基于数字PCR的SARS-CoV-2抗原与核酸检测通用国家标准建立与验证

《Virology Journal》：The establishment of a universal standard for both viral antigen and nucleid acid detection based on digital PCR

本研究针对SARS-CoV-2抗原快速检测试剂(Ag-RDTs)缺乏标准化定量单位的难题，通过β-丙内酯(BPL)灭活Omicron BA.1毒株，利用多实验室数字PCR(dPCR)定值建立了浓度为1.04×108 U/mL的通用国家标准。该标准首次实现Ag-RDTs与核酸扩增检测(NAATs)灵敏度直接比对，为诊断试剂性能评估提供统一基准，对传染病精准诊断具有重要意义。

　　

在新冠疫情中，病毒抗原快速检测试剂(Ag-RDTs)因其快速、低成本的优势成为核酸扩增检测(NAATs)的重要补充。然而一个关键难题始终困扰着检测领域：抗原检测缺乏像核酸"拷贝数"那样的标准化定量单位，导致不同试剂盒的灵敏度难以直接比较，更无法与金标准NAATs进行精准对标。这种"单位不统一"的状况就像用不同尺子测量物体，使得监管审批和临床应用都缺乏科学依据。

为解决这一瓶颈问题，李曼玉等研究人员在《Virology Journal》发表研究，成功建立了基于数字PCR(dPCR)的SARS-CoV-2抗原和核酸双检测通用国家标准。该研究首先通过临床样本验证了抗原检测阳性与较高核酸载量的相关性，为统一标准奠定理论基础。随后系统比较了热灭活与β-丙内酯(BPL)灭活对检测的影响，发现BPL灭活能更好保持抗原活性且对核酸检测影响较小。最终采用多实验室dPCR协同定值，将标准浓度确定为1.04×10⁸ U/mL，其中1单位对应1个核酸拷贝。

研究采用的关键技术方法包括：临床样本队列分析（10例患者连续一周的咽拭子样本）、病毒灭活方法比较（热灭活与BPL灭活）、多平台数字PCR定值（7个实验室使用5种dPCR系统）、检测限评估（7种Ag-RDTs和7种NAATs试剂的概率回归分析）。

临床样本中SARS-CoV-2感染者的特征

通过对10例患者连续7天的样本检测发现，抗原检测阳性通常与较高核酸滴度相关，而抗原阴性时核酸水平较低。五种核酸检测试剂中，等温微流控芯片法的灵敏度低于qPCR和dPCR方法，证实了不同检测方法性能存在差异。

不同灭活方法对SARS-CoV-2抗原和核酸检测的影响不同

比较研究显示，虽然热灭活和BPL灭活均能保持核酸滴度，但BPL灭活样本在dPCR、qPCR和测序检测中表现更优，特别是二代测序数据显示BPL灭活样本的读数数量和覆盖深度更高，证实BPL灭活更适合制备标准物质。

建立用于SARS-CoV-2抗原和RNA检测标准化的通用国家标准

七家实验室使用五种dPCR平台对ORF1ab和N基因的定量结果高度一致，最终确定标准浓度为1.04×10⁸ U/mL，不确定度为3.48×10⁶ U/mL。该标准创新性地采用核酸拷贝数作为抗原定量基础，基于每个病毒颗粒平均含有26个核糖核蛋白复合物的科学假设。

使用通用标准评估SARS-CoV-2抗原快速检测和核酸扩增检测的检测限

应用该标准评估14种商业试剂盒发现，NAATs的检测限（10¹-10⁴ U/mL）普遍低于Ag-RDTs（10³-10⁵ U/mL），但部分高性能Ag-RDTs灵敏度接近NAATs水平。化学发光法Ag-RDTs表现最优，而dPCR和PCR类NAATs灵敏度最高。所有试剂的声称检测限均在实测值2倍范围内，验证了标准的可靠性。

研究结论强调，这种基于BPL灭活和dPCR定值的国家标准成功解决了抗原检测缺乏标准化单位的核心问题，首次实现跨检测方法的灵敏度直接比较。该标准不仅为SARS-CoV-2诊断试剂评价提供统一基准，更为未来新发传染病诊断标准建立提供了创新范式。通过将抗原和核酸标准合二为一，极大提高了检测评价的便利性和科学性，对公共卫生决策和诊断试剂监管具有重要实践意义。