鼻(咽)拭子与(口)咽拭子已经是综合了阳性率与便利程度的考量 。粪便和尿液等其实也可以作为标本采集的对象 。而且根据一项对 31 例患者的研究,肛拭子的准确率要高于鼻咽与口咽采样,尤其病程后期,肛拭子确诊病例的鼻拭子阳性率不到 30% 。4但显然,由于操作的限制,它无法作为早期筛查的首选手段 。
接下来的工作,就是从获取的那一点点标本中提取核酸 。由于样本中病毒的数量级很小,不足以拿来分析,还需要将其扩增并标记 。需要用到的同样是高中学过的知识:聚合酶链式反应(PCR)——这一步看起来麻烦,但由于它的原理和工序已经研究成熟,实际操作中只需要加好试剂送机器,整个核酸检测的过程里最麻烦的还是让待测者安安分分弄来标本(笑) 。
各地疾控机构或检测中心会采购合适的核酸提取试剂盒与核酸检测试剂盒 。提取试剂盒负责将 RNA 从混杂的样本(细胞碎屑、分泌物、灰尘等杂质)中提取出来,常见的有磁珠法、离心柱法和释放剂法,不同提取方法可能对后期检测的准确度略有影响 。之后,提纯出的 RNA 就会移交给检测试剂盒(也有一些试剂盒将两者合一),进行之后的工序 。
检测试剂盒带着样本在机器中进行的过程,就是这个检测中最主要的反应:RT-qPCR(实时定量逆转录聚合酶链反应) 。
接下来需要你捡起高中生物的知识 。一般的 PCR 反应有以下几步:
加热:让双链 DNA 解旋变形,成为两条单链;退火:让混合的单链 DNA 与根据需要复制的片段而设计好的引物结合;延伸:调整温度,让 DNA 聚合酶顺着引物开始工作,复制出新链,形成新的双链 。在对病毒的探测中,我们要做的工作也无非上面几步,只是需要多出两样东西:
在第一次反应之前,使用逆转录酶(依赖 RNA 的 DNA 聚合酶),合成病毒单链 RNA 的互补链,组合成 cDNA;在退火与延伸的阶段,除了引物和所需的酶外,还需要 TaqMan 探针 。你可以把 TaqMan 探针这样理解:它的主体部分是一段寡核苷酸链,被设计成能和一小部分需要复制的基因片段配对成双链的样子;它一端接了一个荧光分子,另一端接了一个开关(淬灭基团),两者和探针相连时,荧光就会被淬灭基团压制,探测不到 。退火时,这个探针会和引物一起结合在要复制的单链片段上 。在延伸的过程中,DNA 聚合酶会把挡在面前的障碍物切碎,其中就包括这段探针,淬灭基团和荧光分子就这样分离,荧光就表现出来 。
随着循环数的增多,扩增的 DNA 片段和荧光也越来越多 。对比每个循环的荧光亮度和前若干次循环的基准亮度,我们就能得出目前的 DNA 片段量,也可以直接用循环数和荧光亮度做定性的判断 。
那么具体复制哪一部分呢?既然要探测病毒,那我们就选取最有代表性的核酸片段 。现行的标准中,ORF 基因与 N 基因是常用的检测位点 。
检测试剂盒负责的就是将提取出的 RNA(样本)投入后,根据试剂盒上的程序说明,设定对应的 PCR 温度与时长,由机器控制完成扩增过程,在固定的环节收集荧光信号,记录对应的循环数(Ct 值) 。判断阴性阳性 / 是否还具有传染力的标准,就是看荧光信号达到阈值时,目前循环数是多少 。根据目前现行的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第九版)》,解除隔离管理的标准为 Ct 值 ≥ 35 。和此前通行的 ≥40 标准相比,出院与解除隔离的时间会大大缩短 。
免疫测定经 RT-PCR 的核酸检测到现在都是确诊的金标准,因为它在方法学的角度看来,(理论上)可以做到 100% 准确 。但核酸检测耗时长、对环境与操作人员要求高,在环境条件达不到标准、物资与仪器不齐全等情况下,大批量的核酸检测会带来巨大人力与财力消耗 。
在本次疫情中,我们采用的免疫测定包括了快速抗原检测与抗体检测,它以抗原-抗体反应为基本原理,旨在通过抗原与抗体快速的中和效应,以较少的时间成本探测样本中是否存在待测物 。两者都属于免疫层析法的范畴 。
以盒装方式出现、可以自行操作的抗原检测就很适合作为物资不足、自我测定等情况下的补充 。
抗原检测核酸检测检查的是病毒的(标志性)遗传物质,是病毒的「内里」 。那么(快速)抗原检测检查的就是病毒的「外在」,直接检查完整的病毒颗粒 。目前通过审批的抗原检测试剂盒包括三种类型:胶体金法、乳胶法、荧光免疫层析法 。三者内在原理一致 。但其中荧光免疫层析法试剂盒仍然需要专用的检测仪或紫外线手电,不适合家庭自测;胶体金法和乳胶法则都是将检查结果转化成肉眼可见的条带,差别在于用于标记上色的物质不同 。
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