核酸检测到底是检测DNA还是RNA?还是同时检测?

1993年,两位生物化学家因“对基于 DNA 化学方法的发展作出了杰出贡献” 而获诺贝尔化学奖,其中一位是美国的卡里·穆利斯(Kary Mullis, )。他发明的聚合酶链反应 (PCR) 方法[1] 在疫情期间,我们几乎每天都可以听到,有不少人已不止一次做过的“核酸检测”就是基于穆利斯这个非常了不起的发明。

有读者问:能不能解释一下“核酸检测”的基本原理?它的灵敏度和精确性如何?

老梁:纵观科学“诺奖”的百年历史,一般都授予理论的突破(如宇称不守恒)和重要的发现(如DNA的双螺旋结构),很少授予新方法。穆利斯的PCR方法之所以能获奖,是因为自从有了它,科学家就能在生物的海洋里……

说PCR 能“捞针”并不准确,因为它并不能把“针”捞出来,但它能确认某个生物样品里到底有没有“针”。这里的“针”指的是脱氧核糖核酸,也就是DNA的片段。当这个DNA片段是新冠病毒所携带的遗传物质中的某个特征性片段时,所用PCR方法就成了新冠病毒的核酸检测。[2]

DNA分子有很特殊的性质,那就是一个DNA片段能在聚合酶的帮助下,通过碱基互补配对形成的双螺旋结构,复制一条新的序列互补的DNA片段。这时,我们通过加热使这个双螺旋结构解体,在溶液中变成两条游离的DNA片段,然后再恢复聚合酶链反应的条件,这两条游离的DNA就能分别再复制出两条新的DNA片段。

如果我们把这个循环重复20次,那么这个生物样品中的DNA片段就会从原来的1条指数式地增加到条(2的20次方);如果循环40次,那就是,776条!在许多人眼里,这已是天文数字了,但是换算成计量分子的化学单位还不到与梁博士联系。

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随着新冠肺炎的爆发,“核酸检测”也进入我们的视野。这种技术的原理是什么?为什么会有一定几率出错?面对不断变异的病毒,还有更先进的检测手法吗?

近日,华大基因CEO尹烨表示,“未来感染检测技术将会重点向更准确、更快速、更便宜和更便捷的方向发展。”

△华大工作人员分析病毒样本

荧光标记让病毒“显形”

病毒如果在体内肆虐,会留下一些“蛛丝马迹”,核酸检测就是通过寻找这些痕迹,来判断是否有感染。

核酸是地球上已知生命体必需的一种组成物质,其中脱氧核糖核酸(DNA)是几乎所有生物的遗传物质,而核糖核酸(RNA)是许多冠状病毒的遗传物质。病毒核酸检测,就是寻找样本中是否有病毒的RNA。

△冠状病毒。它的外层是包膜和蛋白质,里面是它的遗传物质RNA(图片来自网络)

“此次华大研发的试剂盒,是采用荧光RT-PCR核酸检测的方法。”尹烨表示。

具体过程是,将从呼吸道采集到的样本严格封存送到实验室,由专业人员及设备在其中加入核酸提取试剂,让病毒的RNA释放出来。

第二步是利用试剂盒中一种叫“反转录酶”的物质,将病毒的RNA“反转”成一种特异DNA,并借助盒中一些特殊物质,将这种特异DNA扩增(PCR)。扩增的同时,试剂盒中的荧光探针“启动”,释放荧光信号。特异DNA每完成一次扩增,荧光信号就会增加一点。PCR检测仪会记录下这一过程。

通常情况下,如果样本中有新冠病毒,检测仪记录的数值会呈现逐渐上升的S形曲线,即检测结果为阳性。

为了找到隐藏在体内的病毒,人们进行了上千年的探索,目前的病毒核酸检测已深入到分子层次。此次新冠病毒检测,也是人类历史上第一次大规模使用分子生物学技术对抗新发现的病原体。

人眼一般只能看到直径大于0.1毫米的物体,而绝大多数病毒微生物至多是这个尺度的五十分之一,因此古代的医生们只能通过“望闻问切”来诊断。

1670年,荷兰科学家列文虎克改进了显微镜,细小生物走进人们的视野,病原检测技术也随之得到发展。19世纪,德国细菌学家科赫提出,如果同一类感染性疾病患者的体内都能找到同样的微生物,将其提取、培养,有助于确定这类疾病的病原体。此后相继出现将病原体样本涂片染色等检测方法。

