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1 月 25 日媒体报道,首个新冠病毒检测试剂盒通过检验,意味着什么? 第1页

  

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谢邀,关注这个问题很久了,现在搜集了一些资料分享给大家。

首先纠正一下问题题干中的一个小问题,并非“首个新冠病毒检测试剂盒通过检验”而是国家药监局应急审批通过4家企业4个新冠病毒检测产品(其中既有诊断试剂盒,也有测序仪)。也就是之前已经有四款检测试剂盒或检测仪器系统搞出来了,1月25日得到国家权威机构的审批。新闻链接:

首批审批通过的产品分别是:华大基因新型冠状病毒检测试剂盒;华大智造DNBSEQ-T7测序系统;上海捷诺RT-PCR;上海之江RT-PCR。


最近这段时间各大渠道都在传播的一个消息就是“最近几天(一般指2月2日以后的5-7天)即将进入新型冠状病毒肺炎的集中爆发期”,所以鼓励大家多在家,少出门,出门必须戴口罩,一定注意勤洗手。

这样的消息无疑引起了公众的紧张,但也一定程度上促使各地也采取了更加积极的防控措施,比如限制外来车辆进城、鼓励居家自我隔离、对疑似患者和确诊者去过的地方进行消毒、隔离密切接触者、一些自然村采取封村的措施等等。

同时,很多人都在问,为什么是这段时间以后确诊人数会出现暴增呢?我认为主要是两条原因

1,二月初向前倒推一个潜伏期(14天),恰好是腊月二十三/二十四,春运迎来小高峰。而钟南山院士接受央视访谈第一次确认该病有人传人能力是1月20日,也就是腊月二十六。这时候大量人口通过春运的列车、飞机流动,其中就不乏潜伏期患者,而很多城市或地区直到1月下旬才开始采取一级响应。所以最近的确诊人数激增是在为我们初期对疾病的错误认识和轻敌在埋单

2,1月25日以后,新型冠状病毒检测试剂盒通过验收,开始应用于疫情防控的第一线。诊断水平的提升带动了确诊效率,所以现在确诊人数会出现快速增加,给人一种“患病率猛增”的感觉。这种错觉还出现在“当代前列腺癌高发”这个认知上,其实正是因为上世纪80年代血清PSA检测技术的诞生,才使得更多无症状的前列腺癌被及时发现,其实实际发病率的升高并不明显,只是人类诊断技术提高了而已。

所以简明扼要回答问题:首批新冠病毒检测试剂盒通过检验,意味着我们确诊新型冠状病毒肺炎的效率会大幅度提升,近期出现的确诊人数激增大家应当理性看待。


接下来咱们聊聊关于新型冠状病毒诊断试剂盒的那点事儿

一,新型冠状病毒测序是如何进行的?有什么意义?

当一种新型病原体引起的传染性疾病开始流行,第一时间要做的就是在相同患者身上提取、分离得到病原体,然后对病原体进行基因测序,获得其特异性的核酸序列。根据病原体核酸序列(遗传物质)和已知病原体进行比对,看看是一种全新病原体,还是某种已知病原体的变种。

我国科研人员在这方面的效率是令国际同行钦佩的。在一档日本时政节目上,主持人认为中国政府反应速度太慢,导致疫情向国外扩散。而在场的日本微生物学家则表示,中国科学家在不到一个月的时间分离出新型冠状病毒,并且完成了基因测序,这是非常了不起的成就。

https://www.zhihu.com/video/1208773269568286720

中国科学院微生物研究所、山东第一医科大学与华大基因公司合作,依托华大智造DNBSEQ-T7型超高通量测序仪,快速完成了基因组测序,并于2020年1月3日完成该新型冠状病毒数据组装,并第一时间上传至国家基因库生命大数据平台(CNGBdb)。从2019年12月8日确诊第一例患者到我们完全弄清楚病原体的遗传密码,用时不到一个月。而且为了方便世界各国共同对抗疫情,这些重要数据也都第一时间共享到国际信息平台,体现了中国政府和科学家的国际担当。注:复旦大学张永振教授是第一位公布该病毒序列的科研工作者,1月10日公布序列。病毒完整基因组已存入GenBank,登记号为MN908947。

这些重要的信息对我们了解病毒的来源,明确病毒可能引发的病理改变,从而有针对性研制特效药、疫苗有无可替代的意义。根据我国政府发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第四/五版)》指出:新型冠状病毒属于β属的新型冠状病毒,有包膜,颗粒呈圆形或椭圆形,常为多形性,直径 60-140nm。其基因特征与 SARSr-CoV 和 MERSr-CoV 有明显区别。目前研究显示与蝙蝠 SARS 样冠状病毒(bat-SL-CoVZC45)同源性达 85%以上。这些研究结果就直接来自于对新型冠状病毒的核酸测序。


二,新型冠状病毒肺炎如何诊断?

