Ⅰ “核酸检测”是不是可以检测到所有病毒还是只能检测到新冠
在抗击新冠肺炎的过程中，通过核酸检测发现病毒感染者，已经是大家再熟悉不过的检测方式。针对目前肆虐全球的德尔塔变异毒株，我国自主研发的检测产品能够快速精准识别。那么，核酸检测为什么能发现病毒感染？我们今天就来聊一聊与此有关的科学问题。
DNA分子扩增技术是核酸检测法关键
所有生物除朊病毒外都含有核酸，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），新型冠状病毒是一种仅含有RNA的病毒，病毒中特异性RNA序列是区分该病毒与其它病原体的标志物。
新冠病毒的核酸检测就是要检测病毒的RNA基因组的一些有标志性的基因片段，用核酸检测试剂就能检测出来。
在新冠疫情发生初期，中国研究人员在极短时间内就完成了对新冠病毒全基因组序列的解析，并通过与其他相似病毒，如冠状病毒的基因组序列对比，发现了新冠病毒中的特异核酸序列。因此，如果能在受检者样本中检测到新冠病毒的特异核酸序列，就可以判断此人被感染。
检测新冠病毒特异核酸序列，要先将新冠病毒核酸（RNA）逆转录为DNA，再采用PCR（多聚酶链反应）方法进行放大或扩增，以检测特定的基因序列。
PCR的作用是扩增DNA，也就是对选择出的具有特异性的新冠病毒部分独特的基因片段作为靶标DNA，将其序列进行指数级的扩增。每一个扩增出来的DNA序列，都可与预先加入的一段荧光标记探针结合，产生荧光信号。扩增出来的靶基因越多，累计的荧光信号就越强，以此来确定样本中是否有病毒核酸，也即确诊受检者是否被感染。
这种核酸检测技术的关键，是对病毒特异性DNA片段进行扩增。
1953年，沃森和克里克发表了DNA双螺旋结构模型，让人们知道了DNA的分子结构，也开启了从分子上理解生命的时代。但是，人体的一个细胞只有一组DNA，既微小，又难以分离和提取来进行体外研究。要进行DNA分子的研究，必须有一种技术能在体外扩增DNA分子。
1971年，美国麻省理工学院的教授科拉纳等人提出核酸体外扩增的设想，经DNA变性，与合适的引物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，并不断重复该过程便可扩增DNA。但是当时技术水平有限，这一设想难以实现。
1976年，就读于美国俄亥俄州辛辛那提大学生物系的中国台湾科学家钱嘉韵，从黄石公园热泉中发现的嗜热菌中提取了高温DNA聚合酶，使得扩增DNA的设想又前进了一步。
PCR技术发明完成最后一脚射门的射手是美国生物化学家凯利·穆里斯。据穆里斯回忆，1983年4月的一个星期五晚上，穆里斯开车去乡下别墅的路上，猛然闪现出多聚酶链反应（PCR）的想法。1985年，穆里斯在Cetus公司工作期间，成功发明了PCR。
PCR发明后，有人赞誉这一发明将生物学划分为两个时代：PCR前时代和PCR后时代。有了PCR技术，可以将任意痕量的DNA分子扩增，应用于各个方面，如诊断疾病、生物个体识别、亲子鉴定、刑事鉴识发现罪犯、产前诊断确诊遗传病等。由于发明了PCR，穆里斯获得了1993年的诺贝尔化学奖。
核酸检测法不仅用于新冠病毒感染的诊断，也广泛用于其他病毒性感染疾病。2003年“非典”期间，中国研究人员研发出巢式PCR技术的核酸检测试剂盒，用以诊断病人。此后，对H7N9禽流感也研发了核酸检测试剂盒。2014年，中国“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”科技重大专项取得一系列重要研究成果，其中新型核酸检测技术一次能对艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎三种病毒同时检测，大大缩短了检测的窗口期。此外，埃博拉病毒、中东呼吸综合征病毒等病毒检测中，都曾使用核酸检测试剂盒。
为何有人经过多次检测才能查出阳性
现在，PCR用在新冠病毒感染的诊断上，是通过快速扩增新冠病毒的特定基因片段来确认受检者是否被病毒感染的。目前常用的是利用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）研发的试剂盒。
