操作方法

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(shí)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(shí)就是對(duì)病毒的遺傳物質(zhì)RNA進(jìn)行檢測。而針對(duì)病毒RNA進(jìn)行檢測的技術(shù)，還可以分兩種：一種是實(shí)時(shí)熒光RT-PCR，一種是病原宏基因組測序（mNGS）

實(shí)時(shí)熒光RT-PCR

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(shí)驗(yàn)室。那里是檢測員讓病毒“現(xiàn)形”的戰(zhàn)場。

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(jí)別的生物安全柜內(nèi)完成。圖為水母實(shí)驗(yàn)室小姐姐使用生物安全柜進(jìn)行的操作演示。

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?yàn)椴《綬NA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所以把病毒RNA轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的cDNA會(huì)更方便檢測）這里會(huì)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。

進(jìn)行cDNA的擴(kuò)增與檢測簡單說就是擴(kuò)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(kuò)增（PCR）相結(jié)合的技術(shù)。當(dāng)cDNA擴(kuò)增的同時(shí)，試劑盒中還有一種叫熒光探針的東西同時(shí)工作。它會(huì)釋放熒光信號(hào)，cDNA每完成一次擴(kuò)增，熒光信號(hào)就會(huì)增加一點(diǎn)，而PCR檢測儀就能記錄到一個(gè)熒光信號(hào)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(kuò)增、檢測都是在這臺(tái)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。

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(kuò)增后，檢測儀記錄的Ct值就會(huì)形成一個(gè)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(shí)。

基因測序技術(shù)

病原宏基因組測序（mNGS），是針對(duì)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。然后是檢測。在實(shí)驗(yàn)室里，技術(shù)人員利用基因測序儀器，針對(duì)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(gè)更加復(fù)雜且耗時(shí)的過程，可以簡單歸納為以下7個(gè)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DN段末端修復(fù)，然后給DN段加上獨(dú)有的樣本編碼（用于識(shí)別這個(gè)樣本是誰的），并把DN段用一個(gè)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(duì)。⑦ 出具檢測報(bào)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(shí)。