最初我们发现“武汉肺炎”是某种新型肺炎的时候,并不知道其具体病原体是什么。但接连有若干名患者出现了干咳、发热、呼吸困难的情况以后,一线临床医生开始考虑到这种肺炎应该是我们前所未见的。所以最初一批患者的确诊就是根据典型的病史(华南海鲜市场接触史)、特殊的临床表现、特殊的影像学表现(胸片/CT扫描)以及病理表现。

但是如果我们一直不知道“武汉肺炎”是由2019-nCoV引起的,也不知道病毒的基因序列,就只能用这种临床观察+影像学诊断的“笨办法”去诊断这种新型肺炎。不仅周期长、效率低,错误率也将会比较大。这也就是为什么我们在去年12月后半月看到每天增加的确诊患者都很少。这一方面是疾病传播速度还没飙起来,一方面是确诊效率实在太低了。

在患者身上找到新型冠状病毒的基因,这肯定是毫无疑问的确诊金标准。就好比入室杀人案,在作案现场找到了嫌疑人的DNA,那无论嫌疑人如何抵赖都是跑不了的。虽然现在也有一些专家认为肺部CT扫描也可以确诊,比如:

但这些专家大多数是医学影像科的,他们认为新型冠状病毒肺炎患者的肺CT影像具有显著的特异性,单纯看片子就能完成诊断。但这都是对传染病防治基本原则的认识不足。新型传染病确诊还是需要找到病原体,找到病原体最靠谱的办法就是找到病原体的核酸序列。

毕竟其他病毒/细菌/支原体引起的肺部感染也可能出现类似的影像学表现,所以单纯依靠CT只可以做疑似或高度疑似的诊断,不可贸然确诊

至于很多质疑核酸测序的专家所提到的假阴性结果,这一般呼吸道分泌物拭子采样标准尚未统一造成的。新的技术需要完善,但针对病原体的检测绝对是传染病防治的金标准。在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第四版)》实验室检查部分可以看到,除了核酸检测之外的其他检查方法都并不很典型,一般病毒性感冒、普通肺炎、支原体肺炎等等都可以造成血液指标的类似改变。影像学部分的描述则和这些疾病也很类似。

所以《方案(第四版)》中确诊患者还是采用了核酸检测法,而不是其他手段。核酸检测是确诊的金标准。2月4日国务院网站公布了《型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》,对于确诊的标准表述完全一致,未作改动。


三,新型冠状病毒诊断试剂盒能派哪些用场?

前面已经提到,新型冠状病毒肺炎的确诊离不开诊断试剂盒进行的核酸检测,而到了患者治愈该出院的时候,还是要进行核酸检查。为的是确认患者体内病毒已经完全被清除,其呼吸、说话、咳嗽产生的飞沫中不再有病毒,出院后不会传染其他人。

我们来看一下《中国新闻网》报道上海市首例新型冠状病毒肺炎治愈患者出院的新闻:

这里就提到了“两次新型冠状病毒核酸检测阴性”。可见一个患者从确诊到出院至少要用到三次核酸检测试剂盒。

四,新型冠状病毒诊断试剂盒的原理是什么?

其实新型冠状病毒核酸检测诊断试剂盒的原理非常简单,就是中学生物上的一个重要知识点——碱基互补配对原则,即四种不同的碱基(包括RNA尿嘧啶)根据A-G、C-T/U的原则互补配对,形成氢键。

首先将待检样本经过处理后获得样本核酸。获得的核酸包含了人的核酸序列、呼吸道定植菌群的核酸以及新型冠状病毒的核酸等。但是新型冠状病毒病毒核酸可能含量非常低,这时候就要用到人类生物医学里程碑式的重要技术——RT-PCR(实时荧光PCR)。因为我们已知了新型冠状病毒的全基因组序列,就可以通过序列比对技术发现新型冠状病毒的特殊序列(特异性序列),然后设计针对这段序列的引物和探针。引物和探针特异识别靶标序列(特异性序列),探针带有荧光基团和淬灭基团,在引物延伸扩增的过程中将荧光基团释放,通过荧光信号的捕获实现新型冠状病毒的检测。所以如果待检样本中没有新型冠状病毒核酸,那么无荧光信号释放,检测新型冠状病毒阴性。如果存在的话,通过引物延伸扩增释放荧光信号,捕获到荧光信号,那么检测新型冠状病毒阳性。

说到PCR,给大家发一个轻松搞笑视频:

https://www.zhihu.com/video/1208774019182342144

所以这个试剂盒里面最最核心的技术在于那段引物序列。因为这要求你首先要知道病毒序列,同时要通过对比发现这种病毒所独有的核酸序列,然后才能有的放矢设计出引物序列。而这项工作是中国人用自主知识产权的测序仪(华大智造DNBSEQ-T7)完成的。


五,基于基因序列的诊断为什么比免疫诊断精确度更高?

前面我们谈了这么多都是围绕着核酸序列的诊断。那么还有没有别的诊断方法呢?

