核酸杂交的基本原理

  面对各国对我国抗击新冠疫情的无端指责，甚至要求我国赔偿损失的做法。外交部耿爽表示，这种所谓的控告毫无事实和法律依据，十分荒谬。新冠肺炎疫情发生以来，中国始终秉着公开、透明、负责任的态度，及时向世卫组织以及包括美国在内的有关国家和地区，通报疫情信息，分享病毒基因序列，积极回应各方关切，加强和国际社会合作。

  看到这条新闻，大家有没有注意到，耿爽特意提到了我国向世界分享了病毒基因系列，为什么专门强调这点呢，因为它是病毒检测试剂盒开发的关键。另外，最近许多人怀疑新冠病毒是人造出来的，而科学家回应质疑的理由是病毒核酸系列没有人造痕迹，可见核酸序列包合着诸多重要信息。接下来本文将向大家介绍下病毒核酸检测原理和病毒的其他检查手段，希望能帮助大家更深刻的认识和掌握病毒的相关知识。

核酸杂交的基本原理（网络配图 侵删）

  一、为什么要测基因组序列

  在上一篇讲到的新冠病毒的结构，新冠病毒是单链RNA，而单链的RNA是很不稳定的，要研究它的序列就需要将其转变为DNA，并做进一步的分析。所以我们先再来回顾一下中心法则。

  中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程，也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。

核酸杂交的基本原理（网络配图 侵删）

  中心法则图解

  通过中心法则我们可以清楚的发现DNA和RNA两者是可以互相转换推导的，知道了其中一种的核酸（DNA或RNA）序列就可以推导出另一种核酸的序列。

  核酸检测试剂盒开发的前提是获得病毒全基因组序列。获得全基因序列后，对全基因序列做生物信息学分子，寻找属于病毒的特有位点的基因序列。早期有些核酸检测试剂盒的准确率不高或者假阳性结果偏高，主要由于选取的位点少，一般只有两个，而现在准确率大大提高跟增加检测位点有很大的关系，目前的检测位点可以达到六个。所以这也是为什么研究开发病毒的试剂盒首先要对其基因组序列进行测定。至于基因特有的检测位点如何确定，涉及的专业知识较多，如果非要找个参照大家可以去类比当前大量的人在做的癌症基因的筛查，其原理基本一致。

  二、核酸检测的原理

  当前核酸检测主要原理采用探针法。探针的原理在于它同时存在报告基团和淬灭基团，如果两者同时存在报告基团发射的荧光会被吸收，检测不到荧光信号。

  核酸检测的原理简单来讲就是扩增病毒特有的基因序列，在扩增的过程中如果有病毒的特有基因存在，扩增时酶就会降解探针使报告基团和淬灭基团分离，每扩增一条DNA，就会有一个荧光分子形成，随着扩增数增加荧光信号也相信的累积，通过荧光监测系统就可以实现对DNA的实时检测，新冠病毒为RNA病毒，需先逆转录为DNA，这种方法又叫实时荧光RT-PCR，RT表示反转录，PCR就是我们通常说的聚合酶链式反应。

  核酸检测，其实就是通过检测荧光信号的累积来确定样本中是否有病毒核酸。目前核酸检测仍是WHO和中国卫健委推荐的新冠病毒检测的主要参照标准。

  三、病毒的其他检测方法

  针对新冠病毒除了核酸检测，还可通过医学影像学（CT）和血清学检测。目前大部分的病毒检测可采用血清学检测完成。

核酸杂交的基本原理（网络配图 侵删）

  病毒血清学检测是利用抗原与抗体的特异性反应检测病毒及其抗体的血清学技术。包括中和实验、红细胞凝集实验、补体结合实验、蛋白检测以及发光物质和荧光素标记的酶联免疫吸附试验(ELISA)等方法。近年来，免疫组化、免疫共沉淀、免疫转印等技术在临床也有了更多的运用，为病毒感染的实验室检测提供了基础。

核酸杂交的基本原理（网络配图 侵删）

  病毒鸡胚培养

  1、形态学检查及诊断：

  1）、光学显微镜检查：

  直接观察到较大的病毒体（如痘病毒）；

  包涵体狂犬病毒感染------嗜酸性包涵体；

  巨细胞病毒感染---“猫头鹰眼”状的嗜酸性包涵体。

  2）、电子显微镜检查：

  透射电子显微镜用于观察病毒的大小、形态与结构及细胞内的超微结构等；

  扫描电子显微镜用于观察病毒和细菌表面结构和附属结构等。

核酸杂交的基本原理（网络配图 侵删）

  2、血清学检测及诊断

  原理：用已知的病毒抗原检测患者血清中的抗体水平或用已知的病毒抗体直接检测标本中的病毒抗原。

  1）.病毒抗原的检测：用荧光素、酶或胶体金等标记物标记病毒抗体检测标本中的相应病毒抗原。如ELISA即酶联免疫吸附试验，检测血清里的HBsAg、破伤风抗毒素抗原、流感病毒的抗原等

  2）.病毒抗体的检测：免疫系统会对入侵机体的抗原产生特异性抗体，检测到对应抗体也能证明感染过该病毒。

  其中抗体在人体内的产生需要数天的时间，而且免疫力低的人可能抗体数量很低，从而造成假阴性，抗体检测一般适用于康复检测。

  3、分子生物学检测及诊断

  1）.核酸分子杂交技术

  2）.聚合酶链反应（PCR）-----多种病毒的快速诊断

  3）.基因芯片技术----如检测H1N1甲型流感病毒

  4）.基因测序----如病毒耐药基因型的检测

  最后我想说，病毒其实并不可怕，可怕的是我们对病毒的恐慌心理，我们战胜了非典、埃博拉病毒、H1N1流感病毒，但还有许多病毒需要我们面对，诸如这次的新冠肺炎病毒、艾滋病病毒、乙肝病毒等等，当前我们虽仍未找到彻底的治疗方法，但随着科学技术的进步，我们对病毒的了解越来越多，预防、检测和治疗的手段也越来越丰富，而且全球各个国家的科学家联合起来，共同研究这些病毒，未来我们有信心彻底战胜各类病毒，还世界一片安宁！

  未来还有诸多的未知，我们绝对不能掉以轻心，病毒突变快、疫苗的开发周期长等均是我们未来需要面对的难题。

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