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截至撰寫本文時，全球已確診的新冠肺炎的病例接近72萬例。在世界各地，各國都在爭先恐后地提高對這種病毒的檢測能力——這些檢測是如何進(jìn)行的，它們是如何工作的?
目前如何進(jìn)行
病毒測試
目前用于鑒定冠狀病毒感染的檢測被稱為PCR檢測。
PCR是“聚合酶鏈反應(yīng)”的縮寫，它絕不是一種新的檢測方法——PCR檢測從20世紀(jì)80年代就開始使用，其應(yīng)用范圍包括傳染病的診斷。
這些測試允許少量的DNA復(fù)制數(shù)百萬次，這樣就有足夠的時間來檢測和確認(rèn)感染。
檢測病毒需要樣本。
首先，從病人的鼻子或喉嚨后部取拭子。然后，棉簽被放置在一個安全的容器中，送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步分析。分析需要在取樣后的幾天內(nèi)進(jìn)行。
DNA構(gòu)成了我們和某些病毒的遺傳物質(zhì)。但是導(dǎo)致COVID-19的病毒，SARS-CoV-19，并不包含雙鏈DNA，而是單鏈RNA。由于PCR檢測只能復(fù)制DNA，我們需要先將RNA轉(zhuǎn)化成DNA。
病毒RNA是從棉簽樣本中提取的。然后需要從人類細(xì)胞和酶中純化，否則會干擾PCR檢測。通常，實(shí)驗(yàn)室會使用化學(xué)供應(yīng)商專門為這一目的制造的工具包來完成這項(xiàng)工作。
純化后的RNA與一種叫做逆轉(zhuǎn)錄酶的酶混合。這種酶可以將單鏈RNA轉(zhuǎn)化成雙鏈DNA，用于PCR檢測。
然后將病毒DNA添加到試管中，試管中還添加了以下物質(zhì):
引物：這些是DNA的短片段，設(shè)計(jì)用來與病毒DNA的特征部分結(jié)合。因此它們不會與非病毒的DNA結(jié)合。
核苷酸：這些是組成DNA的基本單位。
DNA構(gòu)建酶：制造DNA的拷貝。
PCR儀將混合物加熱。這導(dǎo)致雙鏈DNA解開，然后引物可以在DNA冷卻時與之結(jié)合。一旦引物與DNA結(jié)合，它們就為DNA構(gòu)建酶提供了一個起點(diǎn)，幫助復(fù)制DNA。
這個過程通過反復(fù)加熱和冷卻持續(xù)進(jìn)行，直到數(shù)百萬份DNA拷貝被創(chuàng)造出來。
陽性和陰性
測試
上述內(nèi)容解釋了PCR是如何擴(kuò)增病毒遺傳密碼的，而不是如何檢測的。這就是DNA復(fù)制時添加到試管中的熒光染料的作用。
它們與復(fù)制的DNA結(jié)合，增強(qiáng)了它們的熒光，使它們發(fā)出更多的光。正是這束光讓我們確認(rèn)了病毒的存在。
當(dāng)產(chǎn)生更多的病毒DNA拷貝時，熒光增強(qiáng)。如果熒光超過了一定的閾值，超過了預(yù)期的背景水平，測試就是陽性的。
如果樣本中沒有病毒，PCR測試就不會產(chǎn)生副本，所以熒光閾值也不會達(dá)到——測試結(jié)果為陰性。
檢測遇到的
問題
盡管PCR檢測聽起來很復(fù)雜，但它是檢測傳染病的一種非?？煽康姆椒?，這就是為什么它被廣泛用于COVID-19的檢測。然而，一些國家在試圖擴(kuò)大其測試能力時遇到了問題。
一個簡單的原因是測試需要時間。
測試可能需要幾個小時才能得到結(jié)果，將此與實(shí)驗(yàn)室測試能力相結(jié)合，就限制了一個實(shí)驗(yàn)室一天可以進(jìn)行多少測試。
一個小型的研究實(shí)驗(yàn)室每天可以進(jìn)行大約80次測試;擁有多臺機(jī)器的大型實(shí)驗(yàn)室可以在1000-2000之間運(yùn)行。
另一個限制是運(yùn)行測試所需試劑的可用性。
我們之前提到過，一些公司出售用于這一步的RNA提取試劑盒。在大流行之后，全球?qū)@些檢測的需求導(dǎo)致了短缺，限制了檢測的數(shù)量。
在某些情況下，測試并沒有發(fā)揮預(yù)期的功能。美國最初提供的診斷測試包含不同目的的不同引物。這包括一種針對所有冠狀病毒的基因序列作為對照試驗(yàn)。
這部分測試沒有正常運(yùn)行;雖然這并沒有阻止它們的可用性，但卻造成了關(guān)于結(jié)果是否為陽性的困惑，延緩了診斷。
污染或降解也會引起問題。
這些可能會導(dǎo)致假陽性(當(dāng)某人沒有病毒，但檢測結(jié)果說他們有)或假陰性(當(dāng)某人確實(shí)有病毒，但檢測結(jié)果說他們沒有)。
這種測試的最后一個重大限制是，它只能在測試時告訴你是否有人感染了病毒。但它不能告訴我們他們是否感染了病毒，但在檢測之前已經(jīng)恢復(fù)。
這是非常有用的，如果有人感染了病毒并且康復(fù)了，他們就不會再感染了(至少在一段時間內(nèi))。
未來如何進(jìn)行
病毒測試
一種能夠告訴我們某人是否曾經(jīng)感染過這種病毒的檢測方法是基于抗體的檢測，你的身體會產(chǎn)生抗體來抵抗感染。這些抗體在感染后會在你的血液中停留一段時間，檢測可以發(fā)現(xiàn)它們。
目前，一些公司正在研究針對SARS-CoV-2病毒的抗體測試，一旦上市，預(yù)計(jì)將很快推出。
還有其他一些測試可能也會有用。另一種是尋找病毒表面的特定蛋白質(zhì)。它們比PCR測試要快，但也不那么敏感，所以更有可能出現(xiàn)不準(zhǔn)確的結(jié)果。
世界衛(wèi)生組織(who)強(qiáng)調(diào)了檢測的重要性，將其作為全球應(yīng)對第19世衛(wèi)組織流感大流行的一部分。在不同的國家進(jìn)行的試驗(yàn)的數(shù)量有很大的差異。
中國和韓國都進(jìn)行了大約30萬次試驗(yàn)，而英國和美國分別只進(jìn)行了5萬次和4萬次試驗(yàn)。較少的檢測意味著更難以追蹤感染的傳播，更難以隔離和追蹤感染者的接觸者。
在檢測能力提高和更多類型的檢測手段可用之前，各國建議本國公民在認(rèn)為自己可能有病毒癥狀時進(jìn)行自我隔離。
有些人可能只有在抗體檢測出來后才知道他們是否感染了病毒，但是遵循這個建議，保持社交距離是防止病毒傳播的最好方法。
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