千百年來，疫病一直是人類生存的超級殺手。我們何其不幸，遇上格外難纏、擅於偽裝且變異迅速的狡猾病毒；然而又何其有幸，拜大數據、人工智慧 (AI)、微電路設計、3D 列印乃至紡織科技所賜，我們有了更多應戰利器與護具。
工研院 RNA 檢測，靈敏、準確、效率、輕便
挺過境外「倒灌」高峰後，防疫作戰已進入下一個階段——探查「無症狀帶原者」。因此，檢疫需求除現行針對病毒抗原 (感染期) 及血清抗體 (恢復期) 篩檢外，台灣地區持續超前部署，而工研院亦再扮演關鍵推手，借重國防醫學院的試劑與臨床檢體驗證專長，開發出暱稱為「疫開罐」的超快速核酸分子 (RNA) 檢測系統，冀能趕在病程潛伏期切斷病毒傳播鏈。天下武功唯快不破，但當此瞬間變化多端的年代，應變快，往往是成敗存亡的決定因子。
挺過境外「倒灌」高峰後，防疫作戰已進入下一個階段——探查「無症狀帶原者」。因此，檢疫需求除現行針對病毒抗原 (感染期) 及血清抗體 (恢復期) 篩檢外，台灣地區持續超前部署，而工研院亦再扮演關鍵推手，借重國防醫學院的試劑與臨床檢體驗證專長，開發出暱稱為「疫開罐」的超快速核酸分子 (RNA) 檢測系統，冀能趕在病程潛伏期切斷病毒傳播鏈。天下武功唯快不破，但當此瞬間變化多端的年代，應變快，往往是成敗存亡的決定因子。
圖1：工研院「疫開罐」核酸分子 (RNA) 檢測系統，僅有 600 克飲料罐大小
資料來源：翻攝自工研院線上記者會
工研院院長劉文雄宣示該系統的標誌性意義有四：1.靈敏，直接對病毒 RAN 進行檢測，一旦受測者身上帶有病毒、即使無病徵表現亦能捕獲；2.準確，採用聚合酶連鎖反應 (PCR) 檢測，準確度達九成以上——在生物體外複製特定 DNA 片段的核酸合成，可於短時間內針對特定片段快速大量複製，避免誤導檢疫、憑添困擾；3.效率，核酸萃取純化前處理 20 分鐘＋反應測試 40 分鐘即可獲知檢測結果，較現行需時 4～8 小時縮短四倍以上；4.輕便，「疫開罐」僅有 600 公克，方便在機場／港口邊界管制或社區診所進行快篩。
圖2：新型冠狀病毒結構 vs. 檢測焦點
資料來源：翻攝自工研院線上記者會
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第一線防疫，RNA 直搗核心最有效！
工研院副院長彭裕明介紹，目前邊境管理的措施是：有症狀者到中央檢疫所做一次採樣，且要「兩採陰」才過關，疑似病患數量一多、大量湧入會造成擁擠，有必要實施分流。因此，以流感快篩為靈感發展出「疫開罐」，只要一小時就能知道初步結果；假如呈現陽性，再送到中央用傳統方式做第二次確認。結合台灣地區各方檢測能量施行「多重佈局、階段防禦」策略，落實「決戰境外、快速診斷、確診追蹤」，及時扼阻足以燎原的星星之火；儘早用於登機／登船前篩檢，更有助於降低同行者在密閉空間受感染的風險。
工研院副院長彭裕明介紹，目前邊境管理的措施是：有症狀者到中央檢疫所做一次採樣，且要「兩採陰」才過關，疑似病患數量一多、大量湧入會造成擁擠，有必要實施分流。因此，以流感快篩為靈感發展出「疫開罐」，只要一小時就能知道初步結果；假如呈現陽性，再送到中央用傳統方式做第二次確認。結合台灣地區各方檢測能量施行「多重佈局、階段防禦」策略，落實「決戰境外、快速診斷、確診追蹤」，及時扼阻足以燎原的星星之火；儘早用於登機／登船前篩檢，更有助於降低同行者在密閉空間受感染的風險。
圖3：導入工研院「核酸分子檢測系統」，可為邊境管理實施分流
資料來源：翻攝自工研院線上記者會
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彭裕明期許台灣地區能發揮高 CP 值優勢，共同推展快、狠、準的檢疫方案，並透露當此關鍵零組件供不應求之際，3D 列印將能及時救援。台灣地區醫事檢驗學會監事暨中山醫學大學附設醫事檢驗科組長謝明昌講解，肺炎檢測有三大重點：病毒本身 RNA 檢測、病毒抗原快篩，以及病患免疫所引發的抗體反應。其中，第二種快篩的優點是可大量採撿，但缺點是準確度只有五成上下；第三種屬於後端檢測，屬於事後諸葛、卻是開發疫苗不可或缺的環節。論及第一線防疫，針對病毒本身 RNA 仍是最有效的手段；若能成功擴大檢測量能，最多一次可完成 96 個檢體。
圖4：病毒檢測技術比較
資料來源：翻攝自工研院線上記者會
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初期微量病毒偵測不易，怎解？單獨檢驗，可行？
特別一提的是，「疫開罐」能克服初期微量病毒偵測不易的難題。工研院生醫與醫材研究所所長林啟萬說明，透過核酸序列設計以及與現行黃金標準交叉比對，感染 0～7 天的低量病毒 (10 的 6 次方) 亦可予以放大、經由螢光快速檢測出來，借助前處理的高通量自動化解決後端檢測瓶頸。秘訣是：利用酵素放大核酸分子、小型化工程設計 (同級檢驗設備重達 34.2 公斤)，加上優化試劑、萃取技術、耐溫材料和加熱管柱設計，以獲得更快、更好的均勻性。直擊實驗室可知，快速複製核酸序列的關鍵在於高、低溫設計形成對流，可將反應速度提升六倍。
特別一提的是，「疫開罐」能克服初期微量病毒偵測不易的難題。工研院生醫與醫材研究所所長林啟萬說明，透過核酸序列設計以及與現行黃金標準交叉比對，感染 0～7 天的低量病毒 (10 的 6 次方) 亦可予以放大、經由螢光快速檢測出來，借助前處理的高通量自動化解決後端檢測瓶頸。秘訣是：利用酵素放大核酸分子、小型化工程設計 (同級檢驗設備重達 34.2 公斤)，加上優化試劑、萃取技術、耐溫材料和加熱管柱設計，以獲得更快、更好的均勻性。直擊實驗室可知，快速複製核酸序列的關鍵在於高、低溫設計形成對流，可將反應速度提升六倍。
此外，傳統 96 孔反應盤檢測還有一個問題：要跑 20～30 個檢體需累積一定的臨床數量方可行；而「疫開罐」不僅方便攜帶，就算單獨檢體也可檢驗。林啟萬表示，防疫小組預計於本月底完成專案製造文件申請，擬於今年六月底前在 GNP 工廠達到試產萬劑目標，年底滿足百萬劑試劑檢疫需求；預估一天可檢測 3,000 個檢體，為合約實驗室分擔採檢壓力，並有效切斷傳染途徑。至於檢驗成本，由於目前關鍵零組件進口仍多受阻，有賴自行開發，具體數字尚在評估中。
