2020年的春节，本应该是欢欢喜喜过大年，畅想新时代，不料却被新冠肺炎，SARS类冠状病毒等字眼所占据，从年初的武汉到现在的纽约，无一例外。即使现在，当你打开CGTN等英文电视台，也都是清一色的COVID-19 PANDEMIC等字眼，如同年初的我们。

　　关于新冠，大家已经听过了太多，关键点就是筛选出病毒感染者，并对密切接触者进行隔离，防止进一步的扩散。从最早的核酸检测，CT辅助诊断，到后面的抗体检测，以及近期曝光度很高的无症状感染者，一直萦绕在我们心头。到底这几种新冠检测方法，哪个更好呢?

　　一起来了解目前新冠病毒检测常用的手段以及优缺点。

　　新冠检测方法大比拼，数字化检测是未来

　　01、核酸检测

　　顾名思义，直接检测新冠病毒的遗传物质核酸，这也是最早可以识别的病毒身份证，如果测到证明已经感染，也是目前临床确诊的金标准，目前使用最多的是q-PCR法。

　　为什么临床核酸检测的阳性率只有30-50%?

　　在初次筛查及诊断中基本上以上呼吸道鼻咽拭子取样，由于上呼吸道的病毒含量较低，这在一定程度上降低了病毒的阳性检出率;当然，痰液，肺泡灌洗液阳性率会更高，但因为取样难度并不适于临床普筛。核酸检测的整个流程，从采样到保存送样，再到病毒灭活，核酸裂解提取，到最后检测，是一个连贯受控的过程，任何一个环节出现问题，都有可能无法提取出足够、有效的病毒核酸，影响后续的检测结果。不同厂家生产的试剂盒，引物和探针设计质量也有波动，由此形成的试剂盒品控问题，都在一定程度上增加了结果的不确定性。核酸检测需要配套q-PCR设备，也限制了它在及时快检方面的应用。

　　Figure 1: Variation of the Levels ofSARS-CoV-2 RNA and Antigen, IgM and IgG after infection.

　　02、抗体检测

　　针对新冠病毒的血液IgM/IgG抗体检测，检测的是人体免疫系统对病毒产生的反应，从侧面证明被病毒感染过。

　　IgM是机体抗感染免疫的排头兵，一般在急性感染约3～7天后出现升高，提示新近发生的感染。因此，可以采用IgM检测来协助判断机体是否处于急性感染状态，可作为新冠病毒感染的早期诊断指标。

　　IgG是机体抗感染的“主力军”，在免疫应答中起着激活补体，中和多种毒素的作用，IgG抗体持续时间长，通常IgG抗体阳性表示既往性感染。

　　抗体检测的优点很明显：采样准确方便(一般为血清样本，不存在采集失败)，对早期感染者也能检测，检测速度快(从胶体金试纸的10多分钟到ELISA的约1个小时)。缺点是对于已经治愈转阴的患者，抗体检测仍然是阳性，无法作为治愈的参考标准;会出现假阳性或非特异性阳性反应, 对试剂盒的要求也比较高。

　　03、抗原检测

　　即直接检测病毒结构中的特异性蛋白，如S蛋白和N蛋白，从而证明病毒的存在。由于新型冠状疫情属于突发事件，而开发抗原检测方法所必须的核心原材料—特异性抗体的制备，极限情况下至少3个月才能完成，所以短期期不可能生产出特异性的抗SARS-CoV-2病毒抗体，所以限制了新冠抗原检测试剂盒的生产，截止4月26日，国内尚未有NMPA批准的抗原检测试剂盒。目前在研中的抗原检测方法，基本上都是利用与新冠病毒高度同源的SARS等冠状病毒的单克隆抗体作为原料( p.s: 上次引发西班牙政府质疑的深圳某公司出口的试剂盒即为抗原检测试剂盒，尚未拿到NMPA认证)。对于一种新发传染病，如果同时开发核酸、抗体、抗原三种检测方法，那么核酸检测法是最快研制出来的，抗原检测法毫无疑问是最慢的。

　　总结三种方法优缺点：

　　核酸法：对实验室环境，检测人员，仪器等要求较高，检测灵敏度高，特异性好，但是出结果慢，对样本采集和处理要求较高，需要配备专业实验室进行操作。

　　抗体法：操作简单方便，适用于大量疑似病例和无症状感染者的检测，最快15分钟出结果;也可用在流行病学筛选调查方面，通过抗体检测，可以确定有多少人感染过这个病毒而没有症状。

　　抗原法：对实验室要求较低，可用于早筛查，早诊断，适合基层医院大规模筛查，最快15分钟出结果，是核酸法和抗体法的有效补充。

　　截止4月26日，国家药品监督管理局NMPA共批准了30个新冠病毒检测试剂，日产能达902.5万人份。

　　针对新冠病毒检测中的局限性和问题，数字PCR/数字ELISA等数字化技术的应用，大大提高了检测的灵敏度和特异性，或是提高了临床适用性，是未来应对新发传染病的强有力工具。

　　1.数字PCR技术

　　目前最灵敏的核酸检测技术(原理如下)，可以实现对超微量病毒核酸的精准定量，大大提高临床核酸检测(qPCR法)的灵敏度。通过液滴法或管中芯片等手段，将样本中的目标核酸分子进行数字化分区，每个液滴或芯片中只含有一个目标分子，在单个分区里面独立完成PCR扩增等过程，实现信号的放大，理论上可以实现单个核酸拷贝的检测极限。

　　Figure 2: Overview of digital PCR

　　在国内疫情最严峻的时期，杭州纽蓝科技联合上海巴斯德研究所，中国科技大学，基于JN Medsys管中芯片数字PCR技术，完成了新冠病毒核酸的超灵敏数字PCR检测方法开发，灵敏度达到了0.01%，是一般临床qPCR法的100倍。

　　2. 数字ELISA技术

　　也称SIMOA(单分子阵列)技术，是目前最灵敏的蛋白免疫检测技术，通过基于磁珠的数字化检测原理，实现了蛋白检测灵敏度的大幅度提升，是传统ELISA的1000倍。

　　Figure 3: Overview of Single MolecularArray(SIMOA)

　　日前杭州纽蓝科技联合美国Quanterix、上海交通大学生物医学工程(分子与纳米医学)创新转化中心、贵州省分析测试中心、北京义翘神州，基于超敏SIMOA平台开发的新冠病毒N蛋白检测方法，灵敏度达到了15fg/ml级别, 换算成病毒RNA的话相当于30-50 copy/ml，已经达到了数字PCR的检测限，实现了蛋白检测的核酸级灵敏度;后续我们还会继续完成超敏新冠S蛋白，抗新冠病毒IgM/IgG的检测方法开发，欢迎有兴趣客户前来合作开发。

　　随着科技的不断进步，如果可以实现自动化和高通量的整合，在成本允许的前提下，超敏核酸和蛋白检测在未来将大有可为。不仅可以用于新发传染病的精准检测，也可用于疾病早筛，液体活检，伴随诊断等多个领域，必将引领生命科学领域的下一轮热潮。