圖文科普：如何抓住新型冠狀病毒狡猾的尾巴？——檢測原理揭秘

近日來關(guān)于新型冠狀病毒檢測試劑盒的報(bào)道層出不窮，各企業(yè)紛紛宣布成功研制出新型冠狀病毒檢測試劑盒[1]，目前市面上檢測試劑盒主要包括分子生物學(xué)檢測試劑盒和檢測抗原、抗體的免疫學(xué)試劑盒[2, 3]。

面對(duì)這些檢測原理各不相同的試劑盒，大家可能一頭霧水，為什么會(huì)有這么多檢測新型冠狀病毒的試劑盒呢？他們之間到底有什么不同呢？下面我們一一揭曉。

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1 分子生物學(xué)檢測

分子生物學(xué)檢測以檢測病毒核酸（特異性遺傳物質(zhì)）為主，通過采集患者的鼻、咽拭子，痰液或肺泡灌洗液等樣本，提取其中可能存在的新型冠狀病毒核酸（RNA）。由于RNA相較DNA不穩(wěn)定易降解，將其逆轉(zhuǎn)錄為DNA，再對(duì)DNA進(jìn)行擴(kuò)增檢測。

目前應(yīng)用最廣泛的分子生物學(xué)檢測方法是RT-PCR——實(shí)時(shí)熒光定量PCR，采用針對(duì)新型冠狀病毒的開放閱讀框1ab(open reading frame 1ab，ORF1ab)和核殼蛋白N等保守基因序列（病毒的特征）設(shè)計(jì)的引物[4,5]，通過熒光標(biāo)簽進(jìn)行可視化的擴(kuò)增。

除RT-PCR外，數(shù)字PCR、巢式PCR、等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)和高通量測序技術(shù)也逐漸應(yīng)用于新型冠狀病毒的檢測[6-8]。

相比于免疫學(xué)檢測，分子生物學(xué)檢測靈敏度和特異性均顯著提高，缺點(diǎn)是耗時(shí)較長，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及檢測人員能力要求較高。

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圖1. 國家藥品監(jiān)督管理局新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒 （注冊證號(hào):國械注準(zhǔn)20203400058）

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2 免疫學(xué)檢測

新型冠狀病毒的免疫學(xué)檢測主要是通過檢測患者體內(nèi)的特異性抗體或病毒抗原來實(shí)現(xiàn)。

患者在感染新型冠狀病毒后，機(jī)體會(huì)進(jìn)行反擊抵抗，派遣專業(yè)的作戰(zhàn)部隊(duì)——抗體（免疫球蛋白，主要是Ig M和Ig G），與侵入人體的外敵——抗原（新型冠狀病毒）特異性結(jié)合并將其消滅。

常見的特異性抗體檢測方法是化學(xué)發(fā)光免疫分析法，其核心原理為使用酶標(biāo)抗體結(jié)合磁珠微粒包被的病毒抗原以捕獲的血液中特異性抗體，該復(fù)合體與底物作用會(huì)產(chǎn)生光信號(hào)。

通俗來講就給抗體作戰(zhàn)部隊(duì)配發(fā)特殊顏色的頭盔，通過對(duì)這個(gè)特殊標(biāo)識(shí)的檢測即可識(shí)別特異性抗體。

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圖2. 化學(xué)發(fā)光免疫發(fā)光法

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除了檢測抗體外，對(duì)外敵病毒抗原的檢測也是免疫學(xué)檢測的重點(diǎn)。

抗原檢測主要通過免疫層析法檢測標(biāo)本中新型冠狀病毒的核殼蛋白N(nucleocapsid protein，N)[9]，其核心原理與上述方法類似，通過膠體金（顯色標(biāo)記物）標(biāo)記的抗體與病毒抗原及包被抗體結(jié)合進(jìn)行檢測。

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圖3. 膠體金免疫層析法[10]

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目前免疫學(xué)檢測方法主要應(yīng)用于血液中特異性Ig M、Ig G抗體和新型冠狀病毒的抗原為主，相比分子生物學(xué)檢測，其耗時(shí)較短，操作簡便，疾病不同時(shí)期敏感度不同，更適合流行病學(xué)篩查。

近日也有文獻(xiàn)報(bào)道在感染患者的糞便中檢測出新型新冠病毒[11-12]。聽起來像是一個(gè)新的檢測方法，其實(shí)它也是基于糞便樣本中檢測病毒核酸而實(shí)現(xiàn)的。此外，也有研究者通過培養(yǎng)糞便標(biāo)本中的冠狀病毒，然后再基于分子生物學(xué)方法進(jìn)行病毒鑒定。雖然培養(yǎng)法是病原學(xué)檢測的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于培養(yǎng)周期較長，實(shí)驗(yàn)室要求高，目前不能全面開展。

