自然子刊回顾新冠病毒诊断攻关：如何开发快速可靠诊断方法？

“医学界正齐心协力为新型冠状病毒开发快速、可靠的诊断方法。”近日，一篇发布在学术期刊《自然·生物技术》的新闻稿详细梳理国际医学界在研发新型冠状病毒诊断方法中的努力。文章称，国际研究团队迅速开展工作，在创纪录的时间内进行病毒检测。

文章指出，疫情爆发之初，三个研究团队鉴定并分享了新冠病毒基因序列信息，“为识别该病毒做出了惊人的努力”。

由上海、武汉、北京和悉尼的研究人员组成的团队采用宏基因组测序，从一位武汉华南海鲜市场的病人身上提取样本，鉴定出一种未知冠状病毒。这个研究团队在1月10日首次将它的初步基因组序列存放在GenBank公开数据库中。

与此同时，中国疾病预防控制中心派出的团队从3名患者的支气管肺泡灌洗液中分离并培养出一种新型冠状病毒。电镜图像表明这一病毒具有典型的冠状病毒形态。基因组测序表显示，它与蝙蝠体内的SARS样冠状病毒具有85%的相似性。在1月12日，这一研究团队将3个基因组序列存放在可公开查询的GISAID数据库中。

第三个研究团队来自武汉和北京，他们从另外5名严重肺炎患者中发现了同一病毒，并且将5个基因组序列存放GISAID数据库中。研究团队还发现这一病毒使用ACE2受体进入宿主细胞。

首个新型冠状病毒诊断测试方法

上述三个团队的公开数据为病毒诊断提供了基础。《自然·生物技术》表示，许多国际组织利用这些序列数据设计聚合酶链式反应(PCR)检测的引物，从而支持全球公共卫生实验室在没有商业检测方法的情况下开展病毒检测工作。

1月23日，德国柏林夏里特（Charité）医院病毒学研究所克里斯蒂安·德罗斯滕（Christian Drosten）教授与其他几位欧洲及香港合作者发布了新型冠状病毒的实时PCR（RT-PCR）诊断测试方法和流程。这项工作被认为是首个新型冠状病毒诊断测试方法，也成为世界卫生组织（WHO）使用的SARS-CoV-2分子检测试剂盒的基础。它能够将SARS-CoV-2与SARS-CoV区分开。《自然·生物技术》称，近几周来，WHO已经向世界上159个检测实验室运送了25万个分子检测试剂盒。

德罗斯滕团队在没有SARS-CoV-2分离株或患者样本的情况下验证了该试验，并在297份其他各类呼吸道感染患者的临床样本中证实了测试方法的特异性。

德罗斯滕在接受科技日报采访时介绍，他们联合伦敦、香港、鹿特丹等地的实验室，做了大量的试验，证明其测试只针对新型冠状病毒，对于其他的病毒不会产生阳性反应。他还表示，中国在1月10日公布新型冠状病毒的全基因序列对其研发针对性诊断套件非常的重要。“我们在此之前就已经有了原则性测试，但是直到这个基因序列公布，我们才能够看到，我们的方法是正确的，可以准确探测到这一新的病毒。”

1月31日，香港大学公共卫生学院教授Leo Poon团队基于GenBank上的第一个新型冠状病毒基因组序列，开发了两种RT-PCR方法。这两个测试方法在从SARS-CoV-2感染者身上获得的两个临床样本中进行了验证。据《自然·生物技术》报道，Leo Poon的团队已经与世卫组织以及亚洲、非洲、中东和南美的30多个实验室分享了测试细节和试剂。

美国方面，在2月4日获得美国食品和药物管理局（FDA）的紧急使用授权后，美国疾病控制和预防中心（CDC）也向全美50个州以及全球30个地区推出了自己PCR检测方法。

商业试剂盒与宏基因组检测的加入

这些早期的实验室测试为防控疫情争取了宝贵的时间，在商业化试剂盒大规模供应之前，它们为公共卫生部门提供了诊断工具。随后，商业公司开始参与其中。2020年1月底，华大基因在中国各地分发了超过5万个试剂盒。2月5日，该公司在武汉开设了一个“火眼”紧急检测实验室，每天可处理10000份样品。《自然·生物技术》称，除华大基因外，其他公司研发测试方法的速度慢得多。

在德国汉堡，一家名为Altona Diagnostics的诊断公司正在开发一种针对β-冠状病毒E基因和SARS-CoV-2病毒S基因的两部分检测方法。

美国公司IDbyDNA则采取宏基因组核酸分析作为常规诊断和监测工具。该公司现有的测试方法能够从患者样本的宏基因组数据中识别出900多种呼吸病原体，包括病毒、细菌、真菌和寄生虫。公司的联合创始人兼首席医疗官说，他们已经用新型冠状病毒更新了数据，正在重新验证测试方法。目前，该公司正在对外销售这项技术及测试服务。

英国爱丁堡大学的进化生物学研究所分子进化教授Andrew Rambaut正在通过分析不同SARS-CoV-2基因组之间的谱系关系来追踪疫情。一项基于90个公开基因组的初步分析表明，SARS-CoV-2病毒出现于武汉第一例新型冠状病毒肺炎发生之前不久。

还有其他流行病学家设计出数字监控工具，通过自动监控官方和非官方的电子信息跟踪疫情。例如，美国约翰霍普金斯大学的研究人员汇总了官方和媒体关于疫情发展的报道，实现对SARS-CoV-2病例的实时可视化和跟踪报告。截至2月19日，该系统已有7800多个病例的人口、地理和临床资料，可供研究人员分析并了解传播模式。