随着对免疫机制的研究深入,针对免疫学中的抗疫和抗原特异性结合的原理,多种免疫检测技术相继诞生。此次的荧光探针就是其中之一。

“我们针对新冠病毒,研发了特定的探针,如果探针可以和待测样本的核酸互补配对,就能观察到标记物的信号,从而证明新冠病毒的存在。”尹烨表示。

不过,有时因为患者体内的病毒核酸含量过低,会给检测带来一定难度。“因此‘扩增’成为检测的关键步骤。如果从采样到检测过程中病毒核酸发生降解,或损失了过多的RNA,也容易出现‘假阴性’的结果。”尹烨表示。

感染性疾病之所以危害大,原因之一是病毒会不断变异,形成新发疾病。比如新冠肺炎,由于人们此前对其知之甚少,因此在传染初期缺乏成熟的防治方法,甚至难以诊断其病原体。

“此时可以运用mNGS技术帮助快速诊断和明确感染病原,及时对患者进行精准治疗。”尹烨表示。

mNGS即病原宏基因组测序,是除实时荧光RT-PCR外的另一种针对病毒RNA进行检测的技术。在用于新冠病毒检测时,PCR出结果的速度较快,而mNGS需要24-72小时,因此使用较少。

使用mNGS检测时,需要掌握病毒的基因序列,随后通过测序仪器进行分析。当样本中检测出的病毒基因序列和已知新冠病毒序列高度同源,就可以确诊感染。值得一提的是,不同于PCR的荧光探针是针对某类特定病毒,mNGS检测可以同时发现多种病毒。

这种方法可用于新发疾病的诊断。“2017年,一位菲律宾籍船员在唐山港口出现意识障碍等症状,院方和华大基因采用mNGS技术,仅用30小时便从患者脑脊液样本中检出结核杆菌,证明患者感染的是结核性脑膜炎。”尹烨分享道。

“随着mNGS等分子诊断技术,特别是测序技术成本的进一步降低以及检测速度和性能的进一步提高,再复杂的病原诊断也将不再困难,人类对于微生物的认知也将更加全面、更加清晰,”尹烨表示,“传染、感染疾病的精准医疗时代即将全面到来。”

核酸检测有效时间从哪个时间段算起?

其实核酸检测阴性证明,是从采集样本那一刻开始计算。当然,大部分的核酸检测报告,也会明确注明检测时间的,如果不清楚,也可以去咨询一下工作人员的。

核酸检测按采集时间还是接收时间算?

核酸检测,按采集时间算。

脱氧核糖核酸(英文Deoxyribo Nucleic Acid,缩写为DNA)是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种。

DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。

DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。

DNA 分子结构中,两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕,构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面,碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补,通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连,形成相当稳定的组合。

脱氧核糖核酸(DNA)是生物细胞内携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息的一种核酸,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。

DNA中的核苷酸中碱基的排列顺序构成了遗传信息。该遗传信息可以通过转录过程形成RNA,然后其中的mRNA通过翻译产生多肽,形成蛋白质。

在细胞分裂之前,DNA复制过程复制了遗传信息,这避免了在不同细胞世代之间的转变中遗传信息的丢失。 在真核生物中,DNA存在于细胞核内称为染色体的结构中。在没有细胞核的其它生物中,DNA要么存在于染色体中要么存在于其它组织(细菌有单环双链DNA分子,而病毒有DNA或RNA基因组)。在染色体中,染色质蛋白如组蛋白、共存蛋白和凝聚蛋白将DNA在一个有序的结构中。这些结构指导遗传密码和负责转录的蛋白质之间的相互作用,有助于控制基因的转录。

line检测核酸结果的有效期是七天,时间上是以检测单子上的时间为准的,所以你不必计较这一天两天的啊

意见建议:有的结果是直接发到手机的支付宝上的,那上面是有时间的,所以你拿单子的话单子上有检测的准确时间的,这个你不用担心

核酸检测时间多久出结果

核酸检测的物质是病毒的核酸。核酸检测是查找患者的呼吸道标本、血液或粪便中是否存在外来入侵的病毒的核酸,来确定是否被新冠病毒感染。因此一旦检测为核酸“阳性”,即可证明患者体内有病毒存在。

新冠病毒感染人体之后,首先会在呼吸道系统中进行繁殖,因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒。 所以说,核酸检测阳性可以作为新型冠状病毒感染确诊的金标准。

核酸检测新型冠状病毒感染至少6个小时才能出结果,因为检测病毒核酸RNA结构需要很多步骤,实验室主要是利用PCR扩增的方法,进行提取培养然后分析结果,此种检测方法灵敏度高,但是要求实验室条件高、成本高、完全手工操作,因此工作量极大。

主要是通过鼻咽部拭子、痰、下呼吸道分泌物进行取样,进而进行检测。

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