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從疫情爆發(fā)之初的“一測難求”，到年初多省市組織開展全員核酸檢測；從苦等三天拿報告到6小時內(nèi)出結(jié)果，“查核酸”成了當(dāng)下特殊時期國人最熟悉的生活安全符號之一。 利用核酸檢測試劑盒進(jìn)行核酸檢測，是判斷病毒性感染最為常用的方法，國產(chǎn)試劑盒從沉默的中國生物產(chǎn)業(yè)中誕生，最終穩(wěn)扎穩(wěn)打，為保障著全球抗疫行動貢獻(xiàn)力量。 一、“查核酸”——特殊時期的定心丸 2021年初，石家莊、大連、沈陽、長春、北京等多個市、區(qū)按需求標(biāo)準(zhǔn)指示完成了全員核酸檢測的安全任務(wù)，底氣正是中國大力建設(shè)的核酸檢測覆蓋體系，以及蓬勃發(fā)展的中國生物產(chǎn)業(yè)。 去年4月，國家衛(wèi)健委提出要求：所有縣區(qū)級以上疾控機(jī)構(gòu)、二級以上綜合醫(yī)院要抓緊進(jìn)行改造，在短時間內(nèi)形成核酸檢測能力。8月，國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制提出：到9月底前，縣域內(nèi)至少一家縣級醫(yī)院具備核酸采樣和檢測能力。 今年1月13日，國家衛(wèi)健委醫(yī)政醫(yī)管局監(jiān)察專員郭燕紅介紹，全國共有8437家醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)可以開展核酸檢測，在不采用混檢只用單管檢測時，每天能檢測1255萬份樣本。1月25日在衛(wèi)健委的發(fā)布會上，這個數(shù)字又更新到每天1500萬份。與疫情爆發(fā)初期相比，全國可開展核酸檢測的醫(yī)療機(jī)構(gòu)增加了4倍，可以檢測的樣本數(shù)量翻了10倍。目前核酸檢測檢測機(jī)構(gòu)已經(jīng)延伸到了所有縣級單位，覆蓋率達(dá)100%。甚至在極端情況下，按照10:1混檢法，中國每天可進(jìn)行核酸檢測1億人次以上。足以應(yīng)對春運返鄉(xiāng)人流大規(guī)模流動所需的安全核檢。 二、“分子上的熒光舞蹈”——看核酸檢測如何“抓”病毒 確診病人是否感染了新型冠狀病毒，最主要的方法是檢測病人或者疑似病例身上（痰液、血液、肺泡灌洗液）是否存在病毒的遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)隨病毒的繁殖而不斷復(fù)制，在不考慮突變的前提下，我們可以認(rèn)為世界上所有的新冠病毒都有相同的遺傳物質(zhì)。
新型冠狀病毒是一種RNA病毒,病毒中特異性RNA序列是區(qū)分該病毒與其它病原體的標(biāo)志物。 檢測新型冠狀病毒特異序列的方法有很多，我們以常見的熒光定量PCR 法(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))為例來介紹。 這是1996年由一家美國公司推出的一種新定量試驗技術(shù)，它通過熒光染料或熒光標(biāo)記的特異性探針，標(biāo)記跟蹤PCR產(chǎn)物進(jìn)行實時監(jiān)測反應(yīng)，利用與之相適應(yīng)的軟件對產(chǎn)物進(jìn)行分析，計算待測樣品模板的初始濃度，在新冠病毒核酸檢測中，這代表著樣本中含有的新冠病毒濃度，如果該濃度達(dá)到某個預(yù)設(shè)值，那么我們就可以判斷樣本的主人已經(jīng)感染，從而實施治療和防疫措施。 在PCR反應(yīng)體系中,待測核酸進(jìn)行不斷的復(fù)制，而復(fù)制的原料除了各種核苷酸之外，還有含有探針的引物。
該探針為一段特異性核酸序列,兩端分別標(biāo)記了報告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)，能夠與新冠感染者的樣本核酸（及其復(fù)制體）特異性結(jié)合。探針完整時,報告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號被淬滅基團(tuán)吸收。而如果我們復(fù)制的核酸能夠被引物結(jié)合，那么淬滅基團(tuán)就會在酶的作用下脫落，而復(fù)制完成的核酸分子就會成為一個熒光分子。 通過分析儀器我們能夠測定熒光分子的數(shù)量，從而知道樣本中新冠病毒的濃度，借此來判斷測試者是否感染。 三、核酸檢測的“中國方案”如何變?yōu)楝F(xiàn)實？ 在新冠肺炎疫情出現(xiàn)最初，疾控中心對獲得的病人樣本進(jìn)行檢測時，涉及到提取病毒RNA樣本、進(jìn)行PCR反應(yīng)等，花費時間較多、步驟較復(fù)雜。而在新冠疫情的特殊情況下，實驗室的檢測能力遠(yuǎn)超負(fù)荷，這時就需要一種大批量的操作簡單且有效的檢測方案，試劑盒就是這種方案的最優(yōu)解。
