作者:韩扬眉 来源:中国科学报 发布时间:2020/2/21 8:56:33
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几种方式各有侧重,没有谁应替代谁
张改平院士谈病毒检测方式

 

《中国科学报》:对于新型冠状病毒的检测,除了核酸检测,也有不少人在做抗原检测试剂和抗体检测试剂,你研发的快速检测新型冠状病毒属于哪种检测办法?
 
河南农业大学校长张改平:我们既有核酸检测方法,也有抗体检测方法。
 
我们研制成功了可用于快速检测新型冠状病毒的核酸检测试纸,检测敏感度可达10个拷贝,其中在试纸上的反应时间只需三分钟,而且可肉眼观测到结果,不必使用专门的仪器设备,大大简化了操作程序和操作难度,缩短了检测时间。
 
这个试纸理论上是谁都可以操作,但在临床上,对于检测传染性极强的新冠病毒来说,谁都能操作是不可行的。我们建议在医生或专业人员指导下操作。
 
在需要筛查大量人群时,这个试剂优势非常明显,为由于仪器设备的限制、技术技能的限制影响检测的情况,提供了另外一种选项和技术支撑。
 
此外,我们也研制成功了新型冠状病毒抗体快速检测试纸,可用于诊断、治疗参考,流行病学调查、今后有疫苗以后的免疫评估等。它可以真正实现3分钟检测。
 
《中国科学报》:目前大家提的比较多的检测方法有核酸检测、抗体检测和抗原检测,它们各自的特点是怎样的?
 
张改平:不同的检测方法各有优缺点,不能单说某种技术优劣,也不能一概而论,而是要将其放在一定的条件下去评价,它们在不同的情境下解决不同的问题。
 
首先,核酸检测都属于基因检测方法,核酸试纸实际上就是基因试纸,如果人体内检测出有病毒的基因序列,那就意味着人被感染了。
 
基因的敏感性非常高,核酸检测有一个基因扩增的过程,可将一个基因序列扩成更多个,便于结果的检测和分析,这就是基因试纸的优越性。
 
就抗体检测而言,尤其适用于大量疑似病例的检测,病毒在疑似病例体内潜伏多时,症状已初显,抗体(IgM、IgG)可能也就产生了,这时候使用抗体检测试纸检测他们,很简单,无需复杂“漫长”的PCR检测,3分钟就可以看出结果是否呈阳性。
 
此外,对于无症状感染者的检测亦是如此,他们因为抵抗力高,病毒虽已潜伏体内但并无相关症状,我们可能根本不会想到要检测一下,但是一旦检测,抗体检测结果便呈阳性(感染7天以上)。
 
这个在将来也大有用处,我们可以用在人的流行病学筛选调查,比如调查1万人,通过抗体检测,到底有多少人感染过这个病毒而没有症状,就能得出数据了。
 
未来,假如新冠病毒想流感一样成为了常在的传染病,我们想知道自己打过疫苗有没有抵抗力,用抗体试纸一测便知。
 
而快速检测全病毒抗原现在是不太可能的,还得等一等。因为抗原检测通常需要更高的敏感性(通常样品中含量很低),而这个新型冠状病毒刚出来,认识抗原、跟踪抗体的研究都需要一定的时间,针对病毒的单克隆抗体等研制也需要时间。
 
《中国科学报》:我们可以看到,在一些新闻报道,都将检测结果的时间作为一个重点,比如1小时、15分钟、3分钟的字眼很常见。那么,在实际工作中,是否有一个行业标准去评价新型冠状病毒检测试剂的质量?
 
