我国科学家研发「吹气检测新冠技术」，最快 10 分钟内出结果，有哪些信息值得关注？适合大范围推广吗？ 第1页

太长不看版：

这一新冠肺炎无创快速筛查技术具有以下优点：

• 采样过程简单且无创：被试者只需对着一次性呼吸袋呼气三十秒即可；
• 检测速度快：最快在5-10分钟内就能实现新冠患者快速筛查；
• 检测的准确率较高：现有数据表明其特异性和灵敏度达到95%以上；
• 单次检测成本低：无需检测试剂，单次检测费用显著降低。

目前，科研人员正在扩大样本量对该技术进行测试与优化。若能保证更高的准确率，它将在新冠快速筛查中发挥重要作用。

啰哩啰嗦版

经历相关（顺便吐个槽）

自新冠疫情发生以来，我累计采集咽拭子大好几百人次（甚至上千人次），当然也被采过很多次咽拭子。

因此，对于采样带来的不适感，我是深有体会的。同时我也知道，采样人员的操作是否规范，以及被采集人员配合到位与否，对采样结果的影响还是挺大的。

不妨先看一下《医疗机构新型冠状病毒核酸检测工作手册（试行第二版）》的要求^[1]：

譬如鼻咽拭子，按要求是要将拭子顶端触及鼻咽腔后壁的，如图：

^[2]

然而，很多人在实际采样时并没有将拭子插入那么深，有的甚至只伸到鼻腔。好家伙，这采的哪叫鼻咽拭子？应该叫鼻屎才对。

再说口咽拭子，本应将咽拭子触及咽喉壁及两侧咽扁桃体的（见下图），可是很多人似乎只碰到舌面和上颚ㄟ( ▔, ▔ )ㄏ

^[3]

应当承认，规范的采样肯定会让人相对难受（其实只要采样时动作轻柔，同时被采集者配合得好，不适感就会减轻不少）。可是，如果只是做做样子，就意味着会增加漏诊的可能性，这也不是我们希望看到的。

由此可见，研发出更好的核酸检测技术就显得很有必要了。

吐槽完了，回到正题：

这是一项怎样的检测技术？

新闻中提到的研发成果，来自北京大学要茂盛教授与北京市朝阳区疾控中心等合作团队，其名称叫新冠感染的无创呼出气筛查系统（TestBreathNow-TBN），原理示意图如下：

研究团队利用该系统对74例新冠患者、30例非新冠呼吸系统感染患者，87位医务工作人员和健康受试者的呼出气样品及其背景环境空气进行分析，识别了呼出气中12种关键VOCs标志物物种。研究发现新冠患者和其他呼吸系统患者呼出气中丙醇水平相比健康受试者显著升高，而新冠患者呼出气中丙酮水平相比其他呼吸系统感染患者和健康受试者显著降低。通过支持向量（SVM），梯度加速（GBM）和随机森林（Random Forests）三种机器学习算法对12种关键呼出气VOCs标志物进行建模，可准确区分新冠患者和非新冠的其他呼吸系统感染患者，基于现有数据模型验证特异性和灵敏度达到95%以上，接收曲线下面积（AUC）>0.95^[4]。

这一检测技术具有哪些优点？

该测试方法的取样过程完全无创，被试者使用一次性呼吸袋，只需呼气三十秒便可完成样品采集；该检测系统程序操作简单，无需任何检测试剂，结合机器学习模型最快能在5-10分钟内即可实现新冠患者快速筛查，单次检测费用显著降低^[4]。

关于单次检测费用，据要茂盛教授接受采访时所说，「也就几块钱」

^[5]

当然，我觉得成本降低是一方面，更重要的是无创、快速且准确率较高。如果经过扩大样本量验证，能够保证特异性和灵敏度都达到95%以上甚至更高（意味着不容易出现假阳性和假阴性），那真的是太棒了～

这一检测技术具有哪些应用价值？

北大环境与工程学院官网是这么介绍的：

该系统有望在以下情况的新冠快速筛查发挥核酸检测外额外辅助作用，降低新冠肺炎传播风险：需要快速做出决定的新冠筛查；筛查核酸检测为假阴性的情况；重要高层会议；海关入境；特殊航班人员的快速筛查；出院前或解除隔离时的筛查以及在隔离酒店、收治医院等重点场所等等。这些特殊场所与情景下利用该技术开展新冠肺炎快速辅助筛查，能为我国新常态下新冠疫情防控工作贡献额外的积极力量^[4]。

至于能否大范围推广？一方面，要在扩大样本量后验证检测的准确率是否足够高；另一方面，也要考虑到总的成本问题。毕竟人家只是说「单次检测费用显著降低」，估计那个检测系统的研发成本还是很高的。

不管怎么样，向科研人员致敬！同时让我们拭目以待吧～

参考

1. ^关于印发医疗机构新型冠状病毒核酸检测工作手册（试行 第二版）的通知 http://www.nhc.gov.cn/yzygj/s7659/202012/b89bcd0813da41788688eb14787b3c72.shtml
2. ^COVID-19时期的鼻咽拭子，怎么做更规范？新英格兰医学杂志的临床视频说了啥？ https://mp.weixin.qq.com/s/4jNCOK5MgBVmGGzYWxYwTg
3. ^视频 | 新型冠状病毒标本采集-咽拭子标本采集 https://mp.weixin.qq.com/s/pPuA6U-wGVLUoJoZk3pk0w
4. ^^abc北大要茂盛教授团队研发了基于呼出气挥发性有机物指纹的新冠肺炎无创快速筛查技术 https://cese.pku.edu.cn/kycg/131868.htm
5. ^中国科学家研发“吹气测新冠” 最快10分钟内出结果 - @中新视频 的视频 - 微博 https://weibo.com/tv/show/1034:4695847636762737?from=old_pc_videoshow

关于这项技术最全面的原理解释在这里噢

这项技术是集成呼出气采样、气相色谱-离子迁移谱检测和机器学习模型结合

由于能量消耗方式的变化，新冠感染者呼出气体的化学成分会出现不同

因为新冠患者和其他呼吸系统疾病患者呼出气中丙醇水平相比健康受试者显著升高，而新冠患者呼出气中丙酮水平相比其他呼吸系统感染患者和健康受试者显著降低

结合不同对照组的呼出气样品及其背景环境空气进行分析，识别出了12种关键内源性VOCs（挥发性有机物）标志物

这些标志物就是筛查识别新冠感染者独一无二的“指纹”，使其区别于健康人以及其他呼吸系统疾病的患者

在你对着一次性呼吸带呼30秒之后，获得呼出气样本，系统结合支持向量、梯度加速和随机三种机器学习算法对12种关键VOCs标志物进行建模，最快能在5-10分钟内实现新冠患者快速筛查

然后就可以区别出新冠患者和普通人了

这项技术是北京大学环境学院要茂盛教授团队与北京市朝阳区疾病预防与控制中心等团队合作

检测的精确度和灵敏度也达到了95%，世界上是中国第一个研发出来的

在疫情肆虐的大背景下，中国不仅要预防国内的疫情爆发，还要注意国外的病例输入，压力可想而知

以原先的病毒检测手段，已经不能够完全支撑起中国的防疫要求，所以检测方法的更新也是尤为重要

在很多特殊的场合中，都需要快速筛查，最典型的就是海关入境处

每天进出中国的人流量巨大，如果能够配备这种新式装备，将会在很大程度上减轻海关检查人员的压力

同时，也能节省不少时间，对于促进中外交流合作具有重大意义