武汉新型冠状病毒与现主要检测手段

心尊门

武汉加油，中国加油！-Edisf

近几日，多方消息表明一些公司及研究机构针对武汉新型肺炎的快速检测盒子研发成功及审批通过。此文主要是对检测及一些涉及到的概念简单解释说明，使大家具有一定自主辨别真伪的基本能力。（新闻边看边更）
一，核酸

谈到病毒避不开核酸（nucleic acid）的基础概念。所谓“核酸检测”中的核酸其实就是DNA和RNA，分别为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。它们的基本组成单位是核苷酸（nucleotide），核酸通常位于细胞核内，负责生物体遗传信息的携带和传递。
核酸的基本组成单位核苷酸
左边为核酸的基本特征，右边是组成核酸的碱基。http://sekigin.jp/science/chem/chem_07_04.html  暂时只找到日文版的，日后更
上图左边为核酸的基本特征，右边是组成核酸的碱基。最终这些模块链接拼成我们日常见到的DNA双链与RNA（通常为单链）。从5’端到3’端的碱基序列包含着大量遗传信息。
DNA双链与RNA（此处为双链）https://www.biophys.jp/highschool/B-03.html
病毒会通过伪装透过细胞表面的受体入侵宿主，把这些遗传信息进行大量复制。这些序列就是“核酸检测”的重要理论基础。
病毒入侵示意。https://www.kinopharma.com/english/pipeline/
在病毒里，存在着DNA病毒和RNA病毒两种类型。
相比DNA，RNA单链的结构在复制和变异上具有更大的灵活性。

根据2020年1月21日《中国科学：生命科学》英文版发表的论文，引起武汉肺炎的新型冠状病毒属于Beta冠状病毒属，是RNA病毒。从形状上来看，正因称其为“冠状”病毒，是因为其表面有一圈类似棒棒糖的凸起，而这些凸起正是进入宿主细胞的“钥匙”。新型冠状病毒正是通过这把“钥匙”接触到人类细胞表面，与“血管紧张素转化酶2（以下简称ACE2蛋白)”作用钻入细胞内部，复制出更多的病毒RNA侵占人体肺部。ACE2蛋白主要在肺部组织表达，在调节血压和体液代谢中发挥着至关重要的作用。而作为RNA病毒，新型冠状病毒最大的特点就是：进化快。（品玩 2020.1.24）

1月13日，世界卫生组织正式将病毒命名为“2019新型冠状病毒”（2019-nCoV）。它与SARS有一定的相似性，估计其为进化后的新型病毒。不同的是其相对低毒的特性和高传播性，不断变异的病毒为疫苗研制带来挑战。
from: Nature


from：品玩
二，目前的检测手段

目前对于新型冠状病毒的检测手段为PCR试剂盒：

冠状病毒检测PCR试剂盒的工作原理大致是：通过提取病人样本中的RNA，进行反转录·聚合酶链反应（RT-PCR），通过扩增反应将样本中微量的病毒信息加以放大，最后以荧光的方式读取信号。如果PCR之后信号为阳性，那么就可以说样本中存在病毒（已经感染），反之则说明没有感染。（科学大院）

from 科学大院
但问题在于检测时间依旧相对过长，造成隔离治疗的不及时等等。

引发本次肺炎的新型冠状病毒，和它的近亲SARS，MERS 一样，遗传信息都是由单链RNA构成。想要完成对它的检测，至少需要经过提取病毒RNA，和逆转录PCR （RT-PCR）两步。提取病毒RNA本身也包含裂解样本，提纯RNA等多个工序，需要花费数小时。而RT-PCR，一般来说也需要至少三四个小时才能完成。整套工序流水线操作的话，总共大概需要一个工作日，即6-8小时左右，检测结果都需要经过复核，重复实验则需要花费双倍的时间。（科学大院，链接在文末）

由于24日新型冠状病毒毒株的成功分离。近日，一则可能将检测时间缩短的消息传出！

浙江省疾控中心新型冠状病毒检测团队于1月24日成功分离到了新型冠状病毒毒株。有了这个病毒以后，科研工作者可以借助病毒来研制疫苗以及快速快速诊断的试剂。目前检测需要大约3个小时左右，如果快速诊断试剂研发成功，可以在15分钟到半个小时出结果，这样对医院的临床诊断和治疗都有极大的帮助，对疫情的控制也非常重要，有着重大意义。

中国工程院院士、传染病学家李兰娟对此表示，最快一个月可研制出疫苗。-《杭州日报》
下文节选自《财新网》2020.1.21

上海辉睿生物科技有限公司和上海捷诺生物科技有限公司针对2019-nCov的设计生产的PCR检测盒子已经通过国家疾控中心的认证，目前在全国各个省市地级市投入使用。两家公司使用的均为实时荧光定量聚合酶链式反应法（RT-PCR）。其中PCR检测盒子是根据病毒的基因序列，遵循一定规律配出对应的探针，用探针去检测病毒。这一检测方法靠的是分子层面的特异性结合，因此只要公布的基因序列没有问题，相关技术的检测准确率可以达到99.9%。通常在1-2小时之内即可得到检测结果。目前捷诺生物生产的检测盒子，最低检出线为5000个拷贝。最低检出线是检测灵敏度的主要指标，5000个拷贝意味着当病毒数量超过5000的时候就会被检测到；如果检验结果少于5000，则不被认为是阳性。

PCR检测盒子
接下来的日子虽然艰辛，却也充满希望，让我们拭目以待！

全国新型肺炎疫情实时动态分享
================2020.2.1补充=================
鉴于上文各媒体对RT-PCR的概念比较模糊，这里重新捋一下：
PCR是聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，又称多聚酶链式反应）的缩写，是一种分子生物学技术，用于扩增特定的DNA片段，这种方法可在生物体外进行，不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。
RT-PCR中的RT有两种意思 ，一种是reverse transcription（逆转录），是将RNA逆转录成DNA。另一种是Real-Time，即实时PCR，通过Real-time PCR是在PCR扩增过程中，通过荧光信号，对PCR进程进行实时检测。
核酸检测盒子上的RT-PCR应为第二种意思。