大规模测试和接触示意图是控制大流行的努力。这取决于可以快速，准确，可靠地检测到的诊断测试SARS-CoV-2。

2019年12月，小说的冠状病毒SARS-COV-2首次出现在中国，此后迅速蔓延到世界各地。COVID-19导致的疾病已导致超过100万人死亡，并对卫生系统和经济体施加了极大的压力。

“在开发疫苗之前，我们的主要方法将是测试和防止病毒传播的。”Chaz Langelier，UCSF副总监。

研究人员已经通过检测特定的病毒核酸（分子测试）或蛋白质（抗原测试），或者是否已经曾经有过，或者是否已经曾经发现过，或者是否已经曾经使用过，研究人员已经进行了竞争，以开发可以快速准确地识别当前感染SARS-COV-2的人（抗原测试），或通过检测抗SARS-COV-2抗体（血清学测试），先前暴露于病毒。

Langelier说：“ SARS-COV-2具有一个RNA基因组，该基因组被包含几种不同蛋白质的脂质膜包围。”“可能最著名的是“尖峰”蛋白，这对于将病毒介导进入宿主细胞很重要。”

许多临床诊断实验室目前依赖于基于聚合酶链反应（PCR）的分子测试来检测患者样品中的SARS-COV-2感染，例如喉咙或鼻拭子。

Langelier说：“基于PCR的测试可能是最广泛使用的测试，就敏感性和特异性而言，被认为是“黄金标准”。”

但是，由于PCR测试需要专门的设备和训练有素的人员，因此人们的注意力正在转向开发低成本，便携式技术，这些技术可以提供更快的结果。抗原测试已经开始作为低成本筛选工具部署 - 替代分子测试为未来提供了巨大的潜力。

PCR测试是“黄金标准”

在2020年1月底之前， SARS-COV-2基因组序列可用 ，使研究人员能够设计今天常规使用的PCR分析。

该技术涉及从患者样品中提取病毒RNA，这通常是从上呼吸道收集的拭子。将其转化为互补的DNA后，在热循环仪中放大了病毒基因组的特定切片，然后检测到产物。

Langelier说：“ PCR测试旨在检测病毒基因组的部分。”“但是确切的目标可能会有所不同，具体取决于测定法。”

研究人员密切关注病毒进化 - 因为新菌株的出现可能会导致虚假阴性。

“ SARS-COV-2大约每两周左右突变一次，这对于病毒而言相对较慢。” 艾米丽·克劳福德（Emily Crawford） ，UCSF的助理兼职教授以及Chan Zuckerberg Biohub的小组负责人。“但是底漆或探针结合位点中的单点突变基本上可以杀死该PCR分析检测病毒的能力。”

为了解决这个问题，大多数测定最少基于两个不同的目标，大大降低了在两个地方产生自发突变的机会。

克劳福德解释说：“我们在实验室中使用的测试靶向了N基因和病毒的E基因。”“因此，如果我们确实看到了一个样本，我们很快就会被提醒，其中一个基因的检测到非常强烈，另一个基因在低水平或根本没有检测到。”N基因包含病毒的说明 Nucleocapsid蛋白 E基因编码 包膜蛋白 。

持续的挑战

这 PCR分析的敏感性和特异性可能超过95％ ，，，， 当在理想条件下管理时。但是在现实世界中，由于其他因素，例如何时以及如何收集样品，拭子测试的性能可能较低。

Langelier说：“我们知道，病毒负荷大约在一个人出现任何症状的前一天达到顶峰 - 如果他们要发展它们，然后减少了。”“因此，如果您在首次症状后两周收集样本，则病毒量将要低得多，这会影响测试的敏感性。”

通过与其他病毒材料的样品交叉污染，PCR测试的特异性可能成为一个主要问题。例如，今年早些时候 在美国疾病控制和预防实验室组装的测试工具包的污染 使他们无效。

Langelier解释说：“某些患者样品中的病毒负荷是如此之高，以至于如果他们不受最大的谨慎处理，它们可以交叉污染其他人。”“这可能比我们欣赏的更常见的问题。”

另一个主要挑战是，当前未知的人具有传染性所需的病毒负荷的阈值。

克劳福德说：“我们已经看到不同样本的病毒负荷差异很大，从大约一百个病毒基因组副本到每毫升约一千万册。”“这构成了一个挑战，因为我们需要有一个可以准确检测到病毒极高和低滴度的测定法 - 但我们不知道有低滴度的人是否可能将其传递给他人。”

