如何使用實時逆轉錄-聚合酶鏈反應檢測新冠病毒？

隨著引起新冠疾病的冠狀病毒在全球范圍內傳播，原子能機構與聯合國糧食及農業組織（糧農組織）合作，提供支持和專門知識，幫助各國使用實時逆轉錄-聚合酶鏈反應，這是檢測、跟蹤和研究新冠病毒的最快、最準確的實驗室方法之一。

但什么是實時逆轉錄-聚合酶鏈反應？它是如何工作的？它與聚合酶鏈反應有什么不同？此外，它和核技術有什么關系呢？本文對該技術及其工作原理以及一些有關病毒和遺傳學的新知識做一個簡單的概述。

什么是實時逆轉錄-聚合酶鏈反應？

實時逆轉錄-聚合酶鏈反應是一種核衍生方法，用于檢測包括病毒在內的任何病原體中特定遺傳物質的存在情況。最初，該方法使用放射性同位素標記檢測目標遺傳物質，但隨后的改進導致同位素標記被特殊標記物（最常見的是熒光染料）取代。這項技術使科學家幾乎可以在過程仍在進行時立即看到結果；而常規的逆轉錄-聚合酶鏈反應只能在過程結束時提供結果。

實時逆轉錄-聚合酶鏈反應是檢測新冠肺炎病毒最廣泛使用的實驗室方法之一。雖然許多國家已經將實時逆轉錄-聚合酶鏈反應用于診斷埃博拉病毒和寨卡病毒等其他疾病，但許多國家在將這種方法用于新冠肺炎病毒和提高國家檢測能力方面需要支持。

什么是病毒？什么是遺傳物質？

病毒是由分子包膜包圍的遺傳物質微觀包。這種遺傳物質可以是脫氧核糖核酸，也可以是核糖核酸。

脫氧核糖核酸是一種存在于所有生物體（如動物、植物和病毒）中的雙鏈分子，它掌握著這些生物體如何形成和發展的遺傳密碼或藍圖。

核糖核酸通常是一種單鏈分子，它復制、轉錄并傳遞部分遺傳密碼給蛋白質，使蛋白質能夠合成并執行維持生物體存活和發育的功能。核糖核酸的不同變體負責復制、轉錄和傳遞。

一些病毒，如引起新冠肺炎的SARS-CoV-2冠狀病毒，只含有核糖核酸，這意味著它們依靠滲透到健康細胞中來繁殖和存活。一旦進入細胞，這種病毒就會利用自己的遺傳密碼（就新冠肺炎病毒而言是核糖核酸）控制并“重新編程”細胞，將其變成病毒制造工廠。

為了使像新冠肺炎病毒這樣的病毒能夠在體內早期被利用實時逆轉錄-聚合酶鏈反應檢測到，科學家們需要將核糖核酸轉化為脫氧核糖核酸。這是一個被稱為“逆轉錄”的過程。他們這樣做是因為只有脫氧核糖核酸可以被復制或擴增，這是實時逆轉錄-聚合酶鏈反應檢測病毒過程的一個關鍵部分。

實時逆轉錄-聚合酶鏈反應是如何對新冠肺炎病毒進行檢測的？

為什么要用實時逆轉錄-聚合酶鏈反應方法？

實時逆轉錄-聚合酶鏈反應技術具有高度的敏感性和特異性，可以在短短的三小時內提供可靠的診斷，而通常實驗室平均需要六到八小時。與其他可用的病毒分離方法相比，實時逆轉錄-聚合酶鏈反應的速度明顯較快，并且由于整個過程可以在封閉的試管內完成，因此污染或出錯的可能性更低。它仍然是可用的檢測新冠肺炎病毒的最準確方法。

然而，實時逆轉錄-聚合酶鏈反應不能用于檢測過去的感染，盡管這對了解病毒的發展和傳播很重要，因為病毒僅在特定的時間窗口內存在于體內。要檢測、跟蹤和研究過去的感染，特別是那些可能在沒有癥狀的情況下發展和傳播的感染，必須采用其他方法。

什么是聚合酶鏈反應，它與實時逆轉錄-聚合酶鏈反應有什么不同？

逆轉錄-聚合酶鏈反應是聚合酶鏈反應的一種變體。這兩種技術使用相同的過程，只是逆轉錄-聚合酶鏈反應增加了核糖核酸到脫氧核糖核酸的逆轉錄步驟，以進行擴增。這意味著聚合酶鏈反應用于病毒和細菌等已經含有脫氧核糖核酸的病原體進行擴增，而逆轉錄-聚合酶鏈反應用于含有核糖核酸但需要轉錄為脫氧核糖核酸的病原體進行擴增。這兩種技術都可以“實時”進行，意味著結果幾乎可以立即看到，而“常規”使用時，結果只能在反應結束后才能看到。

聚合酶鏈反應是用于檢測引起埃博拉、非洲豬瘟和口蹄疫等疾病的病原體（包括病毒）的最廣泛使用的診斷檢測方法之一。由于新冠肺炎病毒只含有核糖核酸，所以采用實時或常規的逆轉錄-聚合酶鏈反應進行檢測。

20多年來，原子能機構與糧農組織合作，特別是通過其獸醫診斷實驗室網，為來自世界各地的專家使用實時逆轉錄—聚合酶鏈反應方法提供了培訓和設備。最近，該技術還被用于診斷其他疾病，如埃博拉、寨卡、中東呼吸綜合征和嚴重急性呼吸綜合征，以及其它主要動物疾病。它還被用來檢測主要的人畜共患疾病，即也可以感染人類的動物疾病。