公元2022年,新冠历3年,本以为已经平息的国内新冠疫情又随着奥密克戎及其变异株的强传播性和隐匿性而复燃。同时,全球也正经历着新冠疫情第四波流行高峰。面对疫情,我们有丰富的斗争经验,也有着更多新的应对方案。今年,国家卫健委最新发布了抗原检测方案,新的新冠检测方案引起了大家的高度关注。

那么,抗原检测与传统的核酸检测有什么区别呢?孰优孰劣?都是什么原理呢?
抗原检测和核酸检测都属于体外诊断,即IVD(In Vitro Diagnosis),是指对人体样本(血液、体液、组织等)在体外进行检测而获取临床诊断信息,进而判断疾病或机体功能的产品和服务。体外诊断主要分为免疫诊断、分子诊断、生化诊断、血液和体液学诊断等方法。不同诊断方法的检测原理和技术手段不同,应用领域也存在较大差异。
抗原检测和核酸检测就是两种不同的技术手段,检测病毒不同的物质。抗原检测通过检测病毒的特异性蛋白,相当于是病毒穿的外衣,而核酸检测则是检测病毒的核酸基因片段,是病毒内的基因。

抗原检测的特点是快速、简便。目前已经推出了多款抗原检测的试剂盒,不需要专业人员采样,不需要专门的设备,在家就能自行检测,一般15-20分钟即可出结果。但是抗原检测必须要求样本已经含有大量抗原,出现症状5天以内的人群中进行检测才更准确有效。核酸检测则需要专门的PCR仪,进行病毒基因特异片段的扩增过程,可以将很少量的病毒基因片段扩增至检测限以上,因此哪怕只有少量的病毒核酸也能被发现,有助于早期病例的发现。因此,核酸检测结果才是目前诊断新冠病毒感染的“金标准”。
目前的核酸检测是通过探针法原理,利用碱基配对的原则,使用荧光探针进行实时跟踪测定。将带有标记的已知DNA或者RNA序列作为核酸探针,与待测样品中互补的序列配对退火形成双链,通过这一核酸杂交的过程,检测核酸样品中特定基因序列。每一种病原体都具有独特的核酸片段或者片段的独特组合,比如新冠病毒的ORF1ab基因、N基因等。
根据探针的核酸性质不同可以将其分为DNA探针,cDNA探针,RNA探针和寡核苷酸探针这几类:
(1)DNA探针,指长度在几百碱基对以上的单链或者双链DNA探针。它们通常来源于基因组中的基因本身,可以是基因的全序列或者一段序列。这些DNA片段必须是特异的。DNA探针的应用最为广泛,探针的获得依赖于分子克隆技术的发展与应用。
(2)cDNA探针,cDNA是指互补于mRNA的DNA分子,cDNA探针是从相应的基因经转录获得mRNA,再通过逆转录得到的探针,这类探针不含有内含子序列。DNA探针和cDNA探针有三大优点:第一,这类探针多克隆在质粒载体中,制备方法简便。第二,DNA探针相对不易降解,一般能有效抑制DNA酶活性。第三,DNA探针的标记方法较成熟,有多种方法可供选择标记,如缺口平移法、随机引物法、末端标记法等。
(3)RNA探针,RNA探针是一类很有前途的核酸探针,由于RNA是单链分子,所以它与靶序列的杂交反应效率极高,但同时RNA探针也存在易于降解和标记方法复杂等缺点。这类RNA探针主要用于研究目的,而不是用于检测。
(4)寡核苷酸探针,以核苷酸为原料,通过合成仪人工合成的长度在18-50碱基的核苷酸链,寡核苷酸探针根据目的基因的特异性序列设计,特异性较强。由于探针序列较短,和等量靶位点完全杂交的时间比克隆探针短。寡核苷酸探针可识别靶序列内一个碱基的变化,因为短探针中碱基错配能大幅度降低杂交体的Tm值。
新冠病毒的检测中,使用的就是寡核苷酸引物和探针。目前国家药品监督管理局批准的几十个新冠病毒核酸检测试剂盒中,采用荧光PCR法的占大多数,另外还有联合探针锚定聚合测序法、恒温扩增芯片法、杂交捕获免疫荧光法和全集成碟式芯片法等。
荧光PCR法,目前通常为实时荧光定量PCR,这一技术是普通聚合酶链式反应PCR技术的拓展。在原始的PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR放大扩增特定的DNA片段的进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析。
PCR扩增时加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,该探针为一寡核苷酸,两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收,无法检测或只有微弱荧光;PCR扩增时,Taq酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,荧光信号大大增强,从而荧光监测系统可接收到信号,每扩增一条DNA链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。扩增出来的基因越多,累计的荧光信号就越强,以此来确定样本中是否有病毒核酸,也就是确认受检者是否被感染。
