這段時間，我們常能聽到一個詞：核酸檢測。
現(xiàn)在已經(jīng)眾所周知，核酸檢測在新冠病毒感染的診斷中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在醫(yī)院，核酸檢測是診斷新冠病毒感染的金標(biāo)準(zhǔn)。
而在醫(yī)院之外，核酸檢測還可以用來做大范圍的篩查，盡可能找出還在潛伏期的無癥狀感染者。尤其當(dāng)下復(fù)工在即，篩查可以大大降低辦公室傳染的風(fēng)險。
可你們知道核酸檢測是怎么發(fā)現(xiàn)病毒的嗎？這種黑科技是怎么讓看不見的病毒“顯形”的？
現(xiàn)在小編就來給大家說說核酸檢測的原理。全文簡單易懂，一起漲知識！
首先認(rèn)識一下，什么是核酸？
核酸是地球上所有已知的生命體必不可少的一種組成物質(zhì)。它主要分為兩種：脫氧核糖核酸、核糖核酸。
脫氧核糖核酸，其實就是我們常說的DNA，地球上幾乎所有生物的遺傳物質(zhì)。而許多冠狀病毒的遺傳物質(zhì)，則是RNA，也就是核糖核酸。
所以病毒核酸檢測，其實就是對病毒的遺傳物質(zhì)RNA進(jìn)行檢測。
而針對病毒RNA進(jìn)行檢測的技術(shù)，還可以分兩種：一種是實時熒光RT-PCR，一種是病原宏基因組測序（mNGS）
*圖為冠狀病毒。它的外層是包膜和蛋白質(zhì)，里面是它的遺傳物質(zhì)RNA。
它們都是用于診斷新冠病毒感染的方法。但核酸檢測因為速度快（4~6小時）而應(yīng)用更多，而基因測序比較慢（24~72小時），所以用的比較少。
一般對于高度疑似新冠病毒感染、但核酸檢測是陰性的病人，會利用基因測序技術(shù)進(jìn)一步確認(rèn)。
圖為《新型冠狀病毒肺炎診療方案》試行第六版，新型冠狀病毒肺炎確診的病原學(xué)依據(jù)
實時熒光RT-PCR檢測是如何讓病毒“顯形”的？
首先要采集樣本。由于新冠病毒是通過呼吸道感染人體，所以樣本要從呼吸道采集。目前常規(guī)的樣本類型大致有2類：一類是用咽拭子、鼻拭子在人的上呼吸道（咽部或鼻腔）擦拭采集；另一類是收集下呼吸道痰液、支氣管灌洗液、肺泡灌洗液等。
采集到的樣本將被嚴(yán)格封存，送到實驗室。那里是檢測員讓病毒“現(xiàn)形”的戰(zhàn)場。
什么是實時熒光RT-PCR？
為了避免晦澀難懂，此處略去幾百個火星文。小編將通過一個大致的檢測流程來介紹這一黑科技。我們還實拍了水母基因?qū)嶒炇依锏脑O(shè)備和工具，并由可愛的實驗室小姐姐友情出鏡，給大家做一個操作演示。
① 提取病毒的RNA
先從樣本中提取出病毒的RNA。具體來說，就是在樣本中加入核酸提取試劑，把病毒破壞，讓核酸釋放出來。
*提取病毒核算必須在高級別的生物安全柜內(nèi)完成。圖為水母實驗室小姐姐使用生物安全柜進(jìn)行的操作演示。
② 把病毒RNA“反轉(zhuǎn)錄”成cDNA
通過反轉(zhuǎn)錄技術(shù)（RT），把病毒的RNA“反轉(zhuǎn)”成一種特異DNA，即cDNA（因為病毒RNA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所以把病毒RNA轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的cDNA會更方便檢測）
這里會用到核酸檢測試劑盒中一種叫“反轉(zhuǎn)錄酶”的物質(zhì)。而完成轉(zhuǎn)錄后，所有工作都將圍繞cDNA展開。
③ 進(jìn)行cDNA的擴增與檢測
簡單說就是擴增cDNA的數(shù)量。這里應(yīng)用的就是PCR，全稱聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。具體來說，就是借助試劑盒中一些特殊物質(zhì)，讓cDNA不斷復(fù)制，使其數(shù)量呈指數(shù)式增長。
所謂RT-PCR，就是將RNA的反轉(zhuǎn)錄（RT）和cDNA的擴增（PCR）相結(jié)合的技術(shù)。
當(dāng)cDNA擴增的同時，試劑盒中還有一種叫熒光探針的東西同時工作。它會釋放熒光信號，cDNA每完成一次擴增，熒光信號就會增加一點，而PCR檢測儀就能記錄到一個熒光信號增加的Ct值。
*圖中左邊白色的儀器叫QPCR儀。上面說到的轉(zhuǎn)錄、擴增、檢測都是在這臺QPCR儀上完成。電腦上顯示的紅線，我們也可以理解為Ct值的曲線。
④ 出結(jié)果
這一步就是根據(jù)檢測儀記錄的Ct值，進(jìn)行檢測結(jié)果分析。
