新冠肺炎病毒原来是这样检测出来的

　　华大基因工作人员分析新冠病毒样本。 深圳商报记者 钟华登 摄

　　随着新冠肺炎疫情暴发，核酸检测进入人们的视野。这种技术的原理是什么？为什么会有一定几率出错？面对变异的病毒，还有更先进的检测手法吗？

　　近日，华大基因CEO尹烨表示，未来感染检测技术将重点向更准确、更快速、更便宜和更便捷的方向发展。

　　荧光标记让病毒“显形”

　　病毒如果在体内肆虐，会留下一些“蛛丝马迹”，核酸检测就是通过寻找这些痕迹，来判断是否有感染。

　　核酸是地球上已知生命体必需的一种组成物质，其中脱氧核糖核酸（DNA）是几乎所有生物的遗传物质，而核糖核酸（RNA）是许多冠状病毒的遗传物质。病毒核酸检测，就是寻找样本中是否有病毒的RNA。

　　“此次华大研发的试剂盒，是采用荧光RT-PCR核酸检测的方法。”尹烨说。

　　具体过程为：第一步，将从呼吸道采集到的样本严格封存送到实验室，通过专业人员和设备在其中加入核酸提取试剂，让病毒的RNA释放出来。第二步，利用试剂盒中一种叫“反转录酶”的物质，将病毒的RNA“反转”成一种特异DNA，并借助盒中一些特殊物质，将这种特异DNA扩增（PCR）。扩增的同时，试剂盒中的荧光探针“启动”，释放荧光信号。特异DNA每完成一次扩增，荧光信号就会增加一点。PCR检测仪会记录下这一过程。

　　通常情况下，如果样本中有新冠病毒，检测仪记录的数值会呈现逐渐上升的S形曲线，即检测结果为阳性。

　　病毒检测的前世今生

　　为了找到隐藏在体内的病毒，人们进行了上千年的探索，目前的病毒核酸检测已深入到分子层次。此次新冠病毒检测，是人类历史上第一次大规模使用分子生物学技术对抗新发现的病原体。

　　人眼一般只能看到直径大于0.1毫米的物体，而绝大多数病毒微生物至多是这个尺度的五十分之一，因此，古代的医生们只能通过“望闻问切”来诊断。

　　1670年，荷兰科学家列文虎克改进了显微镜，细小生物走进人们的视野，病原检测技术随之得到发展。19世纪，德国细菌学家科赫提出，如果同一类感染性疾病患者的体内都能找到同样的微生物，将其提取、培养，有助于确定这类疾病的病原体，此后相继出现将病原体样本涂片染色等检测方法。

　　随着对免疫机制的深入研究，针对免疫学中的抗疫和抗原特异性结合的原理，多种免疫检测技术相继诞生。此次的荧光探针就是其中之一。

　　“我们针对新冠病毒，研发了特定的探针，如果探针可以和待测样本的核酸互补配对，就能观察到标记物的信号，从而证明新冠病毒的存在。”尹烨说。

　　不过，有时因为患者体内的病毒核酸含量过低，会给检测带来一定难度。“因此‘扩增’成为检测的关键步骤。如果从采样到检测过程中病毒核酸发生降解，或损失了过多的RNA，也容易出现‘假阴性’的结果。”尹烨说。

　　病毒不断变异怎么办

　　感染性疾病之所以危害大，原因之一是病毒会不断变异，形成新发疾病。比如新冠肺炎，人们此前对其知之甚少，因此，在传染初期缺乏成熟的防治方法，甚至难以诊断其病原体。

　　“此时可以运用mNGS技术帮助快速诊断和明确感染病原，及时对患者进行精准治疗。”尹烨说。

　　mNGS即病原宏基因组测序，是除实时荧光RT-PCR外的另一种针对病毒RNA进行检测的技术。在用于新冠病毒检测时，PCR出结果的速度较快，而mNGS需要24-72小时，因此使用较少。

　　使用mNGS检测时，需要掌握病毒的基因序列，随后通过测序仪器进行分析。当样本中检测出的病毒基因序列和已知新冠病毒序列高度同源，就可以确诊感染。值得一提的是，不同于PCR的荧光探针是针对某类特定病毒，mNGS检测可以同时发现多种病毒。

　　这种方法可用于新发疾病的诊断。“2017年，一位菲律宾籍船员在唐山港口出现意识障碍等症状，院方和华大基因采用mNGS技术，仅用30小时便从患者脑脊液样本中检出结核杆菌，证明患者感染的是结核性脑膜炎。”尹烨说。

　　“随着mNGS等分子诊断技术特别是测序技术成本的进一步降低，以及检测速度和性能的进一步提高，再复杂的病原诊断也将不再困难，人类对于微生物的认知将更加全面清晰，”尹烨表示，“感染疾病的精准医疗时代即将全面到来。”（记者 袁斯茹）