尽管RT-PCR试剂盒检测比较可靠，但是在最开始也有假阴性，即检测不出实际上已被病毒入侵的感染者。出现核酸检测假阴性的原因有多方面。一是刚开始研发的试剂盒质量不是很高，但后来经过改进，这一质量短板得到解决。另一个原因是，患者在做前几次检测的时候，病毒还没有充分感染人体细胞，病毒有一个逐渐进入细胞的过程。因此，有的人经过多次检测才查出病毒核酸阳性。
中国国家卫健委颁布的《新型冠状病毒实验室检测技术指南》规定，采集标本的种类里有上呼吸道标本（咽拭子、鼻拭子、鼻咽抽取物），下呼吸道标本（深咳痰液、呼吸道抽取物、支气管灌洗液、肺泡灌洗液、肺组织活检标本），血液标本，血清标本，后来又增加了粪便、肛拭子。但在实际操作中，采取最多的是咽拭子、鼻拭子之类的上呼吸道标本。
由于新冠病毒通常出现在感染肺部深处的组织和细胞，因此下呼吸道标本对检测来说是最好的，病毒多、最易检测出来。但是，深肺组织样本不好采集，而病人咳嗽的时候，一些病毒是可以被带到上呼吸道，而且病毒也可以感染上呼吸道，因此上呼吸道标本（咽拭子、鼻拭子、鼻咽抽取物）已成为标准采样。
核酸检测的过程包括样本采集、样本处理、核酸提取、进行PCR检测等多个步骤，现在整个平均检测时间需要2-3个小时。由于它是直接对采集标本中的病毒核酸进行检测，特异性强、敏感度相对较高，因此是当前新冠病毒感染检测的主要手段。
延伸阅读
抗体检测和抗原检测也是新冠病毒感染诊断方法
除了核酸检测，现在对新冠病毒感染的诊断也采用另一种常用的方式，即抗体测试法。一般情况下，人被新冠病毒感染后，免疫系统会产生抗体来攻击病毒，因此，检测抗体也是一项可靠的判断人是否被病毒感染的方式。不过，由于在病毒感染早期，人体内可能还没有产生抗体，存在检测的窗口期，因而抗体检测法只能作为确诊的补充诊断手段或应用于聚集性疫情溯源。
抗体检测包括胶体金法和磁微粒化学发光法，其中胶体金法平均检测时间为15分钟左右，磁微粒化学发光法一般需要30-60分钟。
以胶体金法为例，试剂中含有病毒抗原，通过抗原检测抗体的存在。机体感染新冠病毒后，病毒的特定蛋白会刺激免疫系统引起抗体应答。胶体金法就是要检测出人体是否有新冠病毒抗体。如果人被新冠病毒感染并在血液中含有抗体，就能与试剂上的新冠病毒的抗原成分结合，形成抗原抗体复合物，在检测线处聚集为红色反应线，证明是阳性（被感染），反之则是阴性。
另外，诊断是否被新冠病毒感染，还可以采用抗原检测试剂（盒）。试剂纸或卡上包被有新冠病毒抗体，通过抗体检测抗原的存在。新冠病毒的抗原成分主要有N蛋白、E蛋白和S蛋白等，当把取样获得的咽拭子、鼻拭子、痰液、血清、血浆等样本滴入试剂盒时，如果这些样本中有病毒抗原，就会与试剂上的新冠病毒抗体形成抗原抗体复合物，检测线处聚集出现红线，很快就能得出结果。现在，国内一些公司生产的新冠抗原检测试剂已能快速精准识别德尔塔变异毒株，这是因为该试剂（盒）含有德尔塔的S蛋白处的特异变化的基因序列。但是，抗原检测需要更高的敏感性，由于新冠病毒主要侵犯肺泡等下呼吸道，从鼻咽、口咽等上呼吸道取样，不一定能采集到病原体，或者取样中所含病毒数量较少。因此，抗原检测和抗体检测一样，都是诊断新冠病毒感染的辅助手段。
不可不知
新冠病毒感染与新冠肺炎不是一回事儿
需要说明的是，确诊新冠病毒感染与确诊新冠肺炎并不是一回事儿，前者只是病毒感染，后者则是在病毒感染后出现症状。
目前确认新冠病毒感染的金标准还是核酸检测。同时，抗体检测和抗原检测可以作为补充证据。
如果要确诊为新冠肺炎，还得加上CT片证据，以及临床上出现的症状，如是否发热、咳嗽，呼吸是否困难等来确诊新冠肺炎，并判断是轻症还是重症，抑或是无症状感染，从而采取相应的治疗和预防措施。
Ⅱ 广州华银检测中心电话检测结果慢啊
在迎战新型冠状病毒肺炎疫情的过程中，体外诊断企业扮演了重要的角色。根据网络数据，2018年国内体外诊断产业市场约为600亿，体外诊断产业被纳入广州市发展IAB产业的重点领域。广州市黄埔区、广州开发区是广州生物产业发展的核心区。目前全区聚集超过600家生物医药企业，生物医药产业规模占广州市60%以上，体外诊断是其中一项核心产业。
据悉，区内企业达安基因、万孚倍特、华银医药、和信健康、微远基因、赛默飞世尔等在1月25日前已经研发出新型冠状病毒检测试剂盒。广州金域医学检验中心、云康广州达安临床检验中心、华银医学检验中心及凯普医学检验所等为承担广东省重点人群排查的核酸检测工作的第三方检测机构。
