唾液检测与核酸检测和抗原检测相比有什么不同

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

图片来源：chicago tribune

　　之前我们讨论过 UIUC 研发的唾液基础新冠测试 I-COVID 有望向全美国拓展，但是前提条件是必须经过美国食品药品监管局(FDA) 的许可，才可以让非 UIUC 的学生、教职员工的大众同样接受此测试。

　　8月19日，FDA 授予了 I-COVID 唾液检测方法紧急授权 (authorization)，意味着测试将可以在非UI系统中进行。

　　8月20日，得到紧急授权的第二天，伊利诺伊州凭借I-COVID达到了单日最高的测试量50299次，是其5月最高记录25764的几乎两倍。

　　为什么 I-COVID 具有如此迅速的扩张能力(scablity)？以及它与我们常说的核酸检测相比，到底差别是什么？I-COVID的未来又会是什么样？

　　要回答这些问题，首先我们必须理解现阶段新冠检测的主要方式：核酸检测、抗原检测以及正在兴起的唾液检测。

　　在之前，核酸检测是新冠测试最主要、最准确也是最缓慢的手段。该检测的原理是从采集到的人体基因样本中寻找到一小段等同于新冠病毒的RNA来确诊阳性病例。具体来说，需要使用一系列的化学物质将采集到的鼻腔黏液从试管中分离出核苷酸(nucleotides, 包含了人体的DNA、RNA) ，再将核苷酸放入一种可以”放大检测效果“的核酸检测(PCR)机器中，该机器将从被测核苷酸中寻找任何与新冠肺炎的RNA相同的片段，哪怕只有最小的一节，该机器也会将此片段进行上百万次的复制为完整的新冠肺炎RNA，从而确诊是否为阳性。

　　这个核酸检测的手段，具有最高的准确性，但是主要的受限制因素来自于前端的样本采集、试剂(分离核苷酸用的化学物质）的短缺以及等待结果时间的漫长。

　　首先，核酸检测需要采集鼻腔黏液中的人体DNA. 这个采集过程对于医护人员来说是危险的，而采集、存储样本的器材又具有较大的短缺。对于被测来说，虽然谈不上痛苦，但是过程也是颇为难受的，根据很多人的反应以及自己的亲身体验。

　　其次，检测中分离核苷酸的化学试剂的成本也是显著的问题。根据UIUC发表的关于其唾液检测的学术论文，在普遍的鼻腔检测中，PPE，鼻腔擦拭棉(nasopharyngeal swabs)，承载病毒媒介(viral transport media) 以及分离与净化RNA所使用的化学试剂(reagents)，全套进行鼻腔检测所需要的用品，都在疫情的不同阶段面临供给短缺的问题。

　　最后也是最明显的问题，就是核酸检测现阶段所需要的时间从2天-14天不等。这意味着在等待检测结果的期间，如果被测的症状是刚刚开始，或者是无症状的话，在他/她接下来最有传染性的时间内，他/她都无法确切知道自己是否真正的得了新冠肺炎。同时，对于一些已经过了最高传染性时间的有症状病例，他们延迟的检测结果也很难说明他们是否还在阳性之中。

　　对于很多前往新冠测试是为图一个安心的大众来说，测试结果的延迟基本上意味着检测几乎不代表任何意义。因为即使在当天进行了检测，在等待结果的漫长期间这些人也会继续照常的生活，从而引发不知情的传染。

　　核酸检测因为其所需要的器材的复杂性、高成本与供应链短缺，从而有另一种检测方式：抗原检测，与其相提并论。但是抗原检测却存在一个最显著的问题：准确性不高

　　抗原检测与核酸检测不一样的是，抗原检测并不是依靠DNA/RNA等基因信息来定位新冠病毒的，而是通过定位该病毒所具有的抗体(antigen)—— 一种叫 nucleocapsid 的蛋白，这种蛋白在新冠病毒中大量的存在。但是，它们只存在在病毒的内部。而抗体检测的缺陷就在于，它不能百分百地穿过病毒的外壳而定位到内部的 nucleocapsid, 从而引起了更多“假阴性”(false negative) 的结果。

　　不过，抗原检测同样也是受到了美国FDA紧急授权（与现阶段的唾液检测I-COVID一样）的检测方式。这一方面来自于FDA在疫情期间对各种检测申请标准有所放宽，另一方面也来自于抗原检测低成本的扩张性和迅速获得结果的能力 —— 短到仅仅只需要15分钟。

　　并且抗原检测不需要将样本送到实验室——用化学试剂分离以及动用PCR核酸检测机器进行基因检测。一切可以在检测点当场得到结果，虽然对于病毒携有量低的无症/轻症病例来说谈不上准确。

　　在最受关心的检测量上来看，全国的核酸检测现在一天只可以检测70万例，而抗原检测的两家FDA授权公司声称，他们两家一个月就可以检测1400万例，每例检测的成本是核酸检测的一半不到。

　　如今，随着耶鲁和UIUC等高校的研究成果，唾液检测开始备受关注。其中最大的原因就来自于它在不需要核酸检测如此繁杂与昂贵的“整套器材”的同时，又具有接近于核酸检测的准确性。而其中的原理并不复杂：

　　首先唾液是新冠病毒传播的主要媒介，在我们最简单的呼吸行为中，病毒由唾液承载而传播至外界，所以在唾液中必定含有具有传染性的病毒。其次，根据研究发现当含有病毒的唾液在加热至95摄氏度，并持续30分钟时，其中的病毒会非常显著地被核酸检测机识别出来，有如类似化学试剂分离RNA的效果。最后，再添加低廉的TBE-buffer和Tween 20后，使用与核酸检测最后一步相同的机器(RT-qPCR) 来识别被测中是否带有病毒RNA基因序列。

　　整个过程，最显著的创新就是使用加热代替了曾经昂贵的化学分离核苷酸，但是又保持了检测的是病毒基因序列的准确性。