新型冠狀病毒的檢測方法及產品開發進展

　　作者：中國科技大學 羅昭鋒

　　【摘要】：新冠狀病毒（2019-nCoV）檢測目前只有熒光定量PCR方法和測序方法兩種被認可的方法。測序不具備快速篩查潛力，這里不做討論。目前國家藥監局審批通過的都是熒光定量PCR的試劑盒。等溫擴增的檢測試劑盒，至少已有兩個單位開發成功，有望近幾天上市。等溫擴增的試劑盒上市后，檢測速度會大幅提升，檢測過程只需要15分鐘左右。基本可以滿足當下疫情控制要求。

　　【說明】：鑒于當前技術進步非常快速，這里的信息隨時可能會發生變化，請謹慎參考。

　　對抗當前的疫情，快速檢測方法的可以快速確診病人，快速隔離，快速采取措施。因此，各家科研機構以及相關的企業，特別是體外診斷企業、測序公司、大學、研究所以及疾控系統等，在這次新冠狀病毒的檢測產品開發中，扮演了重要的角色。這里簡要介紹一下新冠狀病毒的檢測技術以及檢測產品的開發情況。最后，也會給出個人的一點建議，希望對產品開發，以及基金申請選題有所幫助。

　　一、新冠狀病毒相關檢測技術

　　世界衛生組織及國家推薦的檢測方法是檢測病毒的基因，通過熒光定量RT-qPCR的方法或者是基因測序的方法(1)。其它的方法很難達到實際檢測所要求的靈敏度，這里基本不予考慮。測序方法由于比較慢，價格也比較昂貴，適合從事研究但不適合作為篩查手段。檢測核酸的方法中，由于這次的新冠狀病毒是RNA病毒，所以需要加入一步反轉錄的過程，再進行PCR擴增。目前的檢測方法有熒光定量PCR方法和等溫擴增的方法，還有數字PCR技術以及基于試紙檢測的方法。還有一些研究的目標是加快樣品前處理，提升檢測通量，提升檢測自動化水平，以及降低對設備的要求，對檢測人員的要求和降低成本。目前試劑盒檢測的標本主要是咽拭子、痰液、肺泡灌洗液、血清及血漿等。

　　1、 常規熒光定量PCR方法。目前上市的試劑盒都是基于核酸檢測的。最早上市的華大基因的方法，采用單基因檢測，前后大約需要3小時。后來，有些公司的產品有了一些改進，如多基因檢測，或者使用適合快速擴增的酶，都在一定程度上可以提升檢測速度。2020年1月28日，第二批獲得藥監局批準的試劑盒中，圣湘生物采用了獨創的RNA一步法技術，靈敏度為200 copies/mL，樣本處理與擴增檢測在一個PCR反應管中即可完成，最大程度減少生物安全風險和交叉污染，可以在30分鐘給出結果，這應該是這種方法的極限。而且應該沒計算樣品處理的時間(2)。

1月28日，圣湘生物研發的新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒通過認證(2)

　　2、 等溫擴增法：從原理上講，等溫擴增是較快且靈敏的方法。該方法也是檢測病毒的核酸，只是信號放大的策略不同，只需要一個溫度就可以了，不需要像常規PCR那樣，需要在2~3個不同的溫度之間進行循環。等溫擴增減少了升降溫，反應時間要比常規的PCR快很多，只需要十幾分鐘。但是，基于這種技術的試劑盒開發要比常規Q-PCR試劑盒復雜一些，涉及多對引物，所以截至今天還沒有正式上市的產品。但至少有兩個團隊已經完成產品開發。

　　3、 試紙條法（膠體金免疫層析法）：該方法快速方便，優點適合快速篩選，便宜，不依賴儀器。在病毒濃度低的時候，會導致漏檢，獲得國家藥監局批準的可能性較小。

　　4、 樣品前處理及檢測自動化：除了在檢測環節提升檢測效率之外，縮短樣品前處理時間，提升檢測通量，提升檢測自動化也是一個重要研究方向。

　　5、 輔助技術開發：如開發能降低檢測對環境要求的儀器或試劑。這次所有的檢測都必須在P2（二級生物安全實驗室）進行。這是一大限制因素，這種實驗室建設周期長，審批慢。不可能短時間建成，只能利用現有資源。這也是湖北省每天檢測能力受限的重要原因。因此，開發不依賴于P2實驗室的檢測試劑和方法，也是當前的一個重要方向。

