¿Pueden las "pruebas de ácido nucleico" detectar todos los virus? ¿O sólo podemos detectar el COVID-19?
La tecnología de amplificación molecular del ADN es la clave para la detección de ácidos nucleicos.
A excepción de los priones, todos los seres vivos contienen ácidos nucleicos, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El nuevo coronavirus es un virus que sólo contiene ARN. La secuencia específica de ARN del virus es un signo que lo distingue de otros patógenos.
La prueba de ácido nucleico para COVID-19 tiene como objetivo detectar algunos fragmentos genéticos icónicos en el genoma de ARN viral, que pueden detectarse utilizando reactivos de detección de ácido nucleico.
Al comienzo del brote de COVID-19, investigadores chinos completaron el análisis de toda la secuencia del genoma del COVID-19 en un período de tiempo muy corto y la compararon con las secuencias del genoma de otros virus similares como como coronavirus Sí, se ha encontrado la secuencia de ácido nucleico específica del COVID-19. Por lo tanto, si se puede detectar una secuencia de ácido nucleico específica de COVID-19 en la muestra de un paciente, se puede determinar que la persona está infectada.
Para detectar la secuencia de ácido nucleico específica de COVID-19, el ARN del nuevo coronavirus debe transcribirse de forma inversa a ADN y luego amplificarse o amplificarse por PCR (reacción en cadena de la polimerasa) para detectar la secuencia genética específica. .
La función de la PCR es amplificar el ADN, es decir, seleccionar fragmentos genéticos únicos y específicos del COVID-19 como ADN diana, y su secuencia se amplificará exponencialmente. Cada secuencia de ADN amplificada se puede combinar con una sonda marcada con fluorescencia previamente agregada para generar una señal fluorescente. Cuanto más se amplifican los genes diana, más fuerte es la señal de fluorescencia acumulada, lo que determina si hay ácido nucleico viral en la muestra, es decir, confirma si el sujeto está infectado.
La clave de esta tecnología de detección de ácidos nucleicos es la amplificación de fragmentos de ADN específicos del virus.
En 1953, Watson y Crick publicaron el modelo de estructura de doble hélice del ADN, que permitió a las personas comprender la estructura molecular del ADN y abrió una era para comprender la vida desde el nivel molecular. Sin embargo, una célula del cuerpo humano sólo tiene un conjunto de ADN y es muy pequeño, lo que dificulta su aislamiento y extracción para investigaciones in vitro. Para estudiar las moléculas de ADN, debe existir una tecnología que pueda amplificar las moléculas de ADN in vitro.
En 1971, el profesor Corana y otros del Instituto Tecnológico de Massachusetts propusieron la idea de la amplificación de ácidos nucleicos in vitro. El ADN se puede amplificar desnaturalizándolo, hibridándolo con un cebador apropiado, extendiendo el cebador con una ADN polimerasa y repitiendo el proceso. Sin embargo, el nivel técnico en ese momento era limitado y esta idea era difícil de realizar.
65438 Hacia las 0976, el científico taiwanés Qian Jiayun, que estudiaba en el Departamento de Biología de la Universidad de Cincinnati en Ohio, EE. UU., extrajo ADN polimerasa a alta temperatura de bacterias termófilas encontradas en las aguas termales de Yellowstone. Parque Nacional. Llevando la idea de amplificar el ADN un paso más allá.
El tirador que dio el golpe final al inventar la tecnología PCR fue la bioquímica estadounidense Kelly Morris. Según Murris, la idea de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se le ocurrió mientras conducía hacia su casa de campo un viernes por la noche de abril de 1983. En 1985, mientras trabajaba en Setus Corporation, Morris inventó con éxito la PCR.
Después de la invención de la PCR, algunas personas elogiaron esta invención por dividir la biología en dos eras: la era pre-PCR y la era post-PCR. Con la tecnología PCR, cualquier traza de moléculas de ADN se puede amplificar y aplicar en diversos aspectos, como el diagnóstico de enfermedades, la identificación biológica individual, las pruebas de paternidad, la identificación criminal para encontrar delincuentes, el diagnóstico prenatal para confirmar enfermedades genéticas, etc. Por la invención de la PCR, Morris ganó el Premio Nobel de Química en 1993.
