作者:呂秀齊
在大自然這個天然實驗室里,病毒無處不在,并不斷進化,不知什么時候就會跳出來危害一下人類。人類對付病毒,首先要識別它,抓住它。
相比于細菌等微生物,病毒要小的多,一般只有50-100納米,高倍的電子顯微鏡,也不容易看請它們的真面貌。但借助于分子生物學的檢測手段,對它們進行尋蹤早已不是難事。
嚴格來講,病毒并不算是真正的生命,它們沒有細胞結構,離開生命體不能自我復制,但具有復制生命所必須的核酸。人類不僅搞清了核酸這種特殊生命大分子的結構,及其在體內的作用方式,也掌握了在體外對核酸進行復制增殖操作的一些高超本領。
每種生命都包含不一樣的遺傳大分子,即核酸,或DNA, 或RNA,抓住了特異的核酸,就抓住了病毒。微量核酸抓著費勁,但借助復制它的神器,問題就容易解決了。
COVID-19疫情爆發(fā),伴隨核酸檢測這個反復出現(xiàn)的名詞和實際發(fā)生的事實,RT-PCR、qPCR這些專業(yè)術語也更多出現(xiàn)在公眾的視野中??赡苡斜匾晕⒆餍┝私?,消除一些誤解。
學過相關專業(yè)知識的,PCR(聚合酶鏈式擴增反應)都不陌生,但對于普通人肯定不好理解,聽名字就夠難記的。其實也沒有必要了解太多,記住擴增兩個字就可以了,還有,這個過程需要一些特殊條件和酶的參與。
提起PCR這個技術,腦海中就會閃現(xiàn)“變性、退火、延伸”這些名詞,以及相關畫面。變性-退火-延伸也正是描述核酸體外擴增的基本過程。雙鏈的DNA高溫(93攝氏度)下變性,解鏈成單鏈,目的是讓其與互補的引物DNA結合,退火(溫度降到55攝氏度)后,模板DNA與引物根據堿基配對原則進行雜交。后邊的延伸過程簡單來說,就是在DNA聚合酶和中間反應原料(dNTP)的參與和稍高溫度下,實現(xiàn)DNA連續(xù)的半保留復制。整個溫度和酶控的過程,現(xiàn)在都可以由儀器自動完成,操作起來比較方便。
新冠病毒屬于單鏈RNA病毒,不穩(wěn)定,需要通過逆轉錄酶,以RNA為模板合成cDNA(從RNA到DNA反向轉錄的DNA),然后以其為模板,擴增合成目的片段,這就是人們所說的RT-PCR核酸檢測技術(逆轉錄核酸擴增),這個技術在RNA病毒檢測上應用比較廣泛,擴增后結合探針(一段人工合成的堿基序列)熒光標記(qPCR)等,就可以準確識別靶標。
應該說,PCR技術已經不算什么新玩意兒,從上世紀八九十年代開始,技術已逐漸成熟,更好用的工具酶的不斷發(fā)現(xiàn)和篩選,加上技術的不斷改進,大面積應用也有幾十年時間。我們熟悉的親子鑒定,通過DNA比對鎖定罪犯,還有DNA考古,等等,都離不開PCR這個超級神器。抓個病毒更不在話下了。
基于PCR的核酸檢測也不是什么很新鮮的技術。但的確,只有在這次不同尋常的疫情爆發(fā)后,它才真正進入大眾的視野。
涉及大量人群的病毒病源學檢測,使得核酸檢測這幾個字不斷深入人心。病毒核酸,陰性還是陽性,希望和失望,從來沒有像今天這樣牽動著人們的神經。記得2003年SARS時,媒體并沒怎么提到需要通過核酸檢測作為確診依據,主要原因是SARS的癥狀比較典型,通過臨床癥狀和影像學檢查,基本就可以定性,不需要借助病源學檢測這個武器。關鍵是,SARS沒有這么多隱形感染者。
追蹤病毒的還有另一種方式,即血清免疫學檢查,需要采血測抗體,主要看以往感染的情況,結果的不確定性相對復雜,抗體產生的滯后,也需要發(fā)病后一段時間才能檢測到。核酸檢測看起來相對單純,只要能搞到含有病毒核酸的微量樣本,只要是合格的試劑,規(guī)范的操作,抓住病毒的概率就應該比較高,所以,利用RT-PCR技術進行病毒核酸檢測,特異性應該沒有大問題(不需要整個的核酸,只需要其中一個片段,即靶標,就可以了)。至于靈敏性保證,看具體情況。
人們普遍關心假陰性的產生,一方面與樣品受限有關(沒有取到有病毒或者病毒載量過低的組織樣本),或者試劑不太合格,靈敏度低,如造成逆轉錄的起始DNA含量太低。還有人提出,如果病毒變異了,正好涉及那段靶標,也可能檢測不出來,但我覺得這種可能性不大。據知情人講,我們的檢測試劑有很多種,大多數是靠得住的。不合格的試劑能隨便上市應用嗎?估計很快被淘汰了。
當然,通過核酸檢測可以確認病毒的存在,至于它是不是活著(具有感染力),還無法判斷。所以要結合臨床癥狀和其他檢查來確定。
COVID-19,較多的無癥狀和不典型癥狀人群的存在,真的讓核酸檢測在疫情防控和患者確診中發(fā)揮了史無前例的作用。如果沒有核酸檢測這個武器,無法及時篩查到感染人群,不能采取有效干預手段,結果可想而知。
人類科技的進步,總會在對抗疾病,對抗自然界敵人入侵中發(fā)揮越來越重要的作用。相信科學,依靠科學,我們一定可以找到更多與大自然抗衡的有力武器,當然,我發(fā)自內心的想法是,最好,我們能找到更多方法,與大自然和諧相處,不要有太多的殺戮。我們能做到嗎?
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