科學(xué)家各出奇招 病毒檢測走向“物美價廉”
來源：
科技日報
日期：2020-09-03
責(zé)編：
殷緒江
世界衛(wèi)生組織8月31日公布的最新數(shù)據(jù)顯示，全球累計新冠肺炎確診病例已超過2500萬，其中美國累計確診病例已經(jīng)超過600萬。據(jù)美國《科學(xué)新聞》雜志網(wǎng)站8月31日報道，快速、廉價、準(zhǔn)確且容易使用的新冠病毒檢測方法對于遏制新冠肺炎大流行，安全重啟學(xué)校、企業(yè)和其他重要機構(gòu)至關(guān)重要，因此無數(shù)科學(xué)家殫精竭慮，各出奇招，開發(fā)出一系列新冠病毒檢測方法。
比如，有些簡易的檢測方法可在15分鐘或更短時間內(nèi)診斷出新冠病毒；也有科學(xué)家利用“當(dāng)紅”的CRISPR基因編輯技術(shù)來快速得出檢測結(jié)果。
黃金標(biāo)準(zhǔn)：檢測病毒RNA
目前，精確的新冠病毒檢測方法的黃金標(biāo)準(zhǔn)是聚合酶鏈反應(yīng)（PCR），它甚至可以檢測到極微量的病毒遺傳物質(zhì)RNA。
使用該方法時，檢測人員首先直接從患者體內(nèi)收集病毒RNA——通常是將棉簽插入鼻腔深處收集，隨后，在臨床實驗室將病毒的RNA轉(zhuǎn)化為DNA，然后用專門的儀器加熱和冷卻該DNA，使其復(fù)制增加，以更易于檢測出病毒。此過程重復(fù)進行約一小時后，可獲得新冠病毒檢測結(jié)果。
這類方法相當(dāng)準(zhǔn)確，但某些處于感染極早期的人或由于實驗室錯誤，會產(chǎn)生假陰性結(jié)果（檢測結(jié)果顯示未感染病毒，但實際上感染了）。這類技術(shù)很少出現(xiàn)假陽性（檢測結(jié)果顯示感染了病毒，而實際上未感染）。因此，如果PCR測試表明某人已感染，那么他們很可能的確攜帶該病毒。
當(dāng)然，這一方法并非完美無缺，主要缺點是速度慢——通常需要幾天才能獲得結(jié)果。
有科學(xué)家認(rèn)為鼻探取樣令人感覺不舒服，因此開發(fā)了其他實驗室檢測方法。
據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）8月16日報道，美國食品和藥物管理局（FDA）15日宣布，批準(zhǔn)將唾液直接檢測法（SalivaDirect）用于新冠病毒診斷檢測的緊急使用授權(quán)，這種方法由耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院Chantal Vogels團隊開發(fā)。
研究人員稱，該檢測法高度靈敏，結(jié)果與鼻咽拭子相似。在醫(yī)護人員的觀察下，唾液是在無菌容器中自行收集的，無需使用特定的拭子或收集裝置。這種分子診斷檢測可在3小時內(nèi)出結(jié)果，一次可檢測多達92個樣本。而且，檢測試劑只需幾美元。
為開發(fā)出更快的檢測方法，各路科研團隊奇招迭出，其中一些研究獲得了美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）“快速診斷加速”（RADx）計劃的資助，該計劃已向7家公司投資了2.487億美元。
例如，位于圣地亞哥的Mesa Biotech公司接受了RADx的資助，制造PCR檢測裝置。該公司表示，其研發(fā)的Accula檢測方法可通過分析喉部與鼻腔的拭抹樣本，在30分鐘內(nèi)檢測出患者體內(nèi)是否有新冠病毒。Accula檢測系統(tǒng)非常輕便，可以放到人的手掌上，其應(yīng)用可大大加快對新冠病毒的檢測速度，預(yù)計很快可推廣應(yīng)用到臨時檢驗設(shè)施、醫(yī)生診所、急救中心和護理中心。
另辟蹊徑：檢測抗原
除了上述方法，研究人員還開發(fā)出了一些抗原檢測方法。這種方法檢測的不是病毒RNA，而是病毒顆粒中的蛋白。這些病毒蛋白也是抗原，即它們在侵入人體時會刺激免疫反應(yīng)。這種抗原檢測方法與診斷流感患者的抗原檢測方法類似。
麻省理工學(xué)院生物工程師金柏莉·哈邁德-斯契費爾利強調(diào)說，不要將抗原檢測與抗體檢測混為一談，新冠肺炎抗原檢測是使用抗體來檢測病毒蛋白。
RADx資助的研究中就有一種抗原檢測方法，由總部位于圣地亞哥的Quidel公司開展，僅需15分鐘即可得出結(jié)果。
今年5月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了該公司的抗原檢測方法的緊急使用授權(quán)，這是此類新冠病毒檢測方法首次在美獲批。不過，F(xiàn)DA也提出了警告，抗原檢測對病毒具有很高的針對性，但敏感性較低，這意味著得出的陽性結(jié)果準(zhǔn)確性高，但得出假陰性結(jié)果的可能性也比較高。
此外，雅培制藥公司的一款名為BinaxNOW的便攜式測試盒，也是檢測抗原，于8月26日獲得FDA緊急使用授權(quán)。其也能在15分鐘內(nèi)得出結(jié)果，售價僅為5美元。雅培表示，計劃到10月后，每月生產(chǎn)5000萬套這種快速測試盒。
哈邁德-斯契費爾利解釋說，抗原檢測的好處是不需要任何專門的實驗室儀器或酶，“一切都自給自足的”。但如果不擴增病毒物質(zhì)，抗原檢測的靈敏度可能不如PCR等方法，導(dǎo)致假陰性結(jié)果發(fā)生率較高，F(xiàn)DA抗原檢測緊急使用授權(quán)指南稱，這一比例最高可達20%。
目標(biāo)：快捷、準(zhǔn)確且廉價
科學(xué)家認(rèn)為，新冠病毒檢測領(lǐng)域的目標(biāo)應(yīng)該是一種快速、簡便、準(zhǔn)確且廉價的方法，可以被廣泛使用，包括居家使用。麻省理工學(xué)院麥戈文腦科學(xué)研究所的張鋒等人，正在朝此目標(biāo)邁進。
該團隊開發(fā)了使用基因編輯工具CRISPR的檢測方法。被檢者要做的就是將樣品（來自鼻拭子或唾液）添加到帶有反應(yīng)溶液的試管中，在一鍋水中將試管加熱到60℃，加熱一小時，然后在試管中放入一張試紙，即可檢出樣本中是否含有新冠病毒。
團隊在5月8日的醫(yī)學(xué)類預(yù)印本雜志medRxiv上發(fā)布論文稱，這種新檢測方法名為STOPCovid，它可以像PCR檢測法一樣識別出新冠病毒病例，成本不到10美元。該方法適用于唾液或鼻咽拭子樣本，每個反應(yīng)的檢測下限為100個RNA拷貝。
此外，STOPCovid可以被集成在一個低成本的模塊化試劑盒中，廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、測試站、辦公室和家里。
無獨有偶，加州舊金山大學(xué)研究團隊以及由阿根廷布宜諾斯艾利斯大學(xué)主導(dǎo)的團隊也開發(fā)了基于Cas12的新冠病毒CRISPR檢測技術(shù)。
米娜說，隨著眾多檢測新冠病毒的新技術(shù)紛至沓來，“我們將借助一些嶄新的診斷方法來擺脫新冠肺炎疫情”。
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