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一管血、一口痰如何揪出致病元凶?揭秘传染病检测 “侦察术”

2025-03-22 18:16 河南广播电视台安全健康直通车

在人类与传染病漫长的斗争史上,准确识别致病元凶始终是关键环节。无论是 2003 年的 SARS,还是近年的新冠疫情,一管血、一口痰等看似普通的样本,都能成为打开病原体秘密的 “钥匙”。现代医学借助先进的检测技术,如同训练有素的 “侦察兵”,在微观世界中抽丝剥茧,精准锁定致病元凶。这些传染病检测 “侦察术” 究竟如何发挥作用?让我们一同深入了解。

传统检测:基础但重要的 “侦查手段”
在传染病检测的 “工具箱” 里,传统检测方法是最基础且重要的 “侦查手段”。显微镜观察,作为最古老的检测方式之一,至今仍发挥着重要作用。通过将样本染色处理,放在显微镜下观察,检测人员可以直接看到病原体的形态。例如,结核杆菌细长略弯,在抗酸染色后呈红色,犹如显微镜下的 “小红棍”,检测人员凭借专业的眼力和经验,能初步判断是否存在结核杆菌感染。

培养法也是传统检测的重要方法。它是将采集到的样本放在适合病原体生长的培养基中,给予适宜的温度、湿度等条件,让病原体在培养基中生长繁殖。以细菌培养为例,不同的细菌在培养基上会形成具有特征性的菌落,有的菌落光滑圆润,有的则粗糙扁平。通过观察菌落的形态、颜色、大小等特征,结合生化反应试验,如糖发酵试验、氧化酶试验等,就能进一步确定细菌的种类。培养法虽然耗时较长,一般需要数天甚至数周,但它能提供活的病原体,对于研究病原体的生物学特性、进行药敏试验指导临床用药具有不可替代的作用。

血清学检测同样是传统检测的重要组成部分。人体在感染病原体后,免疫系统会产生相应的抗体。血清学检测就是通过检测血液中这些抗体的存在,来判断人体是否感染过某种病原体。例如,乙肝五项检测就是通过检测血液中乙肝表面抗原、表面抗体、e 抗原、e 抗体和核心抗体,来判断是否感染乙肝病毒以及感染的状态。这种检测方法操作相对简便,成本较低,在传染病的筛查和诊断中广泛应用。

分子生物学检测:精准高效的 “基因追踪术”
随着科技的发展,分子生物学检测技术逐渐成为传染病检测的 “主力军”,它就像精准高效的 “基因追踪术”,能够从核酸层面直接锁定病原体。聚合酶链式反应(PCR)技术是其中的典型代表。PCR 技术的原理是模拟体内 DNA 复制的过程,通过高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤的循环,将样本中微量的病原体核酸进行指数级扩增。经过多次循环后,原本难以检测到的少量核酸变得足够多,通过荧光探针或凝胶电泳等方法就能检测出来。以新冠病毒检测为例,通过对病毒的特定基因片段进行 PCR 扩增和检测,能够在几个小时内准确判断样本中是否存在新冠病毒。

除了 PCR 技术,还有等温扩增技术,如环介导等温扩增技术(LAMP)。与 PCR 技术需要在不同温度间循环不同,LAMP 技术可以在恒温条件下进行核酸扩增,操作更加简便快捷,对仪器的要求也相对较低,非常适合在基层医疗机构或现场检测中使用。

基因测序技术则是分子生物学检测的 “终极武器”。它能够对病原体的全基因组进行测序,获取病原体完整的基因信息。通过对基因序列的分析,不仅可以确定病原体的种类,还能了解病原体的变异情况、进化关系等。在新冠疫情期间,基因测序技术就发挥了重要作用,科学家们通过对新冠病毒的基因测序,及时发现了病毒的变异株,为疫情防控策略的调整提供了重要依据。

免疫检测:灵敏的 “免疫信号捕捉器”
免疫检测技术是传染病检测中的 “灵敏哨兵”,它通过捕捉人体免疫系统对病原体产生的免疫信号来判断是否感染。免疫荧光技术利用抗原抗体特异性结合的原理,将荧光素标记在抗体上,当标记抗体与样本中的抗原结合后,在荧光显微镜下就可以观察到荧光信号,从而确定病原体的存在。这种技术具有灵敏度高、特异性强的特点,常用于病毒感染的快速诊断。

酶联免疫吸附测定(ELISA)也是广泛应用的免疫检测方法。它同样基于抗原抗体反应,将抗原或抗体固定在固相载体上,通过酶标记的抗体或抗原与样本中的相应物质结合,加入底物后,酶催化底物发生显色反应,通过测定吸光度来判断样本中抗原或抗体的含量。ELISA 技术可以同时检测大量样本,操作相对简便,在乙肝、艾滋病等传染病的筛查中发挥着重要作用。

化学发光免疫分析技术则是免疫检测的升级版本。它利用化学反应产生的光信号来检测抗原抗体反应,具有灵敏度更高、检测速度更快、自动化程度更高的优势,能够实现对微量抗原或抗体的精准检测,在传染病诊断和病情监测中得到越来越广泛的应用。

新兴技术:未来检测的 “新希望”
除了上述传统和现代检测技术,一些新兴技术也在不断涌现,为传染病检测带来新的希望。微流控技术将传统的实验室检测流程集成到一个微小的芯片上,样本处理、反应、检测等步骤都可以在芯片上完成,具有体积小、检测速度快、所需样本量少、可实现自动化等优点,有望实现传染病的现场快速检测。

人工智能在传染病检测领域也展现出巨大的应用潜力。通过对大量的检测数据进行学习和分析,人工智能算法可以辅助检测人员更准确地识别病原体,提高检测的效率和准确性。例如,利用深度学习算法对显微镜下的病原体图像进行分析,能够自动识别病原体的形态特征,帮助检测人员更快地做出诊断。

从传统的显微镜观察到先进的基因测序,从免疫检测到新兴的微流控和人工智能技术,传染病检测 “侦察术” 在不断发展和创新。这些技术的进步不仅提高了传染病诊断的准确性和效率,也为传染病的防控和治疗提供了有力的支持。随着科技的不断进步,我们有理由相信,未来的传染病检测技术将更加精准、快速、便捷,为人类健康保驾护航。

(吕红利 淇县疾病预防控制中心 检验科)


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