當(dāng)席卷全球的新冠肺炎發(fā)展進⼊到后疫情時代，如何快速現(xiàn)場鑒別診斷攜帶者和潛伏期患者，正成為當(dāng)下新冠疫情防控的重點和難點。日前，美國知名生命科學(xué)專業(yè)網(wǎng)站BioRxiv刊發(fā)了一篇來自中國的、關(guān)于新冠病毒檢測新技術(shù)的論文，論文稱，研究人員研發(fā)出一種快速檢測新冠病毒的光學(xué)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(xué)測量。該研究相關(guān)技術(shù)得到國家自然科學(xué)基金的資助。

論文作者分別來自華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院國家納米藥物工程技術(shù)研究中心、復(fù)旦大學(xué)附屬上海市公共衛(wèi)生臨床中心、量準(zhǔn)（上海）實業(yè)有限公司等機構(gòu)與企業(yè)。第一作者為華中科技大學(xué)黃麗萍博士。

該論文發(fā)表后，引起國內(nèi)外及行業(yè)內(nèi)外強烈關(guān)注，推特上有不少國外人士表示，希望這個技術(shù)早日實現(xiàn)。就外界關(guān)心的問題，《中國經(jīng)濟周刊》記者聯(lián)系采訪了相關(guān)機構(gòu)與企業(yè)研究人員。

BioRxiv網(wǎng)站截圖

通過階段性病毒檢測實驗

疫情暴發(fā)以來，不僅相關(guān)醫(yī)務(wù)人員日夜奮戰(zhàn)，病毒檢測，疫苗、藥物研發(fā)等領(lǐng)域也都加入戰(zhàn)“疫”序列，相關(guān)研究機構(gòu)與企業(yè)加速攻關(guān)針對新冠病毒的有效檢測、治療器械與藥物。

復(fù)旦大學(xué)附屬上海市公共衛(wèi)生臨床中心研究員、論文作者之一趙晨博士在接受《中國經(jīng)濟周刊》記者采訪時表示，該機構(gòu)聯(lián)合中國其他相關(guān)研究機構(gòu)與企業(yè)，自疫情發(fā)生以來就加速推進利用自身技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)針對新冠病毒的快速有效檢測技術(shù)與設(shè)備。

上述論文提到，運用他們開發(fā)的納米等離子光學(xué)芯片檢測技術(shù)，可以在15分鐘內(nèi)、30微升樣品中一步檢測出病毒顆粒，病毒數(shù)量可在30個到3萬個病毒顆粒的范圍內(nèi)線性量化。“在通用微孔板酶標(biāo)儀和手持智能手機連接設(shè)備上顯示的測量結(jié)果表明，我們的低成本快速檢測方法可以在常規(guī)臨床條件下現(xiàn)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(yè)界俗稱假病毒）樣本進行實驗室試驗的數(shù)據(jù)顯示，其檢出準(zhǔn)確率幾近100%。下一步就是對該研究進行真病毒的試驗。

華中科技大學(xué)特聘教授，量準(zhǔn)（上海）實業(yè)有限公司創(chuàng)始人、首席科學(xué)家劉鋼對《中國經(jīng)濟周刊》記者解釋，“假病毒”的形狀大小、表面蛋白質(zhì)的組成都跟真病毒一樣。假病毒基因做人為改變?nèi)コ�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(nèi)部蛋白，因此對假病毒的檢測特異性和靈敏度應(yīng)該可以與對真病毒的檢測相匹配。理論上可以認(rèn)為通過假病毒的實驗，真病毒應(yīng)該也沒有問題。” 

“不過，檢測真病毒是否達(dá)到同樣的靈敏度（30個病毒）還存在變數(shù)，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(yīng)該不大，一個佐證是中和抗體對假病毒的中和效應(yīng)和對真病毒的中和效應(yīng)成正相關(guān)關(guān)系。”趙晨進一步解釋說。

