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病毒檢測原理和病毒的其他檢測手段
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  • 2021-03-18
  • 來源:中科檢測

面對各國對我國抗擊新冠疫情的無端指責,甚至要求我國賠償損失的做法。外交部耿爽表示,這種所謂的控告毫無事實和法律依據,十分荒謬。新冠肺炎疫情發生以來,中國始終秉著公開、透明、負責任的態度,及時向世衛組織以及包括美國在內的有關國家和地區,通報疫情信息,分享病毒基因序列,積極回應各方關切,加強和國際社會合作。

看到這條新聞,大家有沒有注意到,耿爽特意提到了我國向世界分享了病毒基因系列,為什么專門強調這點呢,因為它是病毒檢測試劑盒開發的關鍵。另外,最近許多人懷疑新冠病毒是人造出來的,而科學家回應質疑的理由是病毒核酸系列沒有人造痕跡,可見核酸序列包合著諸多重要信息。接下來本文將向大家介紹下病毒核酸檢測原理和病毒的其他檢查手段,希望能幫助大家更深刻的認識和掌握病毒的相關知識。

一、為什么要測基因組序列

在上一篇講到的新冠病毒的結構,新冠病毒是單鏈RNA,而單鏈的RNA是很不穩定的,要研究它的序列就需要將其轉變為DNA,并做進一步的分析。所以我們先再來回顧一下中心法則。

中心法則是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA,再從RNA傳遞給蛋白質,即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過程,也可以從DNA傳遞給DNA,即完成DNA的復制過程。這是所有有細胞結構的生物所遵循的法則。在某些病毒中的RNA自我復制和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄成DNA的過程(某些致癌病毒)是對中心法則的補充。

通過中心法則我們可以清楚的發現DNA和RNA兩者是可以互相轉換推導的,知道了其中一種的核酸(DNA或RNA)序列就可以推導出另一種核酸的序列。

核酸檢測試劑盒開發的前提是獲得病毒全基因組序列。獲得全基因序列后,對全基因序列做生物信息學分子,尋找屬于病毒的特有位點的基因序列。早期有些核酸檢測試劑盒的準確率不高或者假陽性結果偏高,主要由于選取的位點少,一般只有兩個,而現在準確率大大提高跟增加檢測位點有很大的關系,目前的檢測位點可以達到六個。所以這也是為什么研究開發病毒的試劑盒首先要對其基因組序列進行測定。至于基因特有的檢測位點如何確定,涉及的專業知識較多,如果非要找個參照大家可以去類比當前大量的人在做的癌癥基因的篩查,其原理基本一致。

二、核酸檢測的原理

當前核酸檢測主要原理采用探針法。探針的原理在于它同時存在報告基團和淬滅基團,如果兩者同時存在報告基團發射的熒光會被吸收,檢測不到熒光信號。

核酸檢測的原理簡單來講就是擴增病毒特有的基因序列,在擴增的過程中如果有病毒的特有基因存在,擴增時酶就會降解探針使報告基團和淬滅基團分離,每擴增一條DNA,就會有一個熒光分子形成,隨著擴增數增加熒光信號也相信的累積,通過熒光監測系統就可以實現對DNA的實時檢測,新冠病毒為RNA病毒,需先逆轉錄為DNA,這種方法又叫實時熒光RT-PCR,RT表示反轉錄,PCR就是我們通常說的聚合酶鏈式反應。

核酸檢測,其實就是通過檢測熒光信號的累積來確定樣本中是否有病毒核酸。目前核酸檢測仍是WHO和中國衛健委推薦的新冠病毒檢測的主要參照標準。

三、病毒的其他檢測方法

針對新冠病毒除了核酸檢測,還可通過醫學影像學(CT)和血清學檢測。目前大部分的病毒檢測可采用血清學檢測完成。

病毒血清學檢測是利用抗原與抗體的特異性反應檢測病毒及其抗體的血清學技術。包括中和實驗、紅細胞凝集實驗、補體結合實驗、蛋白檢測以及發光物質和熒光素標記的酶聯免疫吸附試驗( ELISA)等方法。近年來,免疫組化、免疫共沉淀、免疫轉印等技術在臨床也有了更多的運用,為病毒感染的實驗室檢測提供了基礎。

病毒雞胚培養

1、形態學檢查及診斷:

1)、光學顯微鏡檢查:

直接觀察到較大的病毒體(如痘病毒);

包涵體 狂犬病毒感染------嗜酸性包涵體;

巨細胞病毒感染---“貓頭鷹眼”狀的嗜酸性包涵體。

2)、 電子顯微鏡檢查:

透射電子顯微鏡用于觀察病毒的大小、形態與結構及細胞內的超微結構等;

掃描電子顯微鏡用于觀察病毒和細菌表面結構和附屬結構等。

2、血清學檢測及診斷

原理:用已知的病毒抗原檢測患者血清中的抗體水平或用已知的病毒抗體直接檢測標本中的病毒抗原。

1).病毒抗原的檢測:用熒光素、酶或膠體金等標記物標記病毒抗體檢測標本中的相應病毒抗原。如ELISA即酶聯免疫吸附試驗,檢測血清里的HBsAg、破傷風抗毒素抗原、流感病毒的抗原等

2).病毒抗體的檢測:免疫系統會對入侵機體的抗原產生特異性抗體,檢測到對應抗體也能證明感染過該病毒。

其中抗體在人體內的產生需要數天的時間,而且免疫力低的人可能抗體數量很低,從而造成假陰性,抗體檢測一般適用于康復檢測。

3、分子生物學檢測及診斷

1).核酸分子雜交技術

2).聚合酶鏈反應(PCR)-----多種病毒的快速診斷

3).基因芯片技術----如檢測H1N1甲型流感病毒

4).基因測序----如病毒耐藥基因型的檢測

最后我想說,病毒其實并不可怕,可怕的是我們對病毒的恐慌心理,我們戰勝了非典、埃博拉病毒、H1N1流感病毒,但還有許多病毒需要我們面對,諸如這次的新冠肺炎病毒、艾滋病病毒、乙肝病毒等等,當前我們雖仍未找到徹底的治療方法,但隨著科學技術的進步,我們對病毒的了解越來越多,預防、檢測和治療的手段也越來越豐富,而且全球各個國家的科學家聯合起來,共同研究這些病毒,未來我們有信心徹底戰勝各類病毒,還世界一片安寧!

未來還有諸多的未知,我們絕對不能掉以輕心,病毒突變快、疫苗的開發周期長等均是我們未來需要面對的難題。