近日，南都记者就针对病毒的核酸检测产品的特点、紧急时期产品审批过程、第三方检测机构的检验流程等邀请企业的多位专家揭秘。
顶级医学杂志《柳叶刀》(The Lancet)公布的新型冠状病毒(2019-nCoV)彩色照片。
每日检测5000到1万份样本
筛查是疫情防控中重要的一环，及时找出传播者，切断传播源，检测机构在其中承担着重要的责任。
“我们安排检验人员三班倒工作，保证仪器24小时不停机。”金域医学感染性疾病学科负责人刘勇表示，隔天早上，各家医院和患者就能收到检验中心的反馈结果。作为全国最大的第三方医检机构，金域医学此前调动了200多名PCR检验员、3000人的医疗冷链物流团队积极投入疫情防控工作。早在2018年，金域医学便在广州呼吸健康研究院专家团队的指导下，按照P2+实验室建设标准建设了“临床呼吸道病毒诊断与转化中心”。作为广东省“三个必查”的主力军，从1月30日起，金域医学采用国家批准的新试剂和新检验方法，把筛查速度提升至原来的5倍，把日检测样本能力提升到1万人份。
云康广州达安临床检验中心参与了广州市3个行政区与广东省7个地市的发热门诊筛查工作，春节前后，达安临检实验室迅速布局扩大PCR检测实验场所，组织200余人的技术团队，承担起每日1万例的样本筛查任务，样本量超出往常日产能数倍之多。华银医学检验中心也启动了14台PCR扩增仪和相关配套仪器，每日可检测5000份样本。
短期研发成功在于过往的积累
据了解，早在1月13日，达安基因在获得新型冠状病毒的基因序列数据后，迅速开展研发，第一时间研制出《新型冠状病毒（2019）核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）》，成为首批全国发布研制针对性检测试剂盒的两个厂家之一，同时也是广东省内首家。
在该区广州科学城的华银医药，在1月13日就研发出《新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（荧光PCR法）》，剂型可选常规液体或全组份冻干。微远基因用5天时间即研制成功《新型冠状病毒（2019-nCoV）核酸检测试剂盒（恒温CRISPR法）》。万孚生物子公司万孚倍特在1月20日宣布成功研发出新型冠状病毒呼吸道病原体多重核酸检测卡，打造出全自动全封闭的新型冠状病毒呼吸道病原体多重核酸检测模式。
华银医药的研发总监蒋军解释说，之所以能在这么短时间内研发出来，在于以往的积累。“冠状病毒常见的几个亚型我们都有扎实的技术储备，我们获得第一条新型冠状病毒序列时，就马上启动新项目研发，在基因序列差异最大的区域设置检测靶点，并对新设计的实验方案进行验证，以最快的速度推出第一代产品。随着后续各种相关信息的增加，不断进行优化与评估。”
而紧急情况下，试剂产品的审批程序也缩短了。“常规的话，要先将报告送到临检所检测，产品性能达到后要找3家医院做临床验证，再通过省级报到国家批准，”凯普生物只使用了9天的时间开发出试剂产品，目前他们的试剂产品还在等待答辩。谢龙旭介绍说，应急审批流程目前省略了中间伦理审批环节（临床试验方案及附件是否合乎道德），“特殊时期，在中科院武汉病毒所，广东疾控中心的样本检测结果都可以当成临床数据来上报。”
实时荧光RT-PCR技术特异性强、灵敏度高
检测病毒的方法有哪些？为什么荧光RT-PCR技术成为首选？目前主要的根据国家发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》，目前在鼻咽拭子、痰、下呼吸道分泌物、血液、粪便等标本中可检测出新型冠状病毒核酸。疑似病例具有呼吸道标本或血液标本实时荧光RT-PCR检测新型冠状病毒核酸阳性，或呼吸道标本或血液标本病毒基因测序，与已知的新型冠状病毒高度同源。
云康集团中心实验室主任尹杰介绍说，“实时荧光PCR技术，是利用荧光探针在病毒核酸存在时通过酶的外切水解作用释放荧光，由PCR仪实时记录荧光强度，通过荧光强度分析判断是否有病毒核酸的存在。”