實驗人員在進行病毒檢測實驗 圖片來源：受訪者提供

基于等離子共振SPR技術(shù)進行的創(chuàng)新

目前，在新冠病毒檢測領(lǐng)域，核酸檢測是大量采用的檢測方式，通過核酸檢測，再結(jié)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(jié)果的時間相對來說不是特別快。這在大規(guī)模檢測需求爆發(fā)時，成為一個需要應(yīng)對的難題。

趙晨表示，該研究跟核酸檢測是基于不同的技術(shù)與原理。“我們的研究是在傳統(tǒng)表面等離子共振SPR技術(shù)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，主要是在芯片材料上的改進，使得測量不再需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，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(jié)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(jīng)過較多的步驟，因為核酸是隱藏在病毒顆粒內(nèi)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(zhuǎn)錄，把RNA變成DNA，再用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)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(shù)水平要求也較高，需要專門的實驗室和經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的人員來操作。

“我們要做的是什么事情呢？就是直接根據(jù)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(chǎn)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(zhǔn)確率和靈敏度相當(dāng)高。” 劉鋼說。

劉鋼坦言，將納米SPR微測芯片技術(shù)應(yīng)用到直接快速檢測新冠病毒顆粒領(lǐng)域是他們的首創(chuàng)，也申請了檢測芯片專利的技術(shù)，但相關(guān)基本物理原理并不是一個新事物。SPR檢測原理其實是已經(jīng)在歐美、日本等地區(qū)非常成熟的分子檢測技術(shù)原理，已經(jīng)被寫進各國藥典，這個技術(shù)也不僅可用在新冠病毒檢測上，像豬流感、埃博拉和艾滋病毒等病毒都可以運用這類技術(shù)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(yè)為我們代工生產(chǎn)的。臺積電和武漢新芯知道我們在研發(fā)檢測新冠病毒的芯片技術(shù)后，就同意給我們供貨，為我們提供了很大幫助。”

實驗人員在進行病毒檢測實驗 圖片來源：受訪者提供

新冠快檢技術(shù)成為“剛需”

新冠疫情暴發(fā)以來，病毒檢測成為非常重要的環(huán)節(jié)。但由于醫(yī)療條件與檢測試劑盒等生產(chǎn)產(chǎn)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(wèi)生健康委員會醫(yī)政醫(yī)管局監(jiān)察專員郭燕紅6月24日表示，截至6月22日，全國醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)進行核酸檢測累計達(dá)9041萬人/份。

6月中旬，北京疫情出現(xiàn)反復(fù)。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(nèi)檢測人員數(shù)量劇增，一些非高風(fēng)險地區(qū)的北京市民想要自愿做核酸檢測，通常需要提前數(shù)天進行預(yù)約。

家住朝陽區(qū)的吳女士告訴 《中國經(jīng)濟周刊》記者，6月下旬，因為要去外地出差，就想聯(lián)系做核酸檢測，但在家附近的醫(yī)院問了一下，并打電話咨詢了幾家醫(yī)院，相關(guān)檢測預(yù)約都已經(jīng)排到一兩周后。談到新冠快檢技術(shù)，吳女士表示，“如果真有又快又準(zhǔn)的檢測方法，那就方便了。”

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，盡管目前北京疫情趨穩(wěn)，但從全球范圍來看，疫情形勢仍然嚴(yán)峻，未來的不確定性還很大，常態(tài)化防控成為必要。而快速檢測技術(shù)如果能通過驗收，確認(rèn)其準(zhǔn)確性，并投入應(yīng)用，將有助于緩解大規(guī)模檢測的壓力，以及滿足常態(tài)化防控動態(tài)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2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(guī)模，送到檢驗所快速自動化完成。新冠肺炎疫情發(fā)生后，給科學(xué)家或者從業(yè)人員幾個月到一兩年的時間，就有可能做出來。不是技術(shù)遙不可及，而是此前沒有這樣大規(guī)模的迫切需求，需求會催生解決方案。

趙晨表示，他們的技術(shù)離市場應(yīng)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(shù)能首先作為核酸檢測的一個補充，用于初期現(xiàn)場快速篩查或居民自測，也是為戰(zhàn)‘疫’貢獻(xiàn)了自己一點力量。”劉鋼說。