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钟南山院士指导研发快速检测试剂盒,病毒快速检测技术了解一下

2020-03-18 点击:1497

据中央台消息,2月14日,呼吸系统疾病国家重点实验室向公众透露,近日在钟南山院士的指导下,该实验室联合研制了新型冠状病毒IgM抗体快速检测试剂盒,并已完成实验室和临床的初步评估。

据报道,在15分钟内只需要一滴血就可以目视观察并获得检测结果,患者的血浆稀释500-1000倍后仍可检测到阳性试纸。通过对临床诊断为新冠状病毒感染阳性(但聚合酶链反应核酸检测为阴性)的一些患者的血样进行复查,该试剂盒可以检测相当一部分(IgM)阳性,这表明它可以补充核酸检测。

目前,该试剂盒(科研用)样品已大量送至武汉市、黄冈市、大冶市等湖北省地方基层卫生机构,并与核酸检测等技术相结合,用于检测和评价新型冠状病毒感染。

病毒快速检测技术的价值

根据已公布的信息,IgM抗体快速检测试剂盒采用了病毒快速检测技术。许多人可能不理解这种快速病毒检测技术的具体好处。简而言之,它是高度便携的,可以配备基层卫生机构,这相当于扩大了抗击疫情的前线。第二是它的高效率。15分钟内的检测结果对遏制新冠状病毒的传播具有重要意义。我们都知道,感染新冠状病毒的患者的早期临床症状与普通感冒相似。很难根据临床症状及时准确地发现和诊断疾病。如果患者处理不当,不仅会影响治疗,还会导致病毒迅速传播。

事实上,在人类与流行病的对抗中,尤其是面对致命的传染病,确诊病例比治疗更重要,因为早期发现可以及时控制流行病。在这方面,病毒的快速检测技术发挥了重要作用,这相当于让人类跑在病毒传播的前面。

正因为如此,近年来快速病毒检测技术发展相当迅速,有多种检测方法和手段,大致可分为核酸检测技术和蛋白质检测技术。

核酸检测技术

核酸检测技术主要包括实时聚合酶链反应(rt-PCR)、重组聚合酶扩增技术(RPA)和基因芯片技术。其中,逆转录聚合酶链反应是一种经典的检测方法。从建立至今,它一直是一种重要的核酸检测方法。目前,已经建立了相应的六种人冠状病毒的逆转录聚合酶链反应?觳夥椒āH欢庵旨觳夥椒ú僮饕蟾撸皇屎匣阋皆骸M保捎谛鹿谧床《镜那靠杀湫裕觳饨峁赡苁羌傺粜曰蚣僖跣浴?

相反,正在发展的重组聚合酶扩增技术(RPA)可能会取代聚合酶链反应技术。重组聚合酶扩增技术的最大特点是降低了操作难度,简化了操作步骤。此外,结果可通过核酸电泳、试纸条甚至荧光进行定量检测,满足现场检测的要求,适用于海关、机场等检验检疫。然而,短板也很明显,即检测稳定性差,引物和荧光探针的设计相对困难。

gene chip

gene chip技术是核酸检测技术中最详细的快速检测技术之一。它最大的特点是可以高通量检测大量样本,适用于检测未知病毒。虽然基因芯片的名字中有“芯片”这个词,但它不同于我们所熟悉的计算机芯片。它利用核酸分子的杂交和配对特性,用核酸探针有效地解释和分析DNA样品的序列。

核酸探针是一种生物传感器。它的高度集成类似于计算机芯片,但它集成的不是半导体晶体管,而是成千上万排列在网络中的基因探针。简而言之,基因探针实际上是一个核蛋白

基因芯片技术已经应用于病毒检测,并取得了许多成功的案例。KATOSKI等人已经成功开发了一种病毒检测基因芯片,能够检测、分类和识别包括5种埃博拉亚型在内的199种病毒,特别适用于存在多种病毒的复杂条件下的检测和识别。然而,尽管基因芯片技术是在20世纪80年代提出的,并在1998年被美国科学促进协会列为自然科学的十大进步之一,但基因芯片技术目前还不够成熟,不能快速检测病毒,使用成本高,各种探针的最佳条件不一致。

蛋白质芯片

除了核酸快速检测技术外,蛋白质芯片技术在蛋白质检测技术中目前具有广阔的应用前景。

由于人体内的病毒抗原在被病毒侵入后会急剧增加,同时人体的免疫系统会产生大量的抗体反击,因此蛋白质芯片技术是一种利用抗体和抗原结合原理快速检测病毒的方法。它的突出特点是可以通过荧光信号来检测。由于其高通量和对大样本的适用性,它可用于出入境检查和人群筛查。

目前,有许多蛋白质芯片技术的成功案例。2014年,ZHIRNOV等人开发的蛋白质芯片可以检测西非流行的埃博拉病毒、拉沙热病毒和马尔堡病毒的核糖核酸聚合酶,以应对西非未来可能爆发的疫情。

此外,一些外国组织已经开发出可以直接用于检测血清样本而无需标记的蛋白质芯片。在模拟实验中,该芯片成功检测?窖逯邢∈椭?100 PFU/毫升浓度的某埃博拉病毒重组蛋白,检测时间小于30分钟,证明该蛋白芯片技术用于检测病毒具有快速、准确、简便的优点。

因此,推测钟南山院士指导开发的新型冠状病毒IgM抗体快速检测试剂盒可能是一种新开发的蛋白质芯片技术。

目前,用于快速病毒检测的蛋白质芯片技术的最大缺点是价格高。当该技术成熟并大规模制备时,成本将大大降低。它有望应用于机场和地铁等拥挤场所,以有效筛查病例并有效控制疫情。

可以肯定的是,随着科技的发展,将会有越来越多的方法来发现和对抗病毒,人类将会继续减少流行病的危害。

主要参考文献:

《人冠状病毒核酸检测方法的进展》,牛培华,王,谭《埃博拉病毒快速检测技术研究进展》,李宜生,万

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