张改平:国家批准商业化试剂时时需要复杂的鉴定过程。只有企业才能申请生产。
 
对于科技工作者来说,我们的主要任务是创新,包括理论创新、技术创新、产品创新,为国家的疫情防控提供科学技术支撑,以期提供更好、更快、更安全的方法和技术。
 
实际上,大家都容易被误导,很多人讲10分钟、3分钟出结果,但实际上对于基因检测这么短时间是不行的。现在医院大部分用的都是实时荧光PCR检测,其中,单是实时荧光PCR检测一般需要2个小时左右。
 
但是整个检测过程还包括采样、处理样本等等许多步骤,总时间是大于2小时左右。
 
此外,对于试纸来说,3分钟、5分钟差别并不大。主要是试纸材料的改进,比如,试纸上的层析膜会固定不同生物活性材料从而形成“检测线”,膜的孔径一般是微米级的,要提高精度和敏感性,需要把孔径缩小,使待检样品溶液流的慢些;要提高速度,需把孔径放大,使待检样品溶液流的快些。
 
当然还有其他方面,比如标记的密度、抗体的亲和力等。
 
根据目前的研究进展,真正简单、可以3分钟出结果的是抗体试纸检测,无需PCR检测仪器,只要十分之一滴血就够了。我们和郑州大学第一附属医院合作,根据所确诊病例的血清做抗体试纸检测,结果是百分之百符合的。
 
《中国科学报》:目前主流的实时荧光RT-PCR检测产品,还有哪些研发难点需要继续克服?
 
张改平:实时荧光RT-PCR的检测产品技术比较完备,都已经商业化了。
 
我认为,荧光定量PCR检测试剂最重要的是引物,我们设计合成了独特的引物,研制成功了可用于检测新型冠状病毒的普通PCR检测试剂和荧光定量PCR检测试剂,其中,荧光定量PCR检测试剂的检测精度为国家公布引物的10倍,检测时间为1.5小时。
 
《中国科学报》:目前,科技部提出加快“现场快速检测产品”的研发和应用,这些产品是指抗体检测试剂和抗原检测试剂吗?实时荧光检测产品能达到快速的要求吗?
 
张改平:抗体检测试剂和抗原检测试剂无疑可以有效实现这个目标,是理想的快速检测试剂,可以实现现场、快速、实时检测。实时荧光检测产品是目前确诊广泛使用的方法,这个方法还是需要专业人员、专门的仪器设备,以及专业的操作,耗时1.5-3小时不等,距离现场快速检测还是有距离的。
 
目前,我们团队的研制成功的抗体检测试纸可以实现现场实时检测的目标。抗原现场实时检测,国内很多科研团队正在努力攻关,有些实验材料的获取需要时间,比如单克隆抗体的制备,抗原免疫动物就需要2、3个月的时间,所以会有一个过程。上面我们也谈到了抗原检测试纸的敏感性问题。另外,检测全病毒尽管听起来完美,但由于病毒是危险的,使用起来还是存在问题的。
 
《中国科学报》:未来,抗体检测和抗原检测是否有可能替代核酸检测,或者成为主要的检测方式之一?
 
张改平:几种检测方式各有侧重,采用的技术手段不同,它们在不同的情境下解决不同的问题。研制出快速、敏感、准确而又简便的快速检测产品,将大大提高检测速度,简化检测程序,无疑更有利于新冠病毒感染的快速确诊。但我不认为谁应该取代谁。
 
《中国科学报》:自从疫情发生以来,科研人员纷纷投入到检测试剂的研发攻关,从此次抗击疫情过程中,我们能收获哪些经验和启示?
 
张改平:快速检测技术需要长期积累和技术积淀。而我们正是得益于在试纸快速检测方面有着长达20十余年的原始创新积累和技术储备,在国内率先建立了抗原、抗体及小分子半抗原三大快速检测技术体系,才能在此次疫情防控中快速制备出临床所需要的快速检测试纸,为国家和社会贡献应有之力。
 
传染病的防控是有其科学规律的,要把握三大原则:隔离传染源、切断传播途径、保护易感人群。通过“早、快、严、小”来实现,采取措施早、快速采取措施、严格执行措施、把疫情控制到最小范围。在传染病防控中,政治手段和专业手段要并举。我国在这放面有着巨大优势,应当充分发挥。关于技术手段必须早、快、严,从而达到小和扑灭!
 

 

 
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