15分鐘測出新冠病毒！我國這一技術進入最后測試

李慧敏

當席卷全球的新冠肺炎疫情發展進?到后疫情時代，如何快速現場鑒別診斷攜帶者和潛伏期患者，正成為當下新冠疫情防控的重點和難點。日前，美國知名生命科學專業網站BioRxiv刊發了一篇來自中國的、關于新冠病毒檢測新技術的論文，論文稱，研究人員研發出一種快速檢測新冠病毒的光學檢測方法，通過該方法，幾乎不需要任何樣品制備，使用一個刺突蛋白特異性納米等離子體共振傳感器可一步完成SARS-CoV-2新冠病毒粒子的光學測量。該研究相關技術得到國家自然科學基金的資助。

論文作者分別來自華中科技大學生命科學與技術學院國家納米藥物工程技術研究中心、復旦大學附屬上海市公共衛生臨床中心、量準（上海）實業有限公司等機構與企業。第一作者為華中科技大學黃麗萍博士。

該論文發表后，引起國內外及行業內外強烈關注，推特上有不少國外人士表示，希望這個技術早日實現。就外界關心的問題，《中國經濟周刊》記者聯系采訪了相關機構與企業研究人員。

通過階段性病毒檢測實驗

疫情暴發以來，不僅相關醫務人員日夜奮戰，病毒檢測，疫苗、藥物研發等領域也都加入戰“疫”序列，相關研究機構與企業加速攻關針對新冠病毒的有效檢測、治療器械與藥物。

復旦大學附屬上海市公共衛生臨床中心研究員、論文作者之一趙晨博士在接受《中國經濟周刊》記者采訪時表示，該機構聯合中國其他相關研究機構與企業，自疫情發生以來就加速推進利用自身技術優勢開發針對新冠病毒的快速有效檢測技術與設備。

上述論文提到，運用他們開發的納米等離子光學芯片檢測技術，可以在15分鐘內、30微升樣品中一步檢測出病毒顆粒，病毒數量可在30個到3萬個病毒顆粒的范圍內線性量化。“在通用微孔板酶標儀和手持智能手機連接設備上顯示的測量結果表明，我們的低成本快速檢測方法可以在常規臨床條件下現場即時采用。”

研究人員稱，在對千余次新冠“假病毒”（將真的新冠病毒中致病基因去除，避免其傳染性，業界俗稱假病毒）樣本進行實驗室實驗的數據顯示，其檢出準確率幾近100%。下一步就是對該研究進行真病毒的實驗。

華中科技大學特聘教授，量準（上海）實業有限公司創始人、首席科學家劉鋼對《中國經濟周刊》記者解釋，“假病毒”的形狀大小、表面蛋白質的組成都跟真病毒一樣。“假病毒”基因做人為改變去除了致病性，即使人體接觸了它，也不會感染生病。

趙晨表示，“‘假病毒攜帶真病毒的表面糖蛋白，而缺少病毒的內部蛋白，因此對‘假病毒的檢測特異性和靈敏度應該可以與對真病毒的檢測相匹配。理論上可以認為通過‘假病毒的實驗，真病毒應該也沒有問題。”

實驗人員在進行病毒檢測實驗

“不過，檢測真病毒是否達到同樣的靈敏度（30個病毒）還存在變數，因為真病毒和‘假病毒表面的刺突糖蛋白密度有可能存在差異。但這個差異應該不大，一個佐證是中和抗體對‘假病毒的中和效應和對真病毒的中和效應成正相關關系。”趙晨進一步解釋說。

基于等離子共振SPR技術進行的創新

目前，在新冠病毒檢測領域，核酸檢測是大量采用的檢測方式，通過核酸檢測，再結合血液、CT等化驗檢驗方法，一般就能對感染者進行確診或排除感染。

但核酸檢測出結果的時間相對來說不是特別快。這在大規模檢測需求爆發時，成為一個需要應對的難題。

趙晨表示，該研究跟核酸檢測是基于不同的技術與原理。“我們的研究是在傳統表面等離子共振SPR技術基礎上的創新，主要是在芯片材料上的改進，使得測量不再需要復雜的光學系統，LED光源就可以，而且大大提高了檢測的靈敏度。在新冠病毒顆粒的檢測中，誘餌蛋白為病毒表面刺突糖（S）蛋白的特異性結合抗體，而被捕獲的是人唾液或鼻咽拭子里的病毒顆粒。”

