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作者：郝雪敏北京品源知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理咨詢有限公司

原標(biāo)題：專利起底Covid-19 如何確診

眾所周知，Covid-19的癥狀包括“發(fā)熱、乏力、干咳”，部分患者會(huì)伴有鼻塞、流涕等癥狀，但這類癥狀普通病毒感冒也會(huì)有，而自然界存在的病毒種類數(shù)不勝數(shù)，即使是冠狀病毒也是一個(gè)十分龐大的家族。面對(duì)洶涌的疫情，醫(yī)生如何在第一時(shí)間快速區(qū)分是否為“2019-nCoV”病毒感染，很顯然是抗擊疫情的關(guān)鍵。任何疾病的發(fā)展都有一定的時(shí)間，核酸檢測(cè)也會(huì)存在一定的假陰性結(jié)果，但在目前抗疫形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，核酸檢測(cè)快速、靈敏以及可操作性，無(wú)疑在本次疫情中功不可沒(méi)。

2020年的春節(jié)，對(duì)受疫情的威脅的中國(guó)人來(lái)說(shuō)無(wú)疑是艱難的。相信很多國(guó)人每天關(guān)注的第一件事就是“今天有多少例確診？”。2月11日，世界衛(wèi)生組織在瑞士日內(nèi)瓦宣布，將本次2019-nCoV新型冠狀病毒引發(fā)的肺炎命名為“Covid-19”。

眾所周知，Covid-19的癥狀包括“發(fā)熱、乏力、干咳”，部分患者會(huì)伴有鼻塞、流涕等癥狀，但這類癥狀普通病毒感冒也會(huì)有，而自然界存在的病毒種類數(shù)不勝數(shù)，即使是冠狀病毒也是一個(gè)十分龐大的家族。面對(duì)洶涌的疫情，醫(yī)生如何在第一時(shí)間快速區(qū)分是否為“2019-nCoV”病毒感染，很顯然是抗擊疫情的關(guān)鍵。下圖為《柳葉刀》雜志公開(kāi)的本次“2019-nCoV”病毒的真容。

專利起底Covid-19，如何確診？

在諸多的新聞中，我們經(jīng)?？吹竭@樣的報(bào)道“某某核酸診斷為陽(yáng)性，最終確診”，“某某伴有發(fā)熱乏力癥狀，第1天核酸檢測(cè)為陰性，第2天核酸檢測(cè)為陽(yáng)性，最終確診”。通過(guò)這些新聞我們捕捉到一個(gè)診斷的關(guān)鍵詞“核酸檢測(cè)”。沒(méi)錯(cuò)，核酸檢測(cè)是目前疫情中十分重要的一個(gè)檢測(cè)技術(shù)，那么針對(duì)Covid-19的核酸檢測(cè)是如何操作的呢？

首先我們回顧一下相關(guān)信息，2019年12月8日首例不明病毒肺炎案例報(bào)道，2020年1月10日，該病毒的測(cè)序工作已經(jīng)完成，相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)上傳到GenBank（與2003年的非典相比，這是一個(gè)質(zhì)的飛躍）。在基因序列測(cè)序完成后，各家體外診斷公司迅速展開(kāi)工作。碩世生物發(fā)布公告稱，針對(duì)本次新型冠狀病毒引發(fā)的疫情，公司基于熒光PCR的技術(shù)于1月13日開(kāi)發(fā)了核酸檢測(cè)試劑盒。2020年1月14日，華大基因官方表示：華大基因下屬公司第一時(shí)間研制成功了新型冠狀病毒核酸檢測(cè)試劑盒，而根據(jù)報(bào)道，華大基因開(kāi)發(fā)的核酸檢測(cè)試劑盒同樣基于熒光PCR技術(shù)。

看到這里我們又獲得了一個(gè)關(guān)鍵信息，無(wú)論是碩世生物還是華大基因的核酸檢測(cè)試劑盒均基于熒光PCR技術(shù)。這對(duì)于我們來(lái)講又是一個(gè)新鮮的詞匯。而受疫情影響，兩家公司目前均未公開(kāi)針對(duì)本次疫情核酸檢測(cè)試劑盒的相關(guān)專利，但是我們不能止步于此，通過(guò)深度分析兩家公司的專利，我們發(fā)現(xiàn)碩世生物此前針對(duì)禽流感病毒開(kāi)發(fā)了核酸診斷試劑盒（CN107287346A），而且其采用的技術(shù)同樣為熒光PCR，下面我們通過(guò)這件專利技術(shù)來(lái)一窺“核酸檢測(cè)”的真容。

