美国官⽅新冠病毒核酸检测试剂盒竟然⽆效
随着新冠病毒在全球蔓延,对病毒的检测⼯作变得更加紧迫。但美国在这⽅⾯的表现,似乎有点让⼈捉急!
01
PART
检测试剂存在缺陷
在新型冠状病毒的检测上,美国并未使⽤世界卫⽣组织分发的试剂盒,⽽是单独研制出⼀种同类产品。
2⽉初,美国疾病控制与预防中⼼(CDC,下称:美疾控中⼼)⾃研的第⼀批试剂盒⽣产出来,随即疾控中⼼向全美各地的实验室发送了检测⼯具,还向全球数⼗个国家的实验室发送。
但是!美疾控中⼼(CDC)2⽉12⽇表⽰,检测试剂盒已经证明存在缺陷,随后被紧急撤回。
这批测试套件中的⼀个部件缺陷,导致全美众多公共卫⽣实验室⽆法使⽤,这样的结果导致,美国CDC可能需要重新制造⼀种试剂盒试剂。
疾控中⼼此前表⽰,试剂盒可以在四个⼩时内得出结果,将帮助全球实验室快速确认新型冠状病毒病例。
现在,⼀个多⽉过去了,只有加利福尼亚州、伊利诺伊州、内布拉斯加州、内华达州和⽥纳西州五个州的卫⽣部门以及美国疾病控制与预防中⼼,有能⼒检测这种新冠病毒。
要知道,全美有50个州,3.3亿左右⼈⼝呢...
据美国有线电视新闻⽹(CNN)刚刚援引美国疾病控制与预防中⼼(CDC)以及州和地⽅政府的统计,截⾄⽬前美国共有105例新型冠状病毒感染肺炎病例,死亡⼈数6⼈。
报道表⽰,上述105例新冠肺炎病例包括在公共卫⽣实验室检测呈阳性并等待疾控中⼼确认的病例,以及从疾控中⼼收到阳性结果的确诊病例。
02
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核酸检测结果多久出美国已经展开调查
据美国政治新闻⽹站“Politico”3⽉1⽇曝料,对于上述事件,美疾控中⼼的上级部门——美国卫⽣与公众服务部(HHS)已经展开调查。
有公共卫⽣专家表⽰,检测能⼒受到耽搁,使得美国在应对这种病毒时变得迟钝。只是在本周,美国的检测步伐才开始加快。
报道指出,美疾控中⼼在亚特兰⼤的实验室显然出现了⼀个试剂盒制造上的缺陷,这种情况已经引起了联邦各卫⽣机构和官员之间的相互指责,他们都在⼀场重⼤的公共卫⽣危机中受到严密的审查。
美疾控中⼼⽤于新冠病毒的核酸检测试剂盒图⾃美疾控中⼼⽹站
⽬前还不清楚哪些⾼级卫⽣官员、哪些机构知道美疾控中⼼存在的检测问题,以及他们何时获悉这些问题。
1⽇晚间,卫⽣与公众服务部的⼀位发⾔⼈说,该部门正在召集美疾控中⼼以外的⼀个科学家⼩组,来调查检测⼿段的进展及缺陷。卫⽣与公众服务部没有透露更多有关专家⾝份的细节,也没有表明这些专家是否包括政府和外部科学家。
美国“Axios”新闻⽹⾸先报道了卫⽣与公众服务部的调查,并表⽰试剂盒某个部件受到污染可能是问题所在。卫⽣与公众服务部的⼀名官员称,相关问题现在已经得到解决。
“Politico”报道称,⽬前尚不清楚为什么美疾控中⼼开发了⾃⼰的检测⼿段,⽽不是依赖于世界卫⽣组织分发的试剂盒。⼀些专家认为,该机构是想要⼀种能“更好地排除其他病毒”的检测⽅法。
另据《华尔街⽇报》报道,美国⾷品药品监督管理局(FDA)局长斯蒂芬•哈恩(Stephen Hahn)1⽇晚间在⼀份声明中说,该局已被提醒注意美疾控中⼼可能存在的相关问题,其官员已经与美疾控中⼼进⾏合作,以确定某些试剂盒组件的缺陷是由于制造问题造成的。
那么,这个核酸试剂到底是什么怎么难研发呢?病毒检测⼜是怎么做的呢?
