讀創/深圳商報記者 袁斯茹
隨著新冠肺炎的爆發，「核酸檢測」也進入我們的視野。這種技術的原理是什麼？為什麼會有一定機率出錯？面對不斷變異的病毒，還有更先進的檢測手法嗎？
近日，華大基因CEO尹燁表示，「未來感染檢測技術將會重點向更準確、更快速、更便宜和更便捷的方向發展。」
△華大工作人員分析病毒樣本
螢光標記讓病毒「顯形」
病毒如果在體內肆虐，會留下一些「蛛絲馬跡」，核酸檢測就是通過尋找這些痕跡，來判斷是否有感染。
核酸是地球上已知生命體必需的一種組成物質，其中脫氧核糖核酸（DNA）是幾乎所有生物的遺傳物質，而核糖核酸（RNA）是許多冠狀病毒的遺傳物質。病毒核酸檢測，就是尋找樣本中是否有病毒的RNA。
△冠狀病毒。它的外層是包膜和蛋白質，裡面是它的遺傳物質RNA（圖片來自網絡）
「此次華大研發的試劑盒，是採用螢光RT-PCR核酸檢測的方法。」尹燁表示。
具體過程是，將從呼吸道採集到的樣本嚴格封存送到實驗室，由專業人員及設備在其中加入核酸提取試劑，讓病毒的RNA釋放出來。
第二步是利用試劑盒中一種叫「反轉錄酶」的物質，將病毒的RNA「反轉」成一種特異DNA，並藉助盒中一些特殊物質，將這種特異DNA擴增（PCR）。擴增的同時，試劑盒中的螢光探針「啟動」，釋放螢光信號。特異DNA每完成一次擴增，螢光信號就會增加一點。PCR檢測儀會記錄下這一過程。
通常情況下，如果樣本中有新冠病毒，檢測儀記錄的數值會呈現逐漸上升的S形曲線，即檢測結果為陽性。
病毒檢測的前世今生
為了找到隱藏在體內的病毒，人們進行了上千年的探索，目前的病毒核酸檢測已深入到分子層次。此次新冠病毒檢測，也是人類歷史上第一次大規模使用分子生物學技術對抗新發現的病原體。
人眼一般只能看到直徑大於0.1毫米的物體，而絕大多數病毒微生物至多是這個尺度的五十分之一，因此古代的醫生們只能通過「望聞問切」來診斷。
1670年，荷蘭科學家列文虎克改進了顯微鏡，細小生物走進人們的視野，病原檢測技術也隨之得到發展。19世紀，德國細菌學家科赫提出，如果同一類感染性疾病患者的體內都能找到同樣的微生物，將其提取、培養，有助於確定這類疾病的病原體。此後相繼出現將病原體樣本塗片染色等檢測方法。
隨著對免疫機制的研究深入，針對免疫學中的抗疫和抗原特異性結合的原理，多種免疫檢測技術相繼誕生。此次的螢光探針就是其中之一。
「我們針對新冠病毒，研發了特定的探針，如果探針可以和待測樣本的核酸互補配對，就能觀察到標記物的信號，從而證明新冠病毒的存在。」尹燁表示。
不過，有時因為患者體內的病毒核酸含量過低，會給檢測帶來一定難度。「因此『擴增』成為檢測的關鍵步驟。如果從採樣到檢測過程中病毒核酸發生降解，或損失了過多的RNA，也容易出現『假陰性』的結果。」尹燁表示。
病毒不斷變異怎麼辦
感染性疾病之所以危害大，原因之一是病毒會不斷變異，形成新發疾病。比如新冠肺炎，由於人們此前對其知之甚少，因此在傳染初期缺乏成熟的防治方法，甚至難以診斷其病原體。
「此時可以運用mNGS技術幫助快速診斷和明確感染病原，及時對患者進行精準治療。」尹燁表示。
mNGS即病原宏基因組測序，是除實時螢光RT-PCR外的另一種針對病毒RNA進行檢測的技術。在用於新冠病毒檢測時，PCR出結果的速度較快，而mNGS需要24-72小時，因此使用較少。
使用mNGS檢測時，需要掌握病毒的基因序列，隨後通過測序儀器進行分析。當樣本中檢測出的病毒基因序列和已知新冠病毒序列高度同源，就可以確診感染。值得一提的是，不同於PCR的螢光探針是針對某類特定病毒，mNGS檢測可以同時發現多種病毒。
這種方法可用於新發疾病的診斷。「2017年，一位菲律賓籍船員在唐山港口出現意識障礙等症狀，院方和華大基因採用mNGS技術，僅用30小時便從患者腦脊液樣本中檢出結核桿菌，證明患者感染的是結核性腦膜炎。」尹燁分享道。
「隨著mNGS等分子診斷技術，特別是測序技術成本的進一步降低以及檢測速度和性能的進一步提高，再複雜的病原診斷也將不再困難，人類對於微生物的認知也將更加全面、更加清晰，」尹燁表示，「傳染、感染疾病的精準醫療時代即將全面到來。」