蒋军表示，目前检测新型冠状病毒的方法除了实时荧光RT-PCR鉴定，还有基因测序和胶体金免疫层析法等，“目前的检测手段是PCR方法学，优点是特异性强、灵敏度高、快速、准确，可以实现一管多检。胶体金免疫层析法的灵敏度不够，在病毒浓度低的时候，会导致漏检。基因测序比较慢，价格也比较昂贵，适合科学研究但不适合作为筛查手段。”
金域医学呼吸道疾病学科带头人、金域医学新型冠状病毒肺炎疫情防控转项小组检验组专家陈敬贤博士表示，还可以通过检查病人呼吸道标本中有无病毒的抗原成分。但是这个方法研发周期比较长，目前最好的就是核酸检测。
加入内标保证检测质量
一般来说，试剂产品检测靶点能覆盖1-3个病毒基因靶点。如由达安基因研发的检测试剂盒包含单基因、双基因、三基因检测，产品检测样本类型包括咽拭子、肺泡灌洗液和痰液，配合全自动提取设备，实验全程自动化处理。
华银医药的产品覆盖冠状病毒3个靶点（ORF1a/b基因、N基因、S基因）及1个内源性内标RNase P基因。中山大学达安基因股份有限公司生产的新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（荧光PCR法）检测可同时检测新冠病毒的（ORF1a/b基因、N基因）。
企业在开发产品中还会加入内标，作为参照对比，保证检测质量。凯普生物科技股份有限公司首席科学家、副总经理谢龙旭博士介绍说,“凯普生物目前已经开发了两个平台，荧光PCR法和基因测序作为对比筛查。”PCR检测体系包含有内标引物，即人RNA B2M基因，来监测样本采集、提取过程，避免假阴性结果；另外设置防污染措施（加入一种酶），将可能存在的PCR产物污染充分降解，避免引起的假阳性结果。“荧光PCR法用于初筛，测出阳性，我们使用基因测序进行再确认。”
华银医药应临床机构的要求，则在产品中加入人源性内参基因RNase P的检测，满足临床对样本质量控制的需要，降低假阴性率。
新产品正在研制中，最快30分钟出结果
早发现、早隔离是阻断新型冠状病毒传播的最关键、最有效的途径。定量检测、快速检测和快速确诊，同时满足常温运输、保存及使用，成为研发机构的重点攻克方向。
尹杰向记者介绍了检测的流程：一次检测从样本处理到检测完成大约需要3-3.5小时。过程大概包括2部分，一是核酸提取，通过自动化设备完成核酸提取，减少试验人员与样本的接触时间，大约30-40分钟；二是核酸检测，将提取的核酸加入到PCR反应液中放入PCR仪中完成扩增检测，此过程大约110分钟。”
近日，为了研发新型冠状病毒常温快速检测试剂盒，位于广州科学城的广纳信捷与国家纳米中心的研发人员从年前开始，研发团队对引物和探针进行了理论设计和实验优化，使用迄今为止最高效的转录酶和扩增体系，不仅提高了扩增效率，而且大大降低了假阳性率。
广纳信捷董事长马万顺介绍，该技术可以从新型冠状病毒感染的肺炎疑似病例、疑似聚集性病例患者的血液、尿液、呼吸道分泌物等样本中，即可确诊新型冠状病毒ORF1a/b基因和N基因、E基因，最快30分钟可出结果。
据悉，广州国际生物岛的广州再生医学与健康广东省实验室也正在加快开发一种可以实现即时检测的方法，使用咽拭子，该技术只需要简易仪器即可在30分钟确定测试对象是否感染了新型冠状病毒，对检测环境的要求大幅降低。
核酸检测是直接区别新型冠状病毒感染的直接证据
近日，有媒体报道称多地出现感染者在确诊为阳性之前，多次核酸检测为阴性。如2月7日，新京报报道一位武汉到北京的发热肺炎患者三次咽拭子核酸检测为阴性，通过肺泡灌洗检测才发现新冠病毒核酸阳性。
“如果标本采集不当、标本存放时间过长（病毒及核酸发生降解）等都会造成PCR检测结果出现假阴性。”蒋军表示，“任何一种检测手段都有该方法学的检测极限浓度，低于这个浓度的检测结果可靠性就会降低，甚至检测不到。目前的技术水平来说，RT-PCR的分子检测已经是检测极限浓度最低、适合筛查的方法学。”
尹杰也表示，标本采集与标本保存时间不合适造成的假阴性情况比较多见。此外，他提出，有研究显示少数患者的感染部位仅限下呼吸道，而不在鼻咽部，所以咽拭子反复检测都是阴性，而CT显示症状不断加重的情况是存在的，对于这种特殊患者建议取下呼吸道的肺泡灌洗液用来做冠状病毒核酸检测。
多位企业专家均表示，CT无法区别患者感染了哪种病毒，而核酸检测能直接甄别出是新型冠状病毒还是其它微生物感染，是直接的确诊证据。
一号楼工作室出品
采写：南都记者 张伊欣