实际上,新冠病毒SARS-CoV-2的检测采⽤的是⼀种应⽤⾮常⼴泛的核酸检测⼿段、被称为⾦标准的即时聚合酶链式反应(qPCR)。
RT PCR技术经常被⽤来检测HIV病毒、⼄肝病毒等病原体。RT PCR 的主要⼯作原理就是通过只对特定病毒有效的试剂制造⼤量的病毒核酸镜像,从⽽检测这种病毒是否出现在样本,⽐如病⼈的⿐涕⾥。
我们先来看看RT PCR的具体过程吧。
⾸先,先⽤⾼温把病毒的双链DNA拆成2根单链,拆开的⽬的就是为了制造它的镜像。当然,有些病毒(如HIV病毒和新型冠状病毒)的遗传物质不是DNA,⽽是RNA,也就是说它只有⼀条链。那么在做的时候稍微⿇烦⼀点,要先把它变成双链的,然后再拆开来。
引物和单链DNA结合
接着就要开始制造镜像了。制造的时候,要先定个地标,然后才能开始作业。这个地标就是引物,也就是⼀⼩段单链DNA,它会和病毒核酸的特定部位,⽐如某个基因开头的地⽅结合。
地标定好了,就可以开始正式的镜像复制黏贴了。复制的过程,靠的是⼀种叫做 Taq聚合酶的蛋⽩质,我们就叫它⼩T 吧。
Taq聚合酶来⾃⽣活在温泉⾥的海栖热袍菌
⼩T贼强贼好⽤,50摄⽒度的⾼温都不会熟(变性),因为它来⾃⽣活在温泉和深海热泉⾥的海栖热袍菌。换别的蛋⽩质,在 PCR 机器的⾼温⾥烘⼀会⼉就凉了。咦?
Taq聚合酶(黄⾊)⽣产扩增⼦(⽩⾊)
⼩T只认地标,见到地标才开⼯。到作为地标的引物后,⼩T和溜达鸡似得顺着它⼀路往下⾛,就复制出了⼀段病毒核酸的镜像,这个镜像就叫做扩增⼦。
如果能检测出扩增⼦,就能证明出现了我们要的病毒基因。现在问题来了,DNA 和 RNA 那么⼩,我们怎么知道有没有产⽣⾜够多的扩增⼦呢?
这时候就要加⼊荧光探针,也就是⼀⼩段能够发出荧光的特殊单链 DNA 来检测了。
这时候就要加⼊荧光探针,也就是⼀⼩段能够发出荧光的特殊单链 DNA 来检测了。
荧光探针⼀端有个会发荧光的分⼦,另⼀端则会把荧光吃掉。
荧光探针这个东西很神奇,它的⼀端有⼀个会发出荧光的分⼦R (报告荧光基团),另⼀端有⼀个吸收荧光的分⼦Q (淬灭荧光基团)。
R和Q它俩是⼀对在⼀起就要吵架的极品冤家,只要R发光,Q就会把它的光吸收掉。但是它俩要是分开,R发出的光就不会被吸收掉,我们就可以看到它亮了。
荧光探针检测扩增⼦就是利⽤R和Q分分合合的原理。当路标,也就是引物和病毒核酸结合的时候,探针也会到引物后⾯的某段特定DNA,⽐如某个基因上乖乖躺好,就好像在路上装了⼀个⼀样。
引物(左)和荧光探针(右)可以和病毒单链核酸的特定位置结合
我们刚才说过,⼩T会沿着引物⼀边溜达⼀边修路,制造出病毒核酸的镜像。不过,⼩T不仅是修路专家,还是拆弹专家,它会把粘在路上的探针拆散架。
遇到⼩T后,荧光探针就 BONG 炸了,R和Q就果断分⼿了。分⼿后,重获⾃由的R浑⾝上下开始散发出单⾝才有的光彩,就可以被探测仪检测到了。所以,如果检测到了荧光,就说明检测到了⽬标病毒核酸啦。
S型的扩增曲线代表检测出了病毒。如果是平直的扩增曲线,则代表没有检测出病毒。
这⾥的路标(引物)、修路专家⼩T、荧光探针,还有⼀些催化剂就是传说中的病毒核酸试剂了。在检测的时候,只要把病毒样本和试剂混合,放到 RT PCR 机器⾥去跑,就可以得出病⼈有没有被病毒感染的结果了。

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