專利CN107287346A公開(kāi)了一種用于禽流感病毒N亞型基因分型的多重?zé)晒舛縋CR檢測(cè)試劑盒及其應(yīng)用。該試劑盒包括以下各組分：核酸擴(kuò)增反應(yīng)液、酶混合液、禽流感病毒N亞型反應(yīng)液A、禽流感病毒N亞型反應(yīng)液B、禽流感病毒N亞型反應(yīng)液C、陽(yáng)性對(duì)照A、陽(yáng)性對(duì)照B、陽(yáng)性對(duì)照C和空白對(duì)照。其中禽流感病毒N亞型反應(yīng)液A包括六條分別用于檢測(cè)禽流感病毒N1-3亞型的引物，以及三條分別用于檢測(cè)禽流感病毒N1、N2、N3亞型的探針。禽流感病毒N亞型反應(yīng)液B包括六條分別用于檢測(cè)禽流感病毒N4-6亞型的引物，以及三條分別用于檢測(cè)禽流感病毒N4、N5、N6亞型的探針，禽流感病毒N亞型反應(yīng)液C包括六條分別用于檢測(cè)禽流感病毒N7-9亞型的引物，以及三條分別用于檢測(cè)禽流感病毒N7、N8、N9亞型的探針。上述提及的所有探針5′端均標(biāo)記有熒光報(bào)告基團(tuán)，3′端均標(biāo)記有熒光淬滅基團(tuán)。

為了更好的了解專利技術(shù)，首先我們了解一下何為“PCR技術(shù)”，PCR技術(shù)的全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一種用于放大擴(kuò)增特定的核酸片段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可看作是生物體外的特殊核酸復(fù)制。引物與模板的互補(bǔ)序列配對(duì)結(jié)合，在聚合酶的作用下以dNTP為反應(yīng)原料，靶序列為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)與半保留復(fù)制原理，合成一條新鏈，而新鏈的核酸信息與模板相同。實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，是指在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán)，利用熒光信號(hào)積累實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程，最后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析。

在檢測(cè)中，將帶有熒光標(biāo)記的探針與待測(cè)標(biāo)本模板混合，適溫延伸的熱循環(huán)，并遵守聚合酶鏈反應(yīng)規(guī)律，與模板互補(bǔ)配對(duì)，當(dāng)探針完整時(shí)，由于淬滅基團(tuán)靠近報(bào)告基團(tuán)而極大降低了報(bào)告基團(tuán)發(fā)出的熒光。但隨著擴(kuò)增反應(yīng)的進(jìn)行，引物與模板結(jié)合的不斷延伸，使得探針與模板的結(jié)合被Taq酶(5′→3′外切核酸酶活性)切斷，報(bào)告基團(tuán)與淬滅基團(tuán)分離，產(chǎn)生熒光信號(hào)。如下圖所示：

專利起底Covid-19，如何確診？

在每次PCR循環(huán)中，都有新的探針被破壞，報(bào)告基團(tuán)被剪切，發(fā)出熒光信號(hào)，因此熒光信號(hào)強(qiáng)度的增加與擴(kuò)增產(chǎn)物的數(shù)量成正比。通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)與之對(duì)應(yīng)的隨擴(kuò)增而變化的熒光信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)利用數(shù)個(gè)已知模板濃度的標(biāo)準(zhǔn)品作對(duì)照，即可得出待測(cè)標(biāo)本模板的拷貝數(shù)。

碩世生物開(kāi)發(fā)的CN107287346A專利技術(shù)可以靈敏，快速，特異的檢測(cè)出模板中禽流感病毒的基因拷貝數(shù)。通俗一點(diǎn)理解，如果患者感染禽流感病毒，那么基于患者提供的待測(cè)標(biāo)本模板中即含有了一定量的禽流感病毒基因拷貝數(shù)，這個(gè)數(shù)量遠(yuǎn)高于未感染患者，檢測(cè)中，特異性的探針與模板結(jié)合，同時(shí)引物也與模板結(jié)合開(kāi)始復(fù)制延伸。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，探針與模板的結(jié)合被切斷，發(fā)出熒光信號(hào)，擴(kuò)增數(shù)量越多熒光信號(hào)就越強(qiáng)，通過(guò)熒光信號(hào)強(qiáng)度的變化，對(duì)比陽(yáng)性對(duì)照組，就可以判斷患者是否感染后禽流感病毒。那么同理，理論上講，如果設(shè)計(jì)合理的針對(duì)本次“2019-nCoV”病毒的引物以及探針，基于熒光PCR技術(shù)，就可以檢測(cè)患者是否感染“2019-nCoV”病毒，進(jìn)而確定是否為Covid-19患者。而無(wú)論是引物還是特異性探針的設(shè)計(jì)都基于“2019-nCoV”病毒核酸序列的快速獲取，在此讓我們?cè)俅螢榭焖偻瓿刹《緶y(cè)序工作的國(guó)人點(diǎn)贊。

任何疾病的發(fā)展都有一定的時(shí)間，核酸檢測(cè)也會(huì)存在一定的假陰性結(jié)果，但在目前抗疫形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，核酸檢測(cè)快速、靈敏以及可操作性，無(wú)疑在本次疫情中功不可沒(méi)。

對(duì)于普羅大眾來(lái)說(shuō)，大家都驚異于此次疫情的兇猛，甚至因?yàn)閿?shù)字的快速增長(zhǎng)而感到恐慌。但事實(shí)上，透過(guò)數(shù)字我們更應(yīng)該看到，與2003年的非典相比我國(guó)在基因測(cè)序和核酸診斷技術(shù)方面的飛速發(fā)展，同時(shí)也更應(yīng)該堅(jiān)信我們一定可以獲得勝利。武漢加油！中國(guó)加油！

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作者：郝雪敏北京品源知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理咨詢有限公司

編輯：IPRdaily王穎校對(duì)：IPRdaily縱橫君

專利起底Covid-19，如何確診？

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