COVID-19 大传染病已经带给全球人类的健康安全前所未有的影响，数个国家病例数持续增加，这使得快速且灵敏的检测试剂变得更加重要。科学家们已经不眠不休地努力发展各种不同类型的检测组，从精准的 PCR (Polymerase chain reaction) 分子测试到快速而大规模的抗体检验，而现在第三种新检验试剂也将实际投入防疫使用。
PCR技术分子检验测试
在疫情最初就被定序完成的 SARS-CoV-2 全基因组让科学家们得以研发 RT-PCR (Real-Time PCR)，作为标准可靠的临床诊断测试。可以确认在疑似感染新型冠状病毒受测者的鼻腔拭子、鼻咽拭子、痰、下呼吸道抽出物检体中是否带有病毒 RNA。
首先样本中的RNA会先被反转录为 cDNA (complementary DNA)，在检体含有病毒 cDNA 的情况下，针对病毒衣壳序列特别设计的引子就会黏合对应序列并增殖该段特定序列。试剂混合组中的探针 (probe) 就会在此时接合到增殖的 DNA 中并产生可定量的实时萤光讯号，当讯号强度达到默认频率阈值，测试结果就被推定为阳性。增殖所需的聚合酶连锁反应循环数须达到默认阈值才能确认病毒的含量与感染。
因为 RT-PCR 测试是根据 DNA 放大为技术基础，需要专业人员以及时间来进行操作。虽然也有像亚培公司 (Abbott Laboratories) 所改良的新型基因子检测组能简省更多时间，但这些试剂还是大部分优先提供住院病患使用。因此如何得到快速准确的检验组就成为防疫一大难题。另一项难处是同时只能进行单一样品检验，又感染免疫者体内可能有已死亡的病毒颗粒等，容易造成伪阳性结果，并难以判断病人何时初次感染到病毒。
血清学 (抗体基础) 免疫诊断测试
要对抗这样规模的传染病，必须要准备好能进行大规模的测试。光是美国就有超过 68,000 名病患死亡，现下光景比起每日微不足道的 150,000 个，每天需要约 20,000,000 组检测试剂才足够，然而分子试剂的极大数量生产与将产品极小化、简化到能够进行定点照护检验 (Point of Care Testing, POCT) 绝非易事。更显现目前状况下对能够除了传统分子测试外更多检验方法的需求，也是人们开始注意到免疫检验的时机。
抗体为基础的检验使用病患血液检体，测试其中是否存在 SARS-CoV-2 的抗体，抗体测试能够断定病患是否先前曾受到感染，却无法断定当下的感染状态。虽然试验结果在感染一周以后准确率较高 (当足够数量的抗体产生)，但操作简易快速，操作产生的误差性也较低，让血清诊断法成为可实行的选项。
鉴于疫情状况刻不容缓，数种抗体检测组陆续被生产以供使用，即便有些还未通过FDA核准。也因此政府单位要求医疗机构提高注意，不要将其视为单一诊断检测工具。已经确切通过FDA核准的检验组则都详列在紧急使用授权名单 Emergency Use Authorization (EUA) 页面上，可供查看。
在 5/3 罗氏药厂 (Roche) 宣布其最新抗体检验试剂 Elecsys® Anti-SARS-CoV-2 antibody test 已经被核可在紧急使用授权名单。虽在此稍早，罗氏药厂执行长 Severin Schwan 受到议论批评旗下某些已上市抗体试剂品质不足，并被舆论指称为‘灾难’。但罗氏目前推出的新抗体测试据报导有 99.8% – 100% 的灵敏度 (在PCR确认 14 天后测得的数据)。
“感谢同仁们竭尽心力的付出，我们现在能够推出如此高品质且高产量的的抗体测试组，让我们能用这项重要的工具来支援全球医疗照护系统，更好地面对 COVID-19 带来的危机。”罗氏药厂执行长如此说道，“我对于我们的产品所呈现的高灵敏度与精准性感到满意，因为能够用值得信赖的工具来帮助全球医疗系统度过这次 COVID-19 疫情是相当重要的工作。”
免疫检测基础抗原测试
在病原体上用来引发免疫反应的部分被称之为抗原，而抗原基础检验试剂则是设计用来侦测患者鼻腔拭子中所含的病毒抗原，这个测试使用的技术基础是快速简单并且价格便宜的侧层流分析法 (lateral flow assay)，以 COVID-19 检测为例，抗原就是 SARS-CoV-2 上的突刺蛋白 (spike protein)。
位在美国麻州剑桥的新创生技公司 E25Bio 在麻省理工学院科学家 (Massachusetts Institute of Technology, MIT) Lee Gehrke 与 Irene Bosch 带领下研发出快速 COVID-19 抗原检测组。近似于药局贩售的验孕试条，这项快速的诊断工具可在 15 分钟内检验出患者体内是否含有病毒抗原，既不需要复杂的仪器或是专业人员的操作，只要将病患鼻腔拭子检体液化滴在检验试纸的一端，试纸就将吸收并传递检体中的分析物。
检验试纸条上含有可辨认 SARS-CoV-2 的抗体，当病毒抗原移动通过试纸并与抗体结合就会产生可辨认的读值。这项技术更融合了行动装置应用程式，会将测试结果根据性别、年龄、居住地、以及时间等资料统整来提供疫病时期控制疫情所需的更多资讯。当统整、加总后这些巨量数据将能够帮助了解疫情的状况，并找到更有效减少传染的策略。
E25Bio 公司现在正与一家英国制造商合作希望可以每日生产数百万计的检验试纸，一旦这项测试得到 FDA 核准，它将加速诊断并且帮助追踪疫病传播。研发者之一的 Lee Gehrke 提到这项 COVID-19 检验工具与他们先前研制的登革热与兹卡病毒的精准检测试剂使用的是相同的技术概念，并且每次检测所需不到 10 块美金，相较于 PCR 基础的检验来得更加低廉。虽然这项产品在实验室阶段展现高灵敏度，但在病人身上实际施用的结果尚待更多验证。
这些新抗原检测工具与传统 PCR 基础方法的研发相信一定能加速 COVID-19 的诊断治疗工作。抗原测试法如果奏效，也将提供更加快速简单并便宜可靠的检测平台，在疫情扩展的时期相对也能带来更多帮助。
文/ Ishani Dasgupta, Ph.D.
编辑/ Rajaneesh K. Gopinath, Ph.D.
翻译/ Ray
参考资料：
- https://www.escardio.org/Education/COVID-19-and-Cardiology/ESC-COVID-19-Guidance
- https://jcm.asm.org/content/58/5/e00310-20
- https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.20.052233v1
- https://www.technologyreview.com/2020/04/24/1000486/antigen-testing-could-faster-cheaper-diagnose-covid-19-coronavirus/
- https://www.technologyreview.com/2020/04/20/1000228/the-us-will-need-to-do-20-million-tests-a-day-to-reopen-safely/
- https://www.fda.gov/medical-devices/letters-health-care-providers/important-information-use-serological-antibody-tests-covid-19-letter-health-care-providers
- https://www.roche.com/media/releases/med-cor-2020-05-03.htm
- https://diagnostics.roche.com/us/en/products/params/elecsys-anti-sars-cov-2.html
- https://energy.mit.edu/news/mit-tata-center-startup-e25bio-produces-15-minute-tests-for-covid-19/
- https://www.ceocfointerviews.com/e25bio20.html
©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因线上版权所有 未经授权不得转载。合作请联系：service@geneonlineasia.com
