北京大学教授黄岩谊：新冠病毒实验室如何进行检测研究?(6)

上图右边这两个仪器是在美国的大学实验室内，现在大学实验室大量加入到大规模检测的队列中来，能够消除一些检测滞后的焦虑。如果是一个集中处理的大型检测结构，就要用更加完整的自动化的仪器才好用。

上图是罗氏公司做的巨无霸仪器，Cobas8800，一台这样的机器，一天不停机大概可以完成3000个核酸检测，而且几乎全自动，把样品放进去之后就开始做。这有什么好处呢？除了快之外，还有一个重要的好处是可以保证在世界上不同地点，大家取得的结果都是基本可靠和稳定的。这样，在基础比较薄弱、积累不够雄厚的地方，一样可以实现高品质的大规模检测。在肯尼亚、在加拿大、在美国、在中国，得到检测结果不会由于操作问题而出现大的偏差。

随着疫情进展，越来越多的检测需求出现了。随着居家隔离变成常态，自我检测、自我采样能不能可行？在美国第一个获得药监局批准的居家自助采样试剂盒产品是LabCorp公司的产品Pixel，它用棉签在鼻腔中抹一下，然后寄回到检测中心做大规模检测，这样就不需要做很复杂的采样。目前，还没有看到大规模的评价数据出现。但是毕竟拿棉签捅鼻子，是不太容易做到很好的稳定性的，所以一个多月前，华西医院的科研人员提出了用唾液进行新冠诊断的可能性。这是一个比较容易的自我采样的操作。不到一个月前，美国耶鲁大学的科学家发表了一篇论文，比较了唾液和鼻咽拭子PCR核酸检测的效果。实验结果表明，和鼻咽拭子比，唾液采样的稳定性相当不错，甚至更好一些。另外更有意思的是绝大多数患者上看到的结果，唾液中检测的病毒更多一些，结果可能更加准确，减少假阴性的出现。这是一个很好的起点，所以前几天美国新泽西的Rutgers大学以及他们下属的检测机构获得了美国药监局的批准，开始使用唾液采集的样品来进行新冠病毒的检测。他们采用了一个流水线式的大规模处理的自动化机器，可以每天检测1万份样本。唾液采样检测是非常令人鼓舞的新方法，如果得到推广有望很好地解决我们过去采样中的面临的问题。

随着疫情的第一个高峰过去，复工复学的阶段到来，抗体检测成为新的流行语。抗体检测是如何进行的？我发现前面九期都是跟这些问题相关的讲座，大家肯定已经比我更加清楚什么是抗体了。所以我就从技术上讲讲抗体检测是怎么做的。

首先样本大不一样，都是用血或者血清进行的检测。抗体检测的方法多种多样，最常见的就是酶联免疫吸附和免疫化学发光法。这两个方法的原理非常像，也是实验室研究最常见的检测方式。以酶联免疫吸附检测原理为例，在检测基底上我们先铺一层人工制备的抗原，然后把血清样品加进去，孵育一段时间后，特异性结合到抗体上；然后我们把它洗脱，留下特异性结合的抗体；这时候加入酶标记的二抗，二抗能够识别免疫抗体，它上面还带催化作用的酶；然后再孵育一段时间，洗脱后留下特异性的二抗，加入一个底物会发生酶催化，从而导致显色反应的发生，使得溶液的颜色深浅发生变化。最终我们用产生显色反应的物质的浓度，推导出你想检测的抗体的浓度。这种方法，原理简单，特异性通过抗体识别来保证，不需要特别复杂的操作，可以自动化或者半自动化，实验通量不低。从这些孔中，颜色的深深浅浅，就可以算出抗体的多少。所以，这是一种定量的方法，也具备大规模筛查的能力。医院里使用的化学发光法和这个原理比较像，只不过检测的信号不太一样。

另外一个方法是利用胶体金显色进行的试纸检测方法，检测是否怀孕的试纸用的也是类似的方法。这个方法的好处是非常简单、易用、便宜，而且不需要复杂的设备，速度非常快。

上图是试纸条的结构：样品垫、胶体金结合垫、醋酸纤维素膜和吸收垫。如果要检测的样品包括你想检测的抗体，比如新冠病毒的抗体IgM或者IgG，将样品送入试纸，这时候在胶体金结合垫上有金标抗原、金标单抗，即胶体金联合的抗原和单抗，一起向质控线方向流动，金标单抗会结合到金标单抗的抗体上，作为质控的结果。如果这个样品里面有这两个待测抗体，它就会加到这两个检测线上，同时由于它能够吸附金标抗原，所以会显色。如果显色了，就知道是否样品中存在待测抗体。如果IgG这条线很深，就知道有IgG；而IgM这条线显色非常浅，可以认为也许没有这个抗体，这个结果能够很简单地看懂。

为什么要做胶体金显色检测，是因为这个实验可以应用于大规模筛查。很多地方要调查感染率，如果感染率高，多数人有抗体，那这个病毒就不容易传播。如果感染率很低，大多数人没有抗体，病毒就很容易传播，这是为了更好地预防下一次的流行。

那么做了检测就能得到想知道的结果吗？这需要非常认真地思考，因为没有一个方法是完美的。分子检测从来都不是完美的，这世界上没有完美的检测方法。要了解每一种检测方法的优势和缺点，以便更好地选择和判断。

首先，检测的时间点非常重要。

上图是前几天《美国医学会志》上刊登的一个示意图。不同的检测对象和疾病进展间的关系有很大不同。病毒在发病前几天才容易分离出来，那时候核酸载量是不多的。核酸检测能检测到吗？咽拭子或者肺泡的灌洗液要比粪便检测容易一些，但是粪便可能存在的时间长一些，后期更容易检测出来。抗体都是在发病后期才出来的，IgM抗体衰退比较快，IgG抗体衰退的慢，停留的时间会长一些。所以选择什么样的检测方法，跟时间节点有极其重要的关联性，每一个方法有极限。我们在分析中经常用检出限来表示检测方法的灵敏度，检出限就是在给定的置信度条件下可以从被测样品中检测待测组分的最小浓度或者最小量。比如基因编辑方法检测技术跟传统的计算方法比，检出限比传统的RT-PCR方法高一个量级左右。实际上现在大量使用的RT-PCR的检测限非常低，也就是说检测的敏感性非常高，大概在一个反应能够检测几个核酸片断的存在。绝大多数其它检测方法，快的也好、慢的也好，不见得敏感性更好。

（编辑：ASP站长网）