PCR和新型冠状病毒核酸检测相关知识

作者：刘靳波（西南医科大学附属医院）

PCR（聚合酶链式反应）除了体外扩增DNA、获取目的DNA片段以外，还有哪些功能？新型冠状病毒检测时的“核酸检测”是如何进行的？

PCR是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，故又称为基因的体外扩增。它可以在试管里建立反应，经过数小时，就能将极微量的目的基因或者特定的DNA片段扩增数十万倍乃至千百万倍。

简单地说，PCR的基本反应过程一共分3步：

1）原始的模板DNA在95℃的高温下打开双螺旋结构。
2）温度降至目的基因对应退火温度，引物与模板DNA相结合。
3）目的基因从引物开始延伸，延伸一般在72℃下进行，最终形成2条全新的DNA。

以上3步循环进行就能得到大量目的基因片段，也是PCR反应的基本原理。因此，问题中的体外扩增DNA只是PCR技术的基本功能。不过根据其基本原理，科学家发明了PCR的各种变体，如反向PCR、不对称PCR、多重PCR、荧光定量PCR、反转录PCR、巢式PCR、递减PCR、长片段PCR、高GC含量PCR等。它们在科学研究上都有强大的功能。例如：反转录PCR可以把病毒等的RNA转化成cDNA，然后进行基因扩增和分析；高GC含量PCR可以解决碱基间氢键作用力过强而不能进行常规PCR的问题；多重PCR是在同一PCR反应体系里加上2对以上引物，同时扩增出多个核酸片段的PCR反应，可以用来进行多种病原微生物的检测、鉴定和分型；巢式PCR使用2对引物，第1对PCR引物扩增片段和普通PCR相似，第2对引物称为巢式引物，结合在第1次PCR的产物内部，使第2次PCR扩增片段短于第1次扩增，巢式PCR的优势在于，如果第1次扩增产生了错误片段，则第2次在错误片段上进行引物配对并扩增的概率极低，因此，巢式PCR的扩增特异性非常高。

对于新型冠状病毒核酸检测是如何进行的这个问题，其实，新冠病毒核酸检测也没有那么神秘，它也是PCR的一个变种，是将反转录PCR和荧光定量PCR结合起来的一种实验室技术。首先破坏新冠病毒外壳，使它们“原形毕露”，暴露出自己的病毒RNA，然后通过反转录PCR技术将其转变为cDNA，然后再进行PCR，只不过会在检测体系中加入荧光探针，这种荧光探针可以特异结合扩增产物，在PCR扩增过程中被水