你如何知道自己是否感染了病毒？

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一种新型病毒已经出现，并如野火般迅速传播。为了控制住它，研究者必须先收集数据来确定谁受到了感染。两种病毒检测技术至关重要：一种判断你是否携带病毒，另一种显示你是否曾受到过感染。那么，这些检测的原理究竟是什么？塞拉 · 莱特（Cella Wright）探索了 PCR 测试和免疫分析背后的科学。

课程：塞拉 · 莱特，执导： Hype CG。

一种新型病毒已经出现，
并如野火般迅速传播。

为了控制住它，

研究者先必须收集数据
来确定谁受到了感染。

两种病毒检测技术至关重要：

一种判断你是否携带病毒，

另一种显示你是否曾受到过感染。

那么，这些检测的原理是什么？

PCR，也就是
聚合酶链式反应，

一种针对人体内病毒的
遗传物质进行检测手段，

被用来诊断目前已被感染的患者。

但病毒遗传物质的含量
可能微乎其微，

导致实际检测非常困难。

这就是 PCR 派上用场的地方：

它被广泛运用于
大量扩增遗传信息，

使其能被轻松地检测出来。

要想为前所未有的新病毒
开发 PCR 检测，

研究者首先要对其遗传物质，
即基因组，进行测序，

并且识别出
这种病毒独有的基因片段。

PCR 随后就能针对
这些特定片段进行扩增。

PCR 检测从采集样本开始：

例如用于肝炎病毒检测的血液、
用于脊髓灰质炎病毒检测的粪便，

或是用于冠状病毒检测
的鼻腔或咽喉拭子。

样本会被带至中心实验室，

在那里进行 PCR 来检测
病毒基因组的存在。

遗传信息可以通过
DNA 或 RNA 进行编码。

例如，人类乳头瘤病毒（HPV）
用 DNA 编码，

而导致新冠肺炎的
SARS-CoV-2 则用 RNA 编码。

在进行 PCR 操作之前，
如果还存在病毒的 RNA，

则必须先将其逆转录，
合成一股互补 DNA，

然后再进行 PCR 检测。

如果样品中含有病毒，
它的独特基因编码区域

会被互补的引物识别，
并被酶复制。

一股 DNA 变成数亿股，

并被用荧光染料标记的
探针检测出来。

如果 PCR 仪器检测到荧光，

样本对该病毒的检测就呈阳性，

即被检个体为感染者。

另一种方法，免疫分析，

则通过发掘免疫系统对病毒的记忆，

来显示某人之前是否曾受过感染。

它的原理是检测
免疫系统在感染时生成的

针对特定病毒的抗体。

抗体是一类特化的蛋白质，

能识别并抵抗外来物质，
例如病毒。

免疫分析可以检测 IgG 抗体，
含量最充足的一类抗体，

以及 IgM 抗体，在响应新感染时
最先生成的抗体。

IgM 抗体的存在
意味着最近有受到过感染，

但因为身体至少需要一周
才能产生可检测的抗体量，

IgM 检测在用于诊断
目前的感染时并不可靠。

而 IgG 抗体在感染后的
较长时间内仍会在体内循环；

它们的存在通常表明
某人曾被感染，然后痊愈了。

在免疫分析前，

医护人员会为被检个体抽血，

然后将血样和一部份
目标病毒进行接触。

如果被检者在过去
确实接触过这种病毒，

那体内的特异性抗体
会在检测中与病毒结合。

这个反应会产生颜色变化，
表明样品检测呈阳性，

并且被检者曾接触过病毒。

在回溯诊断

曾被感染却未经检测的人群时，

免疫分析就十分重要。

已经对病毒产生免疫的人
有令人振奋的潜力：

某些情况下，他们的血浆
可以用来治疗

正在与病毒奋战的患者。

PCR 和免疫分析的精确性和效率

一直在不断提升。

比如，

PCR 技术的革新
已经带来了独立检测设备，

能在一个小时内得出结果。

数字 PCR 能对
目标 DNA 的个别片段进行定量，

在进一步提高精确性方面前景可观。

虽然免疫分析难以快速开发，

但新加坡的研究者得以在
新冠疫情被宣布为大流行前，

就研发了出针对新冠病毒的
免疫分析手段。

这些检测——
以及开发它们的科学家

和进行检测的医疗人员——

都是至关重要的。

如果可以尽早投入使用，
它们就能拯救数以百万计的生命。