La prueba de ácido nucleico no sólo se utiliza para el diagnóstico de la infección por COVID-19, sino que también se utiliza ampliamente para otras infecciones virales. Durante el SARS en 2003, investigadores en China desarrollaron un kit de detección de ácido nucleico por PCR anidado para diagnosticar a los pacientes. Desde entonces, también se han desarrollado kits de detección de ácido nucleico para la influenza aviar H7N9. En 2014, el importante proyecto nacional de ciencia y tecnología "Prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas importantes como el SIDA y la hepatitis viral" logró una serie de importantes resultados de investigación. Entre ellos, la nueva tecnología de pruebas de ácido nucleico puede detectar el SIDA, la hepatitis B y la hepatitis C al mismo tiempo, acortando en gran medida la ventana de detección. Además, se han utilizado kits de detección de ácido nucleico para detectar virus como el virus del Ébola y el virus del síndrome respiratorio de Oriente Medio.
¿Por qué algunas personas tienen que someterse a múltiples pruebas antes de dar positivo?
La PCR se utiliza actualmente en el diagnóstico de la infección por COVID-19 para amplificar rápidamente fragmentos genéticos específicos de la COVID-19 para confirmar si un sujeto está infectado con el virus. Actualmente se utilizan comúnmente kits desarrollados mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR).
Aunque el kit RT-PCR es fiable, también presenta falsos negativos al principio, es decir, no puede detectar personas infectadas que en realidad han sido invadidas por el virus. Hay muchas razones para los falsos negativos en las pruebas de ácido nucleico. En primer lugar, la calidad del kit desarrollado originalmente no era muy alta, pero después de mejoras, esta deficiencia de calidad se resolvió. Otra razón es que el virus no ha infectado completamente las células humanas cuando el paciente realizó el examen preliminar, y el virus tiene un proceso gradual de entrada en las células.
Por lo tanto, a algunas personas se les hicieron pruebas varias veces y dieron positivo en ácido nucleico viral.
Las "Directrices técnicas para las pruebas de laboratorio del nuevo coronavirus" emitidas por la Comisión Nacional de Salud de mi país estipulan que los tipos de muestras recolectadas incluyen muestras del tracto respiratorio superior (hisopos de garganta, hisopos nasales y extractos nasofaríngeos), del tracto respiratorio inferior muestras del tracto respiratorio (tos profunda, extractos respiratorios, líquido de lavado bronquial, líquido de lavado alveolar y muestras de biopsia pulmonar), muestras de sangre y muestras de suero se agregaron posteriormente a las heces y a los hisopos anales. Sin embargo, en la práctica, las muestras del tracto respiratorio superior, como hisopos de garganta y hisopos nasales, son las más utilizadas.
Debido a que el COVID-19 generalmente aparece en los tejidos y células profundas de los pulmones infectados, es mejor analizar las muestras del tracto respiratorio inferior, ya que hay muchos virus y son más fáciles de detectar. Sin embargo, es difícil recolectar muestras de tejido pulmonar profundo y algunos virus pueden llegar al tracto respiratorio superior cuando los pacientes tosen, y el virus también puede infectar el tracto respiratorio superior. Por lo tanto, se toman muestras del tracto respiratorio superior (hisopos de garganta, hisopos nasales). y extractos nasofaríngeos) se han convertido en muestras estándar.
El proceso de prueba de ácido nucleico incluye la recolección de muestras, el procesamiento de muestras, la extracción de ácido nucleico, la prueba de PCR y otros pasos. El tiempo total de la prueba ahora toma un promedio de 2 a 3 horas. Debido a que detecta directamente ácidos nucleicos virales en muestras recolectadas y tiene una gran especificidad y una sensibilidad relativamente alta, actualmente es el método principal para detectar la infección por COVID-19.
Lectura adicional
Las pruebas de anticuerpos y las pruebas de antígenos también son métodos de diagnóstico para la infección por COVID-19.