理想狀態(tài)下，如果樣本中有新冠病毒，那么在cDNA完成預(yù)訂次數(shù)的擴增后，檢測儀記錄的Ct值就會形成一個逐漸上升的S形曲線，檢測結(jié)果為陽性；如果沒有類似的S型曲線，檢測結(jié)果就為陰性。
做完以上所有工作，通常需要4~6小時。
現(xiàn)在明白什么是實時熒光RT-PCR了嗎？檢測人員就是這樣診斷新冠病毒感染的。
基因測序技術(shù)是怎樣測出病毒的？
病原宏基因組測序（mNGS），是針對病原微生物（細(xì)菌、真菌、病毒和寄生蟲等）使用的基因測序技術(shù)。它的原理就比較簡單了。
首先，我們要掌握病毒的基因序列。（中國科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)新冠病毒后5天就鑒定分析出了它的基因組序列，此處應(yīng)有掌聲?。?div style="height:15px;">
然后是檢測。在實驗室里，技術(shù)人員利用基因測序儀器，針對樣本中提取的病毒RNA或總核酸進(jìn)行檢測。當(dāng)樣本中檢測出的病毒基因序列，與已知的新冠病毒基因序列高度同源，就可以確診感染。
基因測序是一個更加復(fù)雜且耗時的過程，可以簡單歸納為以下7個步驟：
① 采集樣本：與前面介紹一致② 從樣本中提取出病毒RNA：與前面介紹一致③ 把病毒RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA：為了便于檢測，測序也需要進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。④ 文庫構(gòu)建：翻譯過來，就是把完整的DNA鏈條打碎成片段，接著給DNA片段末端修復(fù)，然后給DNA片段加上獨有的樣本編碼（用于識別這個樣本是誰的），并把DNA片段用一個接頭固定起來，方便測序……⑤ 高通量測序：通過高通量測序儀，把文庫的核酸序列檢測出來。⑥ 生物信息分析：把測出的DNA序列與已有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對。⑦ 出具檢測報告
這樣一套完整的病毒基因測序流程，加上出結(jié)果，通常需要24~72小時。
基因測序還有個特異功能：如果病人同時感染了多種病毒，基因測序也能夠發(fā)現(xiàn)。
*圖為水母基因?qū)嶒炇业母咄繙y序儀。
敲黑板：以上圖片展示的，僅僅是水母基因?qū)嶒炇倚〗憬愕牟僮餮菔?，不是實際的病毒核酸檢測操作。而真正的病毒核酸檢測過程極為嚴(yán)格，需要全程嚴(yán)格消毒，且工作人員全程三級防護（穿防護服，戴N95口罩、護目鏡、雙層手套、腳套）。
因為這是在與病毒打交道。從采集樣本到檢測，每一個步驟都兇險萬分，一不小心就有被病毒感染的可能。
所以我們感恩戰(zhàn)斗在抗疫滅毒一線醫(yī)生和忽視，但也要記住這樣一群人：他們不接觸患者，卻每天都在實驗室里與病毒零距離打交道；他們看似不在一線，實則處在超一線！
助力全國抗疫滅毒水母基因在行動！
當(dāng)面對病毒侵襲，專業(yè)資源和人才會顯得尤為珍貴。哪怕多一位專業(yè)志愿者、多一臺PCR檢測儀、多一個試劑盒，都能為這場攻堅戰(zhàn)創(chuàng)造無可估量的力量。我們也深知，勿以善小而不為。因此在疫情爆發(fā)后，水母基因迅速開展了相關(guān)工作。 近期，我們與一批擁有測序儀、實驗室、試劑盒等專業(yè)資源的企業(yè)/機構(gòu)，共同發(fā)起了【抗疫滅毒聯(lián)合行動聯(lián)盟】，為抗疫滅毒貢獻(xiàn)一份力量。
截至目前，已有53家企業(yè)/機構(gòu)加入，覆蓋北京、湖北、遼寧、廣東、浙江、江西、福建、上海、黑龍江、天津等18個省市區(qū)。
他們愿意暫停正在進(jìn)行的部分科研工作和業(yè)務(wù)運營，為抗疫滅毒提供PCR實驗室、基因擴增檢驗實驗室、P2實驗室、CAP認(rèn)證實驗室場地，自動化核酸儀、全自動毛細(xì)管電泳儀、測序儀、PCR儀器，檢測試劑盒、專業(yè)人員，以及捐資上千萬元。
聯(lián)盟成員將根據(jù)當(dāng)?shù)丶部夭块T的具體需求和指引，通過人員培訓(xùn)、儀器借用、試劑捐贈、資源共享等方式，協(xié)助湖北以及全國其它有迫切需求的區(qū)域，盡快建立或者升級新型冠狀病毒檢測實驗室。
當(dāng)下復(fù)工在即，響應(yīng)國家號召，我們也將協(xié)調(diào)各方資源，面相全國各地的企業(yè)提供員工體檢篩查的服務(wù)，幫助企業(yè)降低復(fù)工感染的風(fēng)險，盡快安全地恢復(fù)生產(chǎn)運營。
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