　　二、相關產品介紹

　　1、 熒光定量PCR檢測試劑盒，目前共有6家公司的產品獲得國家藥監局審批通過。

　　從1月10日公布新冠狀病毒的基因序列，到今天為止恰好經歷了三周。這三周也是疫情快速發展變化的三周，也是各相關科研人員與時間賽跑的三周。已經有6家獲得國家藥監局的批準上市。

　　1月26日，國家藥監局僅用4天時間應急審批通過上海之江生物、上海捷諾生物、華大基因、華大智造4家企業的4個新型冠狀病毒檢測試劑，創造了中國審評審批速度；1月28日，批準獲批的2個企業分別是達安基因和圣湘生物。至此，已有6家企業的產品正式獲批。還有多家企業等待審批，如輝睿生物、伯杰醫療等近20家企業。有些企業直接選擇在省內審批，在省內使用的方法。后面詳細附上相關公司及產品介紹。

　　2、 等溫擴增檢測試劑盒 尚未獲批

　　1月27日，徐濤院士團隊告訴記者，他們開發的等溫擴增試劑盒可以在30min內給出結果。目前未見進一步報告(3)。

　　1月29日，中國疾病預防中心病毒病預防控制所聯合奇天基因成功研制新型冠狀病毒（2019-nCoV）核酸等溫擴增快速檢測試劑盒，可在8-15分鐘內出結果(4)。

　　3、 試紙條法：

　　1月29日， SBC生物芯片上海國家工程研究中心旗下上海芯超生物科技有限公司宣布，其已成功研制出了新型冠狀病毒（2019-nCoV）抗體檢測試劑盒（膠體金免疫層析法），加樣后15分鐘內就可以觀察結果。該技術產品將可方便快速地用于社區衛生服務中心、基層醫院的早篩早診，不但增加檢測和診療的時效性，而且可以有效防止廣大群眾在大型醫院密集檢查而導致的交叉感染(5)。

　　同一天，紹興同創醫療器械有限公司宣布研制出可以快速篩查冠狀病毒的篩查檢測試紙（膠體金法），該試紙可十分鐘出結果(6)。

　　4、 數字PCR法：紹興同創醫療器械有限公司與李蘭娟院士的感染性疾病診治協同創新中心開發出三款產品，其中之一就是基于數字PCR方法(7)。依據個人對數字PCR技術的了解，該技術對于臨床檢測的意義不大。通量低，價格高，速度慢，儀器少。

　　三、其它尚未批準的產品

　　1、 紹興同創醫療器械有限公司與李蘭娟院士的感染性疾病診治協同創新中心,迅速成功研制了三類冠狀病毒檢測系列產品，分別為： 新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒（熒光PCR法，免提取，45分鐘快速檢測）、新型冠狀病毒核酸低拷貝檢測試劑盒（數字PCR法，2小時常規檢測）、 用于初期篩查的檢測試紙（膠體金法，10分鐘快速檢測）(8)。

　　2、 山東艾克韋生物技術有限公司開發的試劑盒：1月26日下午，山東省藥監局接到山東艾克韋生物技術有限公司研發的2019新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒，省器械檢驗中心立即組織檢驗，并于27日上午9點完成所有項目檢驗，產品符合技術要求，成為山東省法定檢驗機構檢定合格的首個新型k狀病毒檢測產品(9)。

　　3、 中拓生物有限公司開發的系列產品 2019新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒（多重熒光PCR法）、2019新型冠狀病毒（N基因）核酸檢測試劑盒（熒光PCR法）、2019新型冠狀病毒（ORF1ab基因）核酸檢測試劑盒（熒光PCR法）三種試劑盒均已成功通過國家食品藥品監督管理局濟南醫療器械質量管理監督檢驗中心的注冊檢驗，產品將用于新型冠狀病毒的鑒別診斷，為疾病防控貢獻力量(10)。

　　4、 江蘇碩世生物股份有限公司開發的試劑盒。1月10日新型冠狀病毒正式公布后，江蘇碩世生物股份有限公司僅耗時3天，就完成了對新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒的開發與生產，并快速向全國各省市提供診斷試劑與服務(11)。

　　5、 廣州多家機構開發出了診斷試劑盒產品。包括達安基因、萬孚倍特、華銀醫藥、和信健康、微遠基因等企業研發出新型冠狀病毒檢測試劑盒后，廣納信捷醫療（以下簡稱“廣納信捷”）與中科院國家納米科學中心聯合攻關的新型冠狀病毒等溫快速檢測試劑盒研發接近完成，各項指標均滿足臨床應用要求，最快可實現30分鐘出檢測結果(12)。

