鼻拭子 图片来源pixabay
伊利诺斯州Megan妈妈的孩子接触了新冠病毒后，她带他们去做了检测。虽然在当地药店做个快速检测可能就够了，但她的儿子Brennan真的不喜欢用鼻拭子。它会让人觉得痒，有时会很痛，因此这是一个不太愉快的过程。所以Megan带着她的孩子去了一个不同的测试点，在那里Brennan只需往一个试管里吐口水，然后把试管送到实验室进行处理即可，测试结果不到24小时就出来了。
自疫情爆发初期以来，新冠病毒检测技术进展迅速，但当时的人们不得不去医院进行深的足以“让大脑发痒”的鼻拭子检测，并等待几天才能得到结果。现在，伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校（UIUC）、耶鲁大学、洛克菲勒大学和其他一些大学已经独立开发了一系列基于唾液的检测技术。这些检测的侵入性较小，处理速度更快，且在某些情况下比鼻腔检测更灵敏。
“尽管鼻拭子在日常使用中可能不太实用，但反复提供唾液样本则相当容易，”Rebecca Lee Smith说。他是UIUC的传染病流行病学家和covidSHIELD项目的科学顾问，covidSHIELD就是Brennan做的核酸检测项目。
COVIDshield是一种聚合酶链式反应（PCR）检测，这是一种高灵敏度的分子检测方法，它能够使SARS-CoV-2（一种造成COVID的新冠病毒）的遗传物质扩增到可检测的水平。PCR分析通常在实验室中进行，但也不全都是。
SARS-CoV-2 RT-PCR检测流程示意图。图片来自于文章Massive and rapid COVID-19 testing is feasible by extraction-free SARS-CoV-2 RT-PCR
covidSHIELD唾液样本送达实验室后，科学家们会将其放入热水浴缸中，以杀死任何存在的病毒并中和可能干扰检测的唾液成分。然后就可以进行样品的扩增了。首先，“引物”（即遗传物质的短片段）被添加到样本中。正如Smith所解释的那样，引物是“对病毒在RNA[遗传物质]水平上的一点‘想法’”。来自病毒的RNA被转化为互补DNA（cDNA）。最后，引物会将自己连接到病毒的cDNA上并进行复制。随着这一过程不断进行，所有cDNA都会被不断扩增，直到可以很容易地识别并检测出阳性样本。
covidSHIELD的方法舍弃了传统的RNA提取步骤，而采用了加热和化学处理来释放病毒RNA。这使得测试开发人员能够承诺在24小时内提供检测结果。根据伊利诺斯大学系统非营利性部门SHIELD Illinois发言人Beth Heller的说法，平均周转时间甚至可以更短。“从样本收集到提供检测结果，我们现在平均花费13个小时”，Beth Heller说。
在接受新冠检测和获得结果之间的时间差是评估诊断方法的关键指标。除了总体检测的灵敏性，这也是关于使用PCR和快速抗原检测的广泛争论的一部分。抗原检测主要是基于鼻拭子，尽管研究人员正致力于开发一种基于唾液的精确版本。抗原检测是通过使用一种专门的试纸来检测病毒抗原的存在，而病毒抗原是引起免疫反应的病毒片段。
抗原检测的支持者认为其速度和低成本的优势使其更适合作为公共卫生工具。流行病学家Michael Mina认为PCR检测真的应该留到医学研究上进行，尤其是那些必须送到实验室的检测，而不应用于例如医生为病人做诊断的情况。她目前是eMed公司的首席科学官，也曾为美国总统Joe Biden和他的政府提供检测建议，该公司销售的抗原检测方法通过远程医疗平台进行了认证。
PCR检测的超灵敏度是其在公共卫生背景下的主要问题之一。Mina说：“我不希望某人在他们不再具有传染性的情况下检测出阳性，因为如果他们呈阳性，我将告诉他们将被隔离10天；如果他们不再具有传染性而被隔离10天，这对公共健康将会是不利的。”
但是Smith认为基于唾液的PCR检测与抗原检测在使用案例上有很大的不同。她所在的研究小组向美国疾病控制和预防中心提供了如何使用抗原检测的策略。Smith说：“基于唾液的PCR检测非常敏感，它们实际上可以在你感染之前发现感染。”它们与鼻拭子PCR检测一样灵敏，甚至更灵敏。这对于奥密克戎变种可能尤其有效，因为它在口腔和喉咙中的复制比之前的变种更多。
因此如果可以选择，你会选择那种检测呢？答案取决于你对检测灵敏度的需求。例如，在接种了奥密克戎疫苗的个体中，症状出现的时间会比之前的变种感染要早得多，因为在病毒进行大量复制之前人体就已经形成了免疫反应。抗原检测可以继续回到阴性结果直到症状出现很长一段时间，因此更敏感的检测可以更早发现感染，如基于唾液的PCR检测。
Smith说：“以唾液为基础的测试很适合回答诸如‘我想这周末我被暴露了。我被感染了吗？明天我会具有传染性吗？’的问题”相比之下，抗原检测对于确定一个人是否具有传染性很有用。“快速抗原检测可用于‘嘿，我有这些症状。我现在有传染性吗？’问题的快速检查”，她接着说道。
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Smith解释道，即使某人不再具有传染性，由于该技术的灵敏性，他唾液的PCR可能仍然显示为阳性。在这一点上，抗原测试可能更适合于确定某人何时不再具有传染性。她还补充道：“我不推荐任何PCR（检测）用于退出隔离，但抗原检测在这方面可能非常有用。”
在大流行早期，基于唾液的COVID检测需要求助于医疗保健专业人员。但covidSHIELD和其他最近开发的唾液测试技术让检测更容易进行。并且这种可获取性也开始扩展到家庭：美国食品和药物管理局（FDA）已经批准了几项自我收集且基于唾液的PCR检测技术的紧急使用授权，包括一项使用covidSHIELD技术的检测。“自我收集”指的是在没有经过训练的观察者在场的情况下自己收集唾液。尽管它们仍然需要被运往实验室进行分析，但这避免了前往检测地点的需要，并使得在家收集样本成为可能。据伊利诺伊大学系统公司旗下的衍生公司SHIELD T3公司的首席执行官David Clark表示，该公司最近开始生产covidSHIELD自我收集包，其中包含提供样本和将其送到实验室检测采集点所需的所有方面的材料。Clark表示SHIELD T3目前在有限的基础上正在向学校、大学和一些公司提供试剂盒。最终，他和他的团队设想通过自动售货机或在工作场所分发这些试剂盒。
Smith认为，在未来同样的基于唾液的PCR技术可以用于识别除COVID外的其他病原体，如流感或呼吸道合胞病毒。她说：“我们正在着手一个叫做多重PCR的项目。我们不仅要检测COVID-19，还要用于引起类似症状的其他呼吸道病原体的检测。”
撰文：Anthony Warmack，伊利诺伊谷的自由撰稿人和科学作家。他对社会与科学，公共卫生，食品系统和体验式学习的交叉点感兴趣。
翻译：马孔硕
审校：张欣怡
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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