有,那就是免疫诊断。其基础原理也是一个中学生物的重要知识点——抗原抗体反应(PS,学好理科真的很重要)。这个技术在医学上的应用是非常广泛的。比如我们可以用它判断血型、诊断肿瘤,还可以用它进行很多生物医学研究。

我们都知道当一种病原体入侵人体,其特有的蛋白质或者糖蛋白就可以诱导机体产生相应的抗体。这些抗体将在人体内存在很多年甚至终生,在病原体下一次入侵的时候派上用场。这些抗体可以结合抗原,然后利用免疫系统把这些病原体清除掉。所以我们就可以检测病人的外周血。如果发现了可以针对某种病原体的抗体,就说明这个患者得了或者得过相应的疾病。比如最常见的乙肝病毒抗体、梅毒抗体和HIV抗体。

免疫诊断虽然比传统诊断更加精确,但是也存在很多假阳性的问题。比如在HIV诊断过程中,HIV抗体阳性并不能作为确诊依据,而是要复测。现在很多地方都已经采取了HIV核酸检测作为确诊依据。这是因为虽然抗原和抗体相当于一把钥匙开一把锁的关系,但有些时候,不同的病毒所携带的钥匙其实是一样的。比如能够感染人体的冠状病毒大概有七种,但是这七种病毒在人体内诱导的抗体几乎是一样的,分不出具体是哪一种冠状病毒。

然而核酸检测则完全不同,我们完全可以针对某种病毒的特异性序列进行检测。这样即便是有其他冠状病毒的感染,也不会导致假阳性结果,所以检测的准确度更高。


六,本次新型冠状病毒肺炎的基因层面诊断(病毒核酸检测)都是针对哪些特异性的序列?

目前,经过对新型冠状病毒全基因组序列分析,卫健委推荐该病毒的三个特异区域(ORF1ab、E、N)作为PCR检测的靶序列。也就是说这三个序列只要有阳性就可以判断是新型冠状病毒感染了。

但是三个序列中,N基因在冠状病毒内本身相对保守,也就是说很多种其他冠状病毒也可能有这段序列。这就会造成交叉反应,尤其是229E、OC43、HKU-1等几种冠状病毒,亦可感染人但传播能力较差,这些病毒在自然循环中本身就存在,会导致误诊。所以N基因不是一个好的选择。

前段时间在新闻上看到截止1月27日,华大基因已经提供给临床一线(含海外)的新型冠状病毒诊断试剂盒的使用量在5万人份(据报道,截止今日已累计发货30万人份)。好奇心驱使去查了一下他们用的什么序列,后来查到他们选择了ORF1ab基因。因为在前期试验中他们针对三段基因都做了尝试,发现ORF1ab和S基因确实是特异性更强,而N基因也确实存在交叉反应。也正是因为华大基因的检测试剂盒具有良好的分析性能,所以通过了国家食药总局的应急审评,获得了医疗器械注册证书。这种火线审批也确实是实力的体现。

七,新型冠状病毒试剂盒通过检测进入临床后给疫情防控将带来怎样的改变?

我认为可能带来三大改变:

1,确诊效率提高,对确诊患者的疾病干预可以更早开始,疾病死亡率可以进一步降低。

我们都知道,这次新型冠状病毒肺炎之所以可怕,是因为它不同于普通流感仅仅是发烧流涕打喷嚏这么简单,而是因为可以引起发展迅速的肺炎,患者可能因呼吸衰竭而死于窒息。这也就是为什么在新型冠状病毒肺炎的抢救过程中要用到呼吸机甚至ECMO。如果没有基因诊断试剂盒,仅仅靠临床表现诊断,很多病人是出现了呼吸困难的典型症状以后才能被确诊。这就可能错过了最佳的抢救时机。

目前李兰娟院士团队宣布了一种新型抗病毒药物组合在体外实验中表现出抗病毒作用,美国科学家也报道了新药Remdesivir(瑞德西韦)对一例新型冠状病毒肺炎患者的治疗作用。

所以我们有理由相信,基因诊断带来的更早确诊+新型抗病毒药物组合将进一步降低这种冠状病毒肺炎的死亡率。

2,确诊效率提高,更早隔离患者,对控制疫情、降低患病率。

我们都知道控制疫情扩散最好的办法就是隔离制度。但是目前接受隔离的都是有可疑临床症状的疑似患者,还有很多有疫区接触史、确诊患者密切接触史的人员因为瞒报而未能接受及时的医学观察。但是目前已经发现无临床症状的人员有传染性的案例。所以更准确的诊断技术将有利于把这部分健康携带者隔离起来,这对于控制疫情蔓延显然是很有意义的。

3,未来随着积极的隔离、高效的确诊和救治,疫情终将得到有效控制。

最后,感谢那些冲在最前线的医务人员,感谢那些科研战线上的无名英雄,感谢所有自觉接受隔离和医学观察的人们,感谢坚守自己岗位为社会正常运转而战斗的每一个人。相信灾难只会让中国人更加团结,我们一定能够战胜新型冠状病毒肺炎!


.【参考资料】:

1,新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第四版)链接:

2,新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)链接:




  

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