但是什么是实时RT-PCR?它是如何工作的?它与核技术有什么关系?

什么是实时RT-PCR?

实时RT-PCR是一种核衍生方法，用于检测任何病原体(包括病毒)中特定遗传物质的存在。最初，该方法使用放射性同位素标记物检测目标遗传物质，但随后的提炼，同位素标记物却被特殊标记物(最常见的是荧光染料)取代。借助这种技术，科学家可以在过程仍在进行时几乎立即看到结果。常规RT-PCR仅在最后才能提供结果。

尽管实时RT-PCR是检测冠状病毒的最广泛使用的方法，但许多国家在建立和使用该技术时仍需要支持。

什么是病毒?什么是遗传物质?

病毒的遗传物质由一个分子被膜围绕的显微包。遗传物质可以是DNA或RNA。

DNA是在所有生物(例如动物，植物和病毒)中发现的两链分子，并且具有遗传密码，可说明这些生物如何形成和发展。

RNA通常是一种单链分子，可将部分遗传密码复制，转录并传递给蛋白质，因此它们可以合成并执行使生物体存活和发育的功能。RNA具有复制，转录和传输的不同变体。

某些病毒，例如冠状病毒(SARS-Cov2)仅包含RNA，这意味着它们依靠入侵的健康细胞来繁殖和存活。一旦进入细胞，该病毒就会利用其自身的遗传密码(在冠状病毒中为RNA)来控制细胞并对其进行“重新编程”，使其成为制造病毒的工厂。

为了使用实时RT-PCR在人体中早期检测到冠状病毒等病毒，科学家需要将RNA转化为DNA。这是一个称为“逆转录”的过程。他们之所以这样做，是因为复制或扩增DNA，这是实时RT-PCR检测病毒过程的关键部分。

科学家将转录的病毒DNA的特定部分放大数十万倍。扩增非常重要，因此科学家不必试图在数百万条遗传信息链中发现微量的病毒，而是拥有足够数量的病毒DNA靶标区域，以准确地确认该病毒的存在。

实时RT-PCR如何发现冠状病毒?

从冠状病毒聚集的身体部位(例如人的鼻子或喉咙)收集样品。用几种化学溶液处理样品，该溶液去除物质(例如蛋白质和脂肪)，仅提取样品中存在的RNA。提取的RNA是人自身遗传物质和冠状病毒RNA(如果存在)的混合物。

使用特定的酶将RNA反转录为DNA。然后，科学家添加了额外的DNA短片段，这些片段与转录的病毒DNA的特定部分互补。如果样品中存在病毒，则这些片段会将自身附着到病毒DNA的靶标区域。一些添加的遗传片段用于在扩增过程中构建DNA链，而其他一些用于构建DNA并在这些链上添加标记物标记，然后将其用于检测病毒。

然后将混合物置于RT-PCR机器中。机器在加热和冷却混合物的温度之间循环，以触发特定的化学反应，从而产生病毒DNA靶标部分的新的相同副本。该循环反复重复以继续复制病毒DNA的靶标部分。每个循环将以前的数量加倍：两个副本变为四个，四个副本变为八个，依此类推。标准的实时RT-PCR设置通常需要经过35个循环，这意味着到该过程结束时，样品中存在的每条病毒链都会产生约350亿新的病毒DNA片段副本。

构建新的病毒DNA片段后，标记物标签会附着在DNA链上，然后释放出荧光染料，该荧光染料可以通过机器的计算机进行测量，并实时显示在屏幕上。在每个循环后，计算机都会跟踪样品中的荧光量。当该数量超过一定水平的荧光时，这确认该病毒存在。科学家还监视达到此水平所需的周期数，以估计感染的严重程度：周期越短，病毒感染越严重。

为什么要使用实时RT-PCR?

实时RT-PCR技术具有高度的敏感性和特异性，可以提供只需三个小时的可靠诊断，尽管通常实验室平均要花费6到8个小时。与其他可用的病毒分离方法相比，实时RT-PCR显着更快，并且污染或错误的可能性更低，因为整个过程都可以在封闭的试管中完成。它仍然是可用于检测冠状病毒的最准确方法。

检测过去的被感染者，这对于理解病毒的发展和传播很重要，不能使用实时RT-PCR，因为病毒仅在特定时间段内存在于体内。其他方法对于检测，跟踪和研究过去的感染也是必要的，尤其是那些可能已发展且没有症状的传播。

国际原子能机构与粮农组织合作，已经培训和装备了来自世界各地的专家，使用实时RT-PCR方法已有20多年了，特别是通过其VETLAB兽医诊断实验室网络。最近，该技术还被用于诊断其他疾病，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动物疾病。人畜共患病是也可以感染人类的??动物疾病。