試用「是」、與「不是」來提供檢疫上的判斷基準，但往往沒有提供病患病毒量的資訊。
有趣的是，其實病毒量的資訊，正悄悄埋藏在 RT-qPCR 檢測裡。
RT-qPCR 檢測怎麼做呢？讓我們來假設，檢驗中心收到了一個被感染患者的檢體。首先，SARS-CoV-2 病毒的 RNA 會先被反轉錄、生成 DNA （RT 步驟），然後，在 qPCR 這一步實驗流程裡，被偵測的核酸序列訊號會被一步又一步，隨著 PCR 的實驗流程而被逐漸放大，過程裡的螢光訊號，可被我們讀取。神奇地是，螢光訊號會和「需要」被偵測的核酸量成正比，這也是為什麼能夠提供「定量」的訊息（也就是那個『q』）。換句話說，如果檢體裡一剛開始的病毒 RNA 量多，在一步又一步的放大流程裡，螢光訊號就會被急劇放大。跟病毒量少的檢體比較起來，病毒量「多」的檢體需要比較「少」的放大步驟數，就可以將我們想要偵測的核酸序列訊號（也就是讀取的螢光訊號）放大到一定程度。這個放大步驟數以比較科學的專業術語來描述，就是 Ct 值。而Ct 值所指得，是跨過閾值所需要的循環步驟數目（threshold cycle value）。Ct 值每增加 3.3，最初檢體裡的病毒量，就少十倍。而 Ct 值愈低，病毒量就愈多。
你發現其中的關鍵了嗎？重點不單是陰性還是陽性，還有，需要多少循環步驟，能夠有效地將病毒核酸序列放大到一定程度。通常在一定 Ct 值內，會被判定陽性反應。台灣目前所採取的界線是 Ct 值需低於 35。
在目前追蹤確診病患的文獻報告，常常發現在後段的幾個禮拜時間裡，Ct 值都偏高，甚至介於該國判斷陰性還是陽性的邊界上，而這也往往代表檢體裡的病毒量已經很低。
換言之，RT-qPCR 檢測非常重要，尤其在早期個案追蹤裡，能夠協助防疫上的判斷。但也需要記住的是，RT-qPCR 檢測結果，和個體是不是仍然具有感染力，卻不一定能夠直接劃上等號。這是因為 RT-qPCR 檢測實在是太敏感了，是抓 SARS-CoV-2 現行犯的絕佳偵探。但這偵探，有個狗鼻子，雖然能夠嗅出 SARS-CoV-2，但因為實在是太敏感了，如果這現行犯已經死了、或是喪失行動能力了，還是難逃那動一動就能夠嗅出不對勁的狗鼻子。
而相較於 RT-qPCR，血清學檢測則是把矛頭指向個體的病毒感染史。血清學檢測的假設很簡單，所謂凡走過必留下痕跡。而病毒感染，也是一樣。只要免疫系統沒有疲弱而對病毒視而不見，免疫系統不會坐之不理。免疫系統一旦啟動，先天免疫與後天免疫系統都會加入對抗病毒的作戰，並且遵照一定的啟動流程。而血清學就是根據我們對免疫系統啟動流程的理解，來監看對 SARS-CoV-2 的免疫力，來判斷個體是不是曾經被感染。後天免疫系統所需反應時間較長，大約要五到七天才能夠被啟動，但能夠提供免疫力。在這段時間裡，個體能夠產生抗體 IgG 所需的時間，又比 IgM 要長。因此，篩檢是不是具有對 SARS-CoV-2 有專一性的 IgG 抗體，可以大概推測出個體是不是曾經感染過。
總而言之，qRT-PCR 檢驗也好，血清學檢驗也好，是各有千秋與擅場，能夠提供的感染病資訊也有差異。端賴的是，是不是能夠對檢驗結果，好好地解讀喔。
參考資料
- Hao-Yuan Cheng, Shu-Wan Jian, Ding-Ping Liu, Ta-Chou Ng, Wan-Ting Huang, Hsien-Ho Lin, Taiwan COVID-19 Outbreak Investigation Team. Contact Tracing Assessment of COVID-19 Transmission Dynamics in Taiwan and Risk at Different Exposure Periods Before and After Symptom Onset. JAMA Intern Med. 2020 May 1;e202020. doi: 10.1001/jamainternmed.2020.2020. Online ahead of print.
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