　　6、 蘇州海苗生物科技有限公司研發的超敏2019-nCov檢測試劑盒于1月25日下線，該試劑盒可以快速檢測人傳人的二代、三代、四代新型冠狀病毒。它的成功研發，可為新型冠狀病毒感染肺炎的確診起到重要作(13)。

　　7、 世和基因生物技術有限公司研發的新型冠狀病毒檢測試劑盒于1月27日推出，并正在申請進入國家藥監局為此次疫情開辟的應急審批通道(14)。

　　8、 廈門大學專家團隊與致善公司聯合研制的新型冠狀病毒（2019-nCoV）現場檢測一體機已完成內部測試，即將開展臨床評估。該型儀器可用于新型冠狀病毒的現場檢測，無需嚴格實驗室條件，無需專門培訓，僅需一步加樣，儀器便可自動完成檢測并出具報告(15)。

　　9、 奧然生物全自動qPCR一體機，助力新型冠狀病毒的精準快速檢測(16)。

　　10、 成都高新區企業邁克生物與1月29日成功研發出西南首個新型冠狀病毒檢測試劑盒，將為西部地區乃至全國有效篩查和防控新型冠狀病毒提供有力保障(17)。

　　11、 陜西佰美醫學檢驗實驗室開發的檢測試劑盒，已于1月27日，向西安市臨檢中心報備，服務社會(18)。

　　12、 廣東凱普生物科技股份有限公司于1月29日完成兩款新型冠狀病毒2019-nCoV核酸檢測試劑盒產品研制工作(19)。

　　13、 福州大學生物科學與工程學院自主研發出新型冠狀病毒檢測試劑盒，并與泰普生物科學（中國）有限公司合作，迅速實現產學研轉化(20)。

　　三、小結

　　1月30日晚，湖北省委書記蔣超良在新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作新聞發布會上表示，湖北省共有28家醫院能夠做樣本檢測，單日的樣本檢測能力已提高到約4000份。可見，檢測試劑和檢測能力短缺的情況有所緩解。

　　如果現在才開始開發RT-qPCR檢測試劑盒，需要仔細權衡一下。因為現在太多家企業在做相關產品，樂觀估計，等幾天之后開發完成，再等獲得認證通過，估計疫情差不多結束了。早期大量企業一起研究，一起競爭，提升效率，我認為是很有必要的。但在今天，近二十家產品已經上市的情況下，潛在產能也許遠遠超出實際需求的情況下，再投入精力研發重復性的檢測試劑盒，未免有些浪費。

　　我覺得當前的研究方向，可以轉向治療，以及更基礎的研究方向。比如防控，治療，以及治病機理研究等方面。

　　參考資料

1. 新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第四版）發布時間： 2020-01-28

2. 麓谷造首個新型冠狀病毒檢測產品通過認證 

3. 30分鐘內檢測新冠病毒：不同于熒光PCR的即時檢測新法 

4. 8分鐘檢測試劑盒成功研制 快速應對新型冠狀病毒

5. 芯超生物：膠體金層析POCT法 15分鐘速測新型冠狀病毒

6-8 紹興同創：冠狀病毒3種檢測法 最快10分鐘初篩

9. 山東艾克韋：新冠病毒核酸檢測試劑盒 2小時出報告  

10. 臨沂大學張興林團隊成功研制新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒

11. 江蘇首個新型冠狀病毒檢測試劑通過檢驗 

12. 黃埔兩機構研制新型冠狀病毒檢測產品

13. 蘇企研發出超敏試劑盒 可快速檢測二代、三代、四代新型冠狀病毒

14. 新區企業成功研制新型冠狀病毒檢測試劑盒. 

15. 新型冠狀病毒有望實現“一鍵快檢”. 

16. 奧然生物全自動qPCR一體機，助力新型冠狀病毒的精準快速檢測

17. 2個小時快速檢測96份樣本 成都研發出新型冠狀病毒檢測試劑盒 

18. 60分鐘可出結果 新型冠狀病毒檢測試劑盒正在緊張生產

19. 凱普生物研發出新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒

20. 福州大學自主研發出新型冠狀病毒檢測試劑盒

　　征稿：近日，新型冠狀病毒（2019-nCoV）疫情蔓延嚴重，全國31個省已全部發現確診病例。抗擊新型冠狀病毒刻不容緩。賽默飛、華大基因、碩世生物和熱景生物等多家公司推出新型冠狀病毒檢測方案和試劑盒，為展示更多更新的解決方案、儀器和試劑盒支援疫情防控工作，分析測試百科網特此向廣大實驗室和廠商等有關單位征集抗擊新型冠狀病毒的解決方案、儀器和試劑盒相關稿件。