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

近日來關于新型冠狀病毒檢測試劑盒的報道層出不窮，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檢測試劑盒和檢測抗原、抗體的免疫學試劑盒[2, 3]。

面對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 分子生物學檢測

分子生物學檢測以檢測病毒核酸（特異性遺傳物質）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，將其逆轉錄為DNA，再對DNA進行擴增檢測。

目前應用最廣泛的分子生物學檢測方法是RT-PCR——實時熒光定量PCR，采用針對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）設計的引物[4,5]，通過熒光標簽進行可視化的擴增。

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

相比于免疫學檢測，分子生物學檢測靈敏度和特異性均顯著提高，缺點是耗時較長，對實驗設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:國械注準20203400058）

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2 免疫學檢測

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

患者在感染新型冠狀病毒后，機體會進行反擊抵抗，派遣專業(yè)的作戰(zhàn)部隊——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）特異性結合并將其消滅。

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

通俗來講就給抗體作戰(zhàn)部隊配發(fā)特殊顏色的頭盔，通過對這個特殊標識的檢測即可識別特異性抗體。

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圖2. 化學發(fā)光免疫發(fā)光法

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除了檢測抗體外，對外敵病毒抗原的檢測也是免疫學檢測的重點。

抗原檢測主要通過免疫層析法檢測標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（顯色標記物）標記的抗體與病毒抗原及包被抗體結合進行檢測。

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圖3. 膠體金免疫層析法[10]

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

近日也有文獻報道在感染患者的糞便中檢測出新型新冠病毒[11-12]。聽起來像是一個新的檢測方法，其實它也是基于糞便樣本中檢測病毒核酸而實現(xiàn)的。此外，也有研究者通過培養(yǎng)糞便標本中的冠狀病毒，然后再基于分子生物學方法進行病毒鑒定。雖然培養(yǎng)法是病原學檢測的金標準，但由于培養(yǎng)周期較長，實驗室要求高，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，無論是免疫學檢測還是分子生物學檢測，每種檢驗方法都有其局限性，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，做到取長補短。同時也不能忽視CT影像學檢測結果，結合患者臨床癥狀進行綜合診療。

撰文/北京協(xié)和醫(yī)院 陳新飛 徐英春

北京科學技術期刊學會&《協(xié)和醫(yī)學雜志》聯(lián)合推薦

參考資料

[1]國家藥監(jiān)局再次應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，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)合攻關團隊研發(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個新冠檢測產品上市后新難題：“確診金標準”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]天大團隊研發(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)院臨床檢驗診斷學專業(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會藥敏委員會華人抗菌藥物敏感性試驗委員會（ChiCAST）IT部秘書。疫情暴發(fā)以來在導師帶領下密切關注新型冠病毒實驗室診斷進展。

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徐英春

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

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