三分钟带你详细了解核酸检测背后的知识 / 2022-11-20

核酸检测是查找人体的呼吸道标本、血液或粪便中是否存在外来入侵的病毒的核酸,来确定是否被新冠病毒感染。一旦检测为核酸“阳性”,即可证明患者体内有病毒存在。

随着新冠疫情的持续发展,佩戴口罩和做核酸已经成为我们日常生活的一部分。在进出车站、写字楼、商场等公共场合时,几乎都会被要求查看核酸报告或健康码。作为一项常规的医学检测手段,你知道核酸检测到底是在检测什么吗?本文将带你详细了解核酸检测背后的知识和原理。

什么是核酸?

其实这部分知识就藏在高中的生物课本中。核酸,英文名称为「nucleic acid」,是脱氧核糖核酸(也就是我们常说的DNA)和核糖核酸(RNA)的统称,是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物。核酸是组成目前人类已知所有生命形式必不可少的物质,是组成生命的最基础物质之一,广泛存在于所有动物、植物、微生物体内。

核酸由一系列核苷酸组成,而核苷酸是一类由含氮碱基、戊糖(核糖或脱氧核糖)和磷酸三种物质组成的化合物。如果戊糖是核糖,则形成的聚合物就是RNA;如果戊糖是脱氧核糖,则形成的聚合物就是DNA。

新冠病毒到底是什么?

DNA是人们熟知的遗传物质,实际上在微生物届,大部分的病毒都是以RNA作为遗传物质的。新型冠状病毒本质上就是一种RNA病毒,RNA病毒有自我复制和逆转录两种复制方式,变异的速度比较快。常见的RNA病毒还包括艾滋病病毒、登革热病毒、埃博拉病毒、SARS病毒等。

如何检测新冠病毒?

每一种DNA或RNA,他们的核苷酸数量和排列顺序都是不一样的,所谓的新冠病毒核酸检测就是找出待检测样本中是否有与新冠病毒RNA特征一致的核酸序列,而在做这个比对之前,我们需要拿到新冠病毒RNA的特征核酸序列。

我国科学家在新冠病毒爆发的初期就在极短的时间里完成了对新型冠状病毒全基因组序列的解析,并通过与其它物种的基因组序列对比,找到了新型冠状病毒中的特异核酸序列。在临床实验室检测过程中,如果在患者样本中检测到新型冠状病毒的特异核酸序列,就意味着该患者可能被新型冠状病毒感染。

RCP检测法

像新冠这类需要大范围、快速筛查的病毒,需要保证检测准确率尽可能的高。目前采用的咽拭子虽然是一种最方便的采样方式,但并不是最佳的采样部位。因为如果患者症状轻微,咽壁处病毒十分有限,病毒浓度太低。为了提供检测准确率,需要一种方法将微量的DNA大幅增加。

目前最常见的是使用荧光定量PCR,全称是聚合酶链式反应,这是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。

因为PCR反应模板仅为DNA,因此在进行PCR反应前,应将新型冠状病毒核酸(RNA)逆转录为DNA。然后用荧光标记探针,通过PCR将对应的DNA序列扩增。在这个过程中探针作为核酸片段被加入到扩增出来的DNA序列当中,此时如果我们可以检测到对应的荧光值,结果为阳性;反之如果荧光信号发射不成功意味着结果为阴性。

参考

判断人体是否感染病毒的检测方法