快速抗原测试是一种潜在的改变游戏规则的人

为了减慢SARS-COV-2的传播，大多数专家都认为，重点应该放在识别和隔离感染力的人上。从理论上讲，这可以通过使用新的快速抗原测试来实现 首先，最近获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的紧急使用授权。

典型的抗原测试通常也从鼻子或喉咙拭子开始 - 尽管有些正在开发使用唾液样品。添加溶液以分解病毒后，然后将混合物添加到含有与特定病毒抗原结合的抗体的层流条带中。

Langelier说：“这些测定可以放入类似的小卡中，这会给您带来读出。”“因此，您可能会看到只有在存在SARS-COV-2抗原的情况下才会出现的乐队，类似于家庭妊娠试验。”

基于抗原的测试比基于PCR的测定方法便宜得多，并且由于它们不需要任何专业设备，因此可以在护理点中使用它们。但是成本降低了灵敏度。

Langelier说：“目前的估计表明，抗原测试的检测极限可能比基于PCR的测定法高十到一百倍。”“因此，当该人体内的SARS-COV-2量较低时，它可能会给您带来虚假的负面结果。” 然后，可能需要通过分子测试确认使用抗原测试获得的负结果，以帮助治疗决策。

但是，如果测试的目标是在传染性时识别他们的目标，这可能不太重要。

Langelier解释说：“越来越多的数据表明，大多数患有轻度甚至中度疾病的人在7至10天后不再具有感染性。”“因此，基于抗原的测试可能在人们最有可能能够通过的情况下识别他们的测试非常有效 - 只要经常做得足够。”

基于抗体的测试提供了另一种诊断策略。这些是基于血液的免疫测定，旨在检测免疫系统对SARS-COV-2感染产生的特定抗体。

Langelier说：“由于某人生产足够的抗体可以通过测定法检测到大约7到10天，因此他们实际上并没有在诊断急性感染中发挥作用。”“但是它们可能有助于确认高度怀疑有19日，但对PCR测试的案例。”抗体测试可能有助于确认SARS-COV-2感染如果无法通过PCR获得准确的结果，例如，在该人症状开始后的8天以上收集了样本。

Platelia SARS-COV-2总AB分析
在一次测试中检测IgM，IgA和IgG

Bio-RAD提供了血浆SARS-COV-2总AB测定法，以检测到与SARS-COV-2的总抗核苷酸抗体（IGM，IGA，IgG），这是与CoVID-19相关的病毒。该测定法提供高特异性和敏感性，没有交叉反应性，有助于识别对SARS-COV-2具有适应性免疫反应的个体。

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管道中的新分子测试

一种称为的替代技术 循环介导的等温扩增（LAMP） 由于它具有比PCR更便宜，更快，更易于执行的潜力，因此引起了人们的关注。该技术像PCR一样以靶向方式放大病毒遗传物质，但不需要热循环。

克劳福德解释说：“从理论上讲，这意味着它可以在无法使用高档机器的服务点环境中使用。”“但是存在缺点，因为这些技术通常不像PCR那样敏感或具体。”

CRISPR是一种基因编辑技术，它作为诊断工具也具有巨大的潜力。该方法涉及将蛋白质与病毒基因组中的特定序列结合，然后检测到这种相互作用。

克劳福德说：“这很具体，但不如PCR那么敏感。”“但是人们正在做的是将等温放大与CRISPR相结合，这意味着您可以获得真正良好的敏感性和特异性。”

但是，许多研究人员对基于CRISPR的测试的准备性谨慎，这是帮助解决当前大流行的一种手段。

克劳福德说：“我认为有一种诱惑，寻找一个很酷的新玩具来解决我们所有的问题。”“但是，实际上，它仍然存在很多挑战。”

另一种潜在方法涉及检测宿主免疫反应的变化，而不是病毒本身的存在。例如，Langelier团队的研究表明 与其他呼吸系统疾病相比 ，他说，“可以在测定中利用”。

诊断是中心舞台

大规模的快速诊断测试对COVID-19症状的人进行了识别SARS-COV-2感染至关重要的，该感染含有其扩散并预防死亡。

Langelier说：“在我们采用疫苗之前，我们的主要方法将进行测试和防止传播。”“容易且频繁地访问诊断测试可以帮助克服当前感染控制和预防方面的许多挑战。”

长期目标是达到不再需要对SARS-COV-2感染进行广泛测试的地步。但这不太可能很快发生。

Langelier说：“即使我们有疫苗，我认为诊断测试将在识别和预防感染方面继续发挥关键作用。”