但是什么是實時RT-PCR?它是如何工作的?它與核技術有什么關系?

什么是實時RT-PCR?

實時RT-PCR是一種核衍生方法，用于檢測任何病原體(包括病毒)中特定遺傳物質的存在。最初，該方法使用放射性同位素標記物檢測目標遺傳物質，但隨后的提煉，同位素標記物卻被特殊標記物(最常見的是熒光染料)取代。借助這種技術，科學家可以在過程仍在進行時幾乎立即看到結果。常規RT-PCR僅在最后才能提供結果。

盡管實時RT-PCR是檢測冠狀病毒的最廣泛使用的方法，但許多國家在建立和使用該技術時仍需要支持。

什么是病毒?什么是遺傳物質?

病毒的遺傳物質由一個分子被膜圍繞的顯微包。遺傳物質可以是DNA或RNA。

DNA是在所有生物(例如動物，植物和病毒)中發現的兩鏈分子，并且具有遺傳密碼，可說明這些生物如何形成和發展。

RNA通常是一種單鏈分子，可將部分遺傳密碼復制，轉錄并傳遞給蛋白質，因此它們可以合成并執行使生物體存活和發育的功能。RNA具有復制，轉錄和傳輸的不同變體。

某些病毒，例如冠狀病毒(SARS-Cov2)僅包含RNA，這意味著它們依靠入侵的健康細胞來繁殖和存活。一旦進入細胞，該病毒就會利用其自身的遺傳密碼(在冠狀病毒中為RNA)來控制細胞并對其進行“重新編程”，使其成為制造病毒的工廠。

為了使用實時RT-PCR在人體中早期檢測到冠狀病毒等病毒，科學家需要將RNA轉化為DNA。這是一個稱為“逆轉錄”的過程。他們之所以這樣做，是因為復制或擴增DNA，這是實時RT-PCR檢測病毒過程的關鍵部分。

科學家將轉錄的病毒DNA的特定部分放大數十萬倍。擴增非常重要，因此科學家不必試圖在數百萬條遺傳信息鏈中發現微量的病毒，而是擁有足夠數量的病毒DNA靶標區域，以準確地確認該病毒的存在。

實時RT-PCR如何發現冠狀病毒?

從冠狀病毒聚集的身體部位(例如人的鼻子或喉嚨)收集樣品。用幾種化學溶液處理樣品，該溶液去除物質(例如蛋白質和脂肪)，僅提取樣品中存在的RNA。提取的RNA是人自身遺傳物質和冠狀病毒RNA(如果存在)的混合物。

使用特定的酶將RNA反轉錄為DNA。然后，科學家添加了額外的DNA短片段，這些片段與轉錄的病毒DNA的特定部分互補。如果樣品中存在病毒，則這些片段會將自身附著到病毒DNA的靶標區域。一些添加的遺傳片段用于在擴增過程中構建DNA鏈，而其他一些用于構建DNA并在這些鏈上添加標記物標記，然后將其用于檢測病毒。

然后將混合物置于RT-PCR機器中。機器在加熱和冷卻混合物的溫度之間循環，以觸發特定的化學反應，從而產生病毒DNA靶標部分的新的相同副本。該循環反復重復以繼續復制病毒DNA的靶標部分。每個循環將以前的數量加倍：兩個副本變為四個，四個副本變為八個，依此類推。標準的實時RT-PCR設置通常需要經過35個循環，這意味著到該過程結束時，樣品中存在的每條病毒鏈都會產生約350億新的病毒DNA片段副本。

構建新的病毒DNA片段后，標記物標簽會附著在DNA鏈上，然后釋放出熒光染料，該熒光染料可以通過機器的計算機進行測量，并實時顯示在屏幕上。在每個循環后，計算機都會跟蹤樣品中的熒光量。當該數量超過一定水平的熒光時，這確認該病毒存在。科學家還監視達到此水平所需的周期數，以估計感染的嚴重程度：周期越短，病毒感染越嚴重。

為什么要使用實時RT-PCR?

實時RT-PCR技術具有高度的敏感性和特異性，可以提供只需三個小時的可靠診斷，盡管通常實驗室平均要花費6到8個小時。與其他可用的病毒分離方法相比，實時RT-PCR顯著更快，并且污染或錯誤的可能性更低，因為整個過程都可以在封閉的試管中完成。它仍然是可用于檢測冠狀病毒的最準確方法。

檢測過去的被感染者，這對于理解病毒的發展和傳播很重要，不能使用實時RT-PCR，因為病毒僅在特定時間段內存在于體內。其他方法對于檢測，跟蹤和研究過去的感染也是必要的，尤其是那些可能已發展且沒有癥狀的傳播。

國際原子能機構與糧農組織合作，已經培訓和裝備了來自世界各地的專家，使用實時RT-PCR方法已有20多年了，特別是通過其VETLAB獸醫診斷實驗室網絡。最近，該技術還被用于診斷其他疾病，例如埃博拉病毒，寨卡病毒，MERS-Cov，SARS-Cov1以及其他主要的人畜共患病和動物疾病。人畜共患病是也可以感染人類的??動物疾病。