几种方式各有侧重,没有谁应替代谁
《中国科学报》:对于新型冠状病毒的检测,除了核酸检测,很多人还在做抗原检测试剂和抗体检测试剂。您开发了什么样的检测方法来快速检测新型冠状病毒?
河南农业大学校长张改萍:我们既有核酸检测方法,也有抗体检测方法。
我们成功开发了一种核酸检测试纸,可用于新型冠状病毒的快速检测。检测灵敏度可达10份。试纸上的反应时间仅需3分钟,结果可以用肉眼观察到。无需使用特殊的仪器设备,大大简化了操作程序和难度,缩短了检测时间。
理论上,这种试纸可以由任何人操作,但在临床实践中,任何人操作它来检测高传染性的新冠状病毒都是不可行的。我们建议在医生或专业人士的指导下进行手术。
当需要对大量人员进行筛查时,该试剂的优势非常明显,为由于仪器设备的限制和技术技能的限制而影响检测的情况提供了另一种选择和技术支持。
此外,我们还成功开发了新型冠状病毒抗体快速试纸,可用于诊断、治疗参考、流行病学调查以及疫苗上市后的免疫评估。它真的可以实现3分钟检测。
《中国科学报》:目前已经提到了很多检测方法,包括核酸检测、抗体检测和抗原检测。他们各自的特点是什么?
张改萍:不同的检测方法各有优缺点。我们不能只说某项技术的优点和缺点,也不能一概而论。我们应该在一定条件下评估它。他们可以在不同的情况下解决不同的问题。
首先,核酸检测属于基因检测方法。核酸试纸实际上是基因试纸。如果在人体内检测到病毒的基因序列,就意味着人类被感染了。
基因敏感度非常高。核酸检测有一个基因扩增的过程。一个基因序列可以扩展成多个,便于检测和结果分析。这就是基因试卷的优势。
就抗体检测而言,它特别适合于检测大量疑似病例。在病毒潜伏在疑似病例中很长时间后,症状开始显现,抗体(IgM、IgG)也可能产生。此时,使用抗体检测试纸检测它们非常简单,无需复杂的“长”聚合酶链反应检测,3分钟内即可看出结果是否为阳性。
此外,无症状感染者也是如此。由于它们的高抗性,虽然病毒已经潜伏在体内但没有相关症状,我们甚至可能不会考虑对其进行检测,但一旦检测出来,抗体检测结果将呈阳性(感染持续7天以上)。
这在将来也很有用。我们可以在人类流行病学筛查调查中使用它,例如对10,000人的调查。通过抗体测试,我们可以得到有多少人感染了这种病毒而没有症状的数据。
将来,如果新的冠状病毒已经成为像流感一样的常见传染病,我们想知道我们对疫苗是否有任何抗性,并且我们将通过用抗体试纸检测来知道。
然而,现在不可能快速检测出完整的病毒抗原,必须等待。因为抗原检测通常需要更高的灵敏度(通常样品中的含量很低),并且这种新型冠状病毒刚刚出现,需要一定的时间来了解抗原、跟踪抗体研究以及开发针对病毒的单克隆抗体等。
《中国科学新闻》:我们可以看到,在一些新闻报道中,测试结果的时间被作为一个关键点,例如,1小时、15分钟和3分钟的单词是非常常见的。那么,在实际工作中,是否有一个行业标准来评估新型冠状病毒检测试剂的质量?
张改萍:国家对商业试剂的批准总是需要复杂的鉴定过程。只有企业才能申请生产。
对于科技工作者来说,我们的主要任务是创新,包括理论创新、技术创新和产品创新,为国家疫情防控提供科技支撑,以便提供更好、更快、更安全的方法和技术。
事实上,每个人都容易被误导。许多人说,结果可以在10分钟或3分钟内获得,但事实上它并不适合这么短时间的基因测试。大多数医院现在使用实时荧光聚合酶链反应检测,其中仅实时荧光聚合酶链反应检测通常需要约2小时。
然而,整个检测过程还包括许多步骤,如取样、处理样品等。总时间超过2小时。
此外,对于试卷来说,3分钟和5分钟的差别不大。主要是试卷材料的改进。例如,试纸上的层析膜将固定不同的生物活性物质,形成一条“检测线”。膜的孔径通常为微米级。为了提高准确度和灵敏度,有必要减小孔径以减慢待检测样品溶液的流动。为了提高速度,应扩大孔径,使待测样品溶液流动更快。
当然,还有其他方面,如标记密度、抗体亲和力等。
根据目前的研究进展,真正简单并能在3分钟内产生结果的是抗体试纸检测,不需要PCR检测仪器,只需十分之一的血液就足够了。我们与郑州大学第一附属医院合作,用抗体试纸检测确诊病例的血清,结果100%一致。
《中国科学报》:对于目前主流的实时荧光逆转录-聚合酶链反应检测产品,还需要克服哪些研发困难?
张改萍:实时荧光逆转录聚合酶链反应检测产品在技术上相对完整,已经商业化。
我认为最重要的荧光定量聚合酶链反应检测试剂是引物。我们设计并合成了一种独特的引物,并成功开发了一种通用的PCR检测试剂和一种荧光定量PCR检测试剂,可用于检测新型冠状病毒。荧光定量聚合酶链反应检测试剂的检测准确度是国家公布的引物的10倍,检测时间为1.5小时。
《中国科学报》:目前,科技部提出要加快“现场快速检测产品”的研发和应用。这些产品是指抗体检测试剂还是抗原检测试剂?实时荧光检测产品能满足快速要求吗?
张改萍:抗体检测试剂和抗原检测试剂无疑可以有效地实现这一目标。它们是理想的快速检测试剂,可实现现场、快速、实时检测。实时荧光检测产品是目前广泛使用的诊断方法。这种方法仍然需要专业人员、特殊仪器设备和专业操作。这需要1.5-3个小时,离现场快速检测还有很长的路要走。
目前,我们团队成功开发的抗体试纸能够达到现场实时检测的目的。现场实时抗原检测,国内许多科研团队都在努力解决关键问题,而一些实验材料需要时间才能获得,例如,单克隆抗体的制备,动物的抗原免疫需要2到3个月,所以会有一个过程。我们上面也谈到了抗原试纸的灵敏度。此外,尽管检测整个病毒听起来很完美,但在使用中仍然存在问题,因为病毒很危险。
在未来,抗体检测和抗原检测有可能取代核酸检测或成为主要检测方法之一吗?
张改萍:几种检测方法各有侧重,采用不同的技术方法。他们在不同的情况下解决不同的问题。开发快速、灵敏、准确、简便的快速检测产品将大大提高检测速度,简化检测程序,这无疑更有利于新冠状病毒感染的快速诊断。但是我不认为谁应该取代谁。
《中国科学新闻》:自疫情爆发以来,研究人员一直在投资检测试剂的研发。我们能从抗击艾滋病的斗争中获得什么经验和启示?
张改萍:快速检测技术需要长期积累和技术积累。然而,正是因为我们在试纸快速检测方面积累了20多年的原始创新和技术储备,我们才率先在中国建立了抗原、抗体和小分子半抗原三种快速检测技术体系。只有这样,我们才能快速制备出临床需要的快速检测试纸,为国家和社会做出应有的贡献。
传染病防治有其科学规律,应把握三个原则:隔离传染源、切断传播途径、保护弱势群体。通过“早、快、严、小”来实现,早采取措施,快采取措施,严格执行措施,把疫情控制到最低限度。在传染病的预防和控制中,应该采取政治和专业措施。中国在这方面有很大优势,应该充分发挥。在技术手段上必须早、快、严,从而做到小而放之!
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