病毒检测的那些事儿

时间：2021-12-02

病毒检测的那些事儿

病毒是一种古老的、原始的微生物，关于病毒的起源曾有种种推测：可能类似于较原始的生命；可能是细菌退化而来；甚至可能来源于陨石或彗星等“不速之客”。虽然病毒在生物进化中地位并未确定，但是病毒一旦产生以后，也同其他生物一样，能够通过变异和自然选择而不断演化和进化。

病毒的构成只有一个蛋白质外壳内部包裹着DNA或RNA形成的一段序列，简约的结构却并不简单。病毒是一种靠寄生在细胞内部才能存活和 ** 的微生物，病毒毕生的故事就像一部情节老套的连续剧，从寻找宿主开始、到入侵宿主和自我 ** 、宿主破裂病毒释放，到寻找下一任宿主，周而复始。病毒对宿主的选择还特别的挑剔，一般来说一种病毒只会寄生在一种或几种特定细胞内。

由于病毒入侵感染的细胞不同，因此进行病毒检测时样本取材的部位也不尽相同。例如乙肝病毒只寄生在肝脏细胞内，流感病毒只寄生在呼吸道的细胞内。而这次引起**范围内流行的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）就大量存在下呼吸道粘膜和肺泡组织液中，对于感染初期的患者来说，如果仅从血液样本中是很难捕捉到新型冠状病毒的踪迹。

对于人体来说，病毒是一个外来的“入侵者”，当病毒从破损的皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等处入侵后，人体会产生一系列应激性的反应。病毒感染早期症状通常不是很明显，随着病毒不断 ** ，数目显著增加，会引起红肿、溃疡等局部炎症，随着病毒进一步增多，人体会通过咳嗽、腹泻、发热等向外排出病毒，抑制病毒 ** ，并激活体内*反应，对入侵的病毒进行全面灭杀。

那么如何才能对病毒进行有效的快速检测呢？与细菌和寄生虫等不同，由于病毒颗粒小，很难通过光学显微镜直接观察，病毒载量高（通常大于107个）时通过组织切片样本进行负染增强后，可使用电子显微镜观测,但是通常到了这个时候，病人的“含毒量”也已经很大了。现在更常用的病毒检测从方法学上主要分为核酸测定和*测定两大类。

在病毒感染早期，病毒数量很少，对于已知的病毒种类，核酸测定可以捕获到病毒核酸特定的序列，从而抓住病毒入侵的“蛛丝马迹”。但核酸检测本身有很多步骤，从制备样本开始，鼻拭子、咽拭子等样本比血液样本中含有更多杂质，成分也更加复杂，这些成分很多会抑制核酸检测试剂，降低检出率。因此需要去除杂质，将病毒的序列纯化提取。核酸样本储存和运输也是非常重要的环节，比如新冠病毒是RNA病毒，而RNA不稳定，非常*降解，因此存储条件至关重要。这些步骤中出现任何一个问题都可能导致病毒核酸无法检出。

*测定是一种间接检测方法，主要是寻找针对该病毒的特异性抗体，以检测抗体来代替直接检测病毒。举例来说，如果有人感染了麻疹病毒，且没有接种过疫苗，那么身体里就会产生针对麻疹病毒的抗体。同样，假设被新冠病毒感染，我们的身体也会产生针对新冠病毒的抗体。IgM是初次体液*应答中较早出现的抗体，是机体抗感染的“先头*”，在感染的初期起作用但维持时间短、消失快。一般在感染新冠肺炎后的7天，发病3天左右，血液中就会产生特异性IgM抗体。将IgM抗体检测和核酸检测互相印证，就可以较大提高新冠肺炎的诊断率。而IgG抗体则产生较晚，但维持时间长、消失慢、浓度高，可作为远期感染的指标。并且对于病毒**和疫苗研发的意义也非常重大。通过对恢复期患者血清中抗体提取和纯化，可以有望寻找到对病毒有明显抑制作用的“中和抗体”，这可以快速应用的临床危重症患者的**，也可以用于预防性疫苗的研发。

无论是核酸检测，还是抗体检测，都是“有的放矢”，对已知病毒进行检测。而高通量测序在病毒检测，尤其在新病毒发现和鉴定中发挥着大作用。对于未知病毒鉴定来说，首先需要完成病毒的分离和纯化，通过对未知病毒核酸序列进行测序和鉴定。通过对临床病毒基因组进行连续分析，就可以跟踪病毒随时间的突变，这对揭示病毒在时空中传播的偏好和特点，实时监控病毒在易感人群中的传播更为重要，也可以为公共卫生干预手段提供信息，让我们更好地知道病毒如何变异，如何传播，从而让我们更好地预测未来，并希望能预防病毒的进一步传播。

传统的检测方法是在实验室中对病毒标本进行核酸扩增、凝胶电泳、*荧光标记等分析，随着检测技术的不断发展，新的病毒检测技术在灵敏度和准确性方面进行了很大提升。例如数字PCR、杂交捕获*荧光、胶体金*分析、CRISPR（规律间隔成簇短回文重复序列）基因编辑技术、下一代测序等新技术不断发展。

快速、准确是检测中z重要的两个指标。目前发展前景z好的，是可便携式的快速检测技术，可以将病毒快速检测部署到医院甚至社区中。一体式的仪器可以在全封闭检测芯片完成核酸提取及检测，可适用于急诊、ICU、救护车、社区、家庭、火车站等环境下快速识别感染人群，这为病毒防控提供了g有力的武器。

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