劉鋼介紹，核酸檢測要經過較多的步驟，因為核酸是隱藏在病毒顆粒內的，所以先要將病毒裂解，再把裂解后的病毒中RNA提取出來，提取完后還要做一個逆轉錄，把RNA變成DNA，再用聚合酶鏈式反應PCR的方法來進行擴增，最后通過熒光染色檢測。所以，它對檢測場所和檢測人員的技術水平要求也較高，需要專門的實驗室和經過專業訓練的人員來操作。

“我們要做的是什么事情呢？就是直接根據病毒表面的刺突S蛋白的特異性，錨定病毒，把整個病毒顆粒完整地抓取出來。比如直接用芯片，將被檢測人員唾液中間的新冠病毒顆粒抓取到芯片表面，只要病毒一到芯片表面就會產生一個很強的信號變化，便攜檢測機器就可以讀取到這個信息。這就是我們的檢測原理。操作比較簡便，所以省時。我們對‘假病毒的實驗顯示，只要樣本里面有超過30個病毒顆粒，基本上可以100%把它檢測出來，準確率和靈敏度相當高。” 劉鋼說。

劉鋼坦言，將納米SPR微測芯片技術應用到直接快速檢測新冠病毒顆粒領域是他們的首創，也申請了專利，但相關基本物理原理并不是一個新事物。SPR檢測原理其實是已經在歐美、日本等地區非常成熟的分子檢測技術原理，已經被寫進各國藥典，這個技術也不僅可用在新冠病毒檢測上，像豬流感、埃博拉和艾滋等病毒都可以運用這類技術來檢測。

而在檢測芯片方面，劉鋼介紹，“我們使用的檢測芯片是由武漢新芯和臺積電等知名芯片企業為我們代工生產的。臺積電和武漢新芯知道我們在研發檢測新冠病毒的芯片技術后，就同意給我們供貨，為我們提供了很大幫助。”

新冠病毒快檢技術成為“剛需”

新冠肺炎疫情暴發以來，病毒檢測成為非常重要的環節。但由于醫療條件與檢測試劑盒等生產產能的限制，檢測一度成為對疑似感染者進行確診的難點。

中國國家衛生健康委員會醫政醫管局監察專員郭燕紅6月24日表示，截至6月22日，全國醫療衛生機構進行核酸檢測累計達9041萬人/份。

6月中旬，北京疫情出現反復。6月11日至7月7日，北京市完成了超過1100萬人次的核酸檢測。

此前，由于短期內檢測人員數量劇增，一些非高風險地區的北京市民想要自愿做核酸檢測，通常需要提前數天進行預約。

家住朝陽區的吳女士告訴 《中國經濟周刊》記者，6月下旬，因為要去外地出差，就想聯系做核酸檢測，但在家附近的醫院問了一下，并打電話咨詢了幾家醫院，相關檢測預約都已經排到一兩周后。談到新冠病毒快檢技術，吳女士表示，“如果真有又快又準的檢測方法，那就方便了。”

業內人士認為，盡管目前北京疫情趨穩，但從全球范圍來看，疫情形勢仍然嚴峻，未來的不確定性還很大，常態化防控成為必要。而快速檢測技術如果能通過驗收，確認其準確性，并投入應用，將有助于緩解大規模檢測的壓力，以及滿足常態化防控動態檢測的需求。

華大基因CEO尹燁近日在接受媒體采訪時表示，所有的診斷最后只有兩種趨勢，一種就是類似驗孕棒那種即時檢驗，買回家立馬就可以測;另一種就是全自動、大規模，送到檢驗所快速自動化完成。新冠肺炎疫情發生后，給科學家或者從業人員幾個月到一兩年的時間，就有可能做出來。不是技術遙不可及，而是此前沒有這樣大規模的迫切需求，需求會催生解決方案。

趙晨表示，他們的技術離市場應用還剩下真病毒和實際病人樣本的測試兩個步驟。

“如果我們的技術能首先作為核酸檢測的一個補充，用于初期現場快速篩查或居民自測，也是為戰‘疫貢獻了自己一點力量。”劉鋼說。

責編：周琦 ?zhouqi@ceweekly.cn

美編：孟凡婷