Además de las pruebas de ácido nucleico, la infección por COVID-19 ahora se diagnostica mediante otro método comúnmente utilizado, la prueba de anticuerpos. En términos generales, después de que una persona se infecta con el nuevo coronavirus, el sistema inmunológico producirá anticuerpos para atacar el virus. Por tanto, la detección de anticuerpos también es un método fiable para determinar si una persona está infectada por el virus. Sin embargo, en las primeras etapas de la infección viral, es posible que el cuerpo humano no produzca anticuerpos y existe un período de ventana para la detección. Por lo tanto, la detección de anticuerpos solo puede usarse como método de diagnóstico auxiliar para el diagnóstico o para rastrear la fuente de epidemias grupales. .
La detección de anticuerpos incluye el método del oro coloidal y el método de quimioluminiscencia de partículas magnéticas. El tiempo promedio de detección del método de oro coloidal es de aproximadamente 15 minutos, y el método de quimioluminiscencia de partículas magnéticas generalmente demora entre 30 y 60 minutos.
Tomemos como ejemplo el método del oro coloidal. El reactivo contiene antígenos virales y la presencia de anticuerpos se detecta a través de los antígenos. Después de que el cuerpo humano se infecta con el nuevo coronavirus, proteínas específicas del virus estimulan el sistema inmunológico y provocan una respuesta de anticuerpos. El método del oro coloidal se utiliza para detectar la presencia de anticuerpos contra el COVID-19 en el cuerpo humano. Si una persona está infectada con el virus COVID-19, la sangre contiene anticuerpos, que pueden combinarse con los componentes del antígeno COVID-19 en el reactivo para formar un complejo antígeno-anticuerpo, que se reúne en una línea de reacción roja en la línea de prueba. resultando positivo (infectado), en caso contrario es Negativo.
Además, el reactivo de detección de antígenos (caja) también se puede utilizar para diagnosticar si está infectado por COVID-19. El papel o tarjeta reactivo está recubierto con anticuerpos COVID-19, que detectan la presencia del antígeno. Los componentes antigénicos del COVID-19 incluyen principalmente la proteína N, la proteína E y la proteína S. Cuando se colocan hisopos de garganta, hisopos nasales, esputo, suero, plasma y otras muestras en el kit de prueba, si hay antígenos virales en estas muestras, formarán complejos antígeno-anticuerpo con los anticuerpos COVID-19 en el reactivo, y el Aparecerá una línea de detección. Aparecerá una línea roja y los resultados estarán disponibles rápidamente. En la actualidad, los reactivos de detección del antígeno COVID-19 producidos por algunas empresas nacionales pueden identificar de forma rápida y precisa las cepas mutantes Delta, porque este reactivo (recuadro) contiene la secuencia genética con cambios específicos en la proteína Delta. Pero las pruebas de antígenos requieren una mayor sensibilidad. Dado que el COVID-19 invade principalmente los alvéolos y otros tractos respiratorios inferiores, es posible que el patógeno no se recolecte de la nasofaringe, la orofaringe y otros tractos respiratorios superiores, o que la cantidad de virus contenida en la muestra pueda ser pequeña. Por lo tanto, las pruebas de antígenos, al igual que las pruebas de anticuerpos, son un método auxiliar para diagnosticar la infección por COVID-19.
Debe saberlo.
La infección por COVID-19 es diferente al COVID-19.
Cabe señalar que el diagnóstico de infección por COVID-19 es diferente al de infección por COVID-19. La primera es sólo una infección viral, mientras que la segunda es un síntoma de una infección viral.
Actualmente, el estándar de oro para confirmar la infección por COVID-19 es la prueba de ácido nucleico. Al mismo tiempo, las pruebas de anticuerpos y de antígenos pueden utilizarse como pruebas complementarias.
Si se desea diagnosticar COVID-19, es necesario combinar la evidencia de la TC y los síntomas clínicos, como fiebre, tos, disnea, etc., para determinar si se trata de una infección leve, grave o asintomática. y tomar las medidas adecuadas de tratamiento y prevención.