一個核酸檢測試劑盒通常由三個模塊組成：核酸提取試劑、PCR反應(yīng)試劑和對照試劑。 檢測人員首先會使用咽試子、鼻試子或肛試子進(jìn)行采樣，獲取到待測者的樣本后，使用核酸提取試劑來處理樣本，去除樣本中的蛋白質(zhì)等物質(zhì)后剩下的核酸和對照試劑會進(jìn)入PCR儀器中，與PCR反應(yīng)試劑構(gòu)成PCR反應(yīng)體系，完成核酸復(fù)制和熒光反應(yīng)，從而得到檢測結(jié)果。
核酸檢測試劑盒并不是新鮮事物，它在各種生物檢測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，然而作為精密生物產(chǎn)品，制造試劑盒的門檻卻是非常高的。 制作核酸提取試劑需要大量的氯仿等有機(jī)溶劑，而且純度需要達(dá)到實驗室級別，這對化工產(chǎn)業(yè)提出了很高的要求。隨著提取方法的改良，磁珠法正慢慢取代傳統(tǒng)的核酸提取方法，然而它需要Triton-100、NP40等更為復(fù)雜的試劑，只有發(fā)達(dá)的有機(jī)化工才能勝任這個任務(wù)。 而新冠病毒核酸的PCR反應(yīng)需要大量的高純度的taq酶、反轉(zhuǎn)錄酶、dNTP、熒光淬滅物質(zhì)等大分子生物活性物質(zhì)。保質(zhì)保量地完成生產(chǎn)指標(biāo)，需要一個高水平生化產(chǎn)業(yè)群的密切配合。 除了以上這些常用試劑的生產(chǎn)，我們還需要能與新冠病毒核酸特異性結(jié)合的引物和熒光探針、陽性對照試劑。要想生產(chǎn)出能發(fā)揮檢測作用的試劑，我們需要知道新冠病毒的準(zhǔn)確核酸序列，并加以解析、比對，篩選出最適合檢測的核酸片段，之后才能對癥下藥，結(jié)合生物工程技術(shù)來加以制備。 對新冠病毒的遺傳物質(zhì)測序是一項復(fù)雜的工程，既要保證準(zhǔn)確率，又要保證速度，我國科學(xué)家在第一時間完成了測序任務(wù)，為檢測試劑盒的研發(fā)乃至特效藥、疫苗的研發(fā)提供了堅實的基礎(chǔ)。 除了上述試劑的生產(chǎn)，一個合格的試劑盒還需要一整套防污染、修正誤差的操作流程，而其中的成分也會復(fù)雜許多。
四、國產(chǎn)試劑盒“穩(wěn)中求進(jìn)”，科研創(chuàng)新升級提速 為提高應(yīng)對新冠疫情的傳播和安全影響，中國的醫(yī)療科研團(tuán)隊也在不斷進(jìn)行著學(xué)術(shù)和技術(shù)突破，IVD（體外基因檢測）行業(yè)的國產(chǎn)科研創(chuàng)新升級之路開始提速。 多種國產(chǎn)試劑盒在第一時間安全有效的投入到這場艱難的抗疫大戰(zhàn)中，顯示我國生命科學(xué)領(lǐng)域的實力，也展現(xiàn)了疫情面前中國人民強(qiáng)大的凝聚力。無論是前端的研發(fā)企業(yè)、采購并投入使用的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，抑或是接受核酸檢測的廣大人民群眾，都感受到了前所未有的信心。中國企業(yè)，有實力打破外國IVD公司的霸權(quán)；中國生物產(chǎn)業(yè)，也完全有實力應(yīng)對大規(guī)模的公共衛(wèi)生事件。 結(jié)語 2021年春運正是疫情開始以來最大規(guī)模的人口流動，有媒體計算，即便是春運返鄉(xiāng)的人們需要人手一份核酸報告，現(xiàn)在的檢測能力也足以應(yīng)對需要。在返鄉(xiāng)過年的喜悅之余，也希望您了解家鄉(xiāng)的防疫政策，做好防護(hù)措施，積極配合防疫工作，順利度過這個特殊時期的春節(jié)。 |
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