新型冠狀病毒的不同檢測方法原理不盡相同，無論是免疫學(xué)檢測還是分子生物學(xué)檢測，每種檢驗(yàn)方法都有其局限性，由此中國疾控中心專家建議在新型冠狀病毒的診斷中聯(lián)合使用不同類型的試劑盒，做到取長補(bǔ)短。同時(shí)也不能忽視CT影像學(xué)檢測結(jié)果，結(jié)合患者臨床癥狀進(jìn)行綜合診療。

撰文/北京協(xié)和醫(yī)院 陳新飛 徐英春

北京科學(xué)技術(shù)期刊學(xué)會(huì)&《協(xié)和醫(yī)學(xué)雜志》聯(lián)合推薦

參考資料

[1]國家藥監(jiān)局再次應(yīng)急審批新型冠狀病毒核酸檢測試劑. http://www.nmpa.gov.cn/WS04/CL2056/374398.html.[EB/OL].2020-02-19

[2]朱倩.全球首個(gè)，這種新冠病毒檢測試劑盒在深圳研制成功！可22分鐘快速診斷.http://www.sohu.com/a/372262958_3557882020. [EB/OL].2020-02-19

[3]只要10分鐘！華西醫(yī)院科技聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)多款新冠病毒檢測試劑盒.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1658964955829137794&wfr=spider&for=pc. [EB/OL].2020-02-19

[4]Yu, F., et al., Measures for diagnosing and treating infections by a novel coronavirus responsible for a pneumonia outbreak originating in Wuhan, China. Microbes Infect, 2020.

[5]Chu, D., et al., Molecular Diagnosis of a Novel Coronavirus (2019-nCoV) Causing an Outbreak of Pneumonia. Clin Chem, 2020.

[6]中國計(jì)量院成功研發(fā)新冠病毒高靈敏數(shù)字PCR檢測方法和檢測試劑盒.https://www.nim.ac.cn/node/1339. [EB/OL].2020-02-19

[7]6家公司8個(gè)新冠檢測產(chǎn)品上市后新難題：“確診金標(biāo)準(zhǔn)”核酸檢測為何頻現(xiàn)“假陰性”？

.http://finance.eastmoney.com/a/202002211392161839.html. [EB/OL].2020-02-19

[8]Chen, L., et al., RNA based mNGS approach identifies a novel human coronavirus from two individual pneumonia cases in 2019 Wuhan outbreak. Emerg Microbes Infect, 2020.

[9]天大團(tuán)隊(duì)研發(fā)出15分鐘快速檢測新冠病毒試劑盒.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1658061410060338801&wfr=spider&for=pc. [EB/OL].2020-02-19

[10]雙抗體夾心法原理檢測雙抗體夾心法原理雙抗體夾心法.https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=8ANesV1S&id=88AA5DABA892C1B74E25B47911CD011626702087&thid=OIP.8ANesV1STu7aZU2R-Ac3wgHaC2&mediaurl=http%3A%2F%2Fp13.qhimg.com%2Ft010e3099314a30950c.jpg%3Ftupianxiaozhan.jpg&exph=96&expw=250&q=膠體金原理圖&simid=608033236780646955&selectedindex=5&ajaxhist=0&vt=0&sim=11 [EB/OL].2020-02-19

[11]Holshue, M.L., et al., First Case of 2019 Novel Coronavirus in the United States. N Engl J Med, 2020.

[12]Guan, W.L, et al.,Clinical characteristics of 2019 novel coronavirus infection in China, 2020.

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作者簡介

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陳新飛

北京協(xié)和醫(yī)院臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)專業(yè)在讀博士研究生陳新飛，師從徐英春教授。現(xiàn)任歐洲臨床微生物和感染病學(xué)會(huì)藥敏委員會(huì)華人抗菌藥物敏感性試驗(yàn)委員會(huì)（ChiCAST）IT部秘書。疫情暴發(fā)以來在導(dǎo)師帶領(lǐng)下密切關(guān)注新型冠病毒實(shí)驗(yàn)室診斷進(jìn)展。

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徐英春

中國臨床微生物學(xué)專家、北京協(xié)和醫(yī)院檢驗(yàn)科主任徐英春教授，現(xiàn)任國家衛(wèi)生健康委全國真菌病監(jiān)測網(wǎng)國家中心主任、中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教育學(xué)院院長、國家衛(wèi)生健康委主管《醫(yī)學(xué)參考報(bào)微生物與感染頻道》主編。在新型冠狀病毒疫情期間，推進(jìn)新型冠狀病毒實(shí)驗(yàn)室診斷能力建設(shè)的同時(shí)，鼓勵(lì)在讀博士生積極參與新型冠狀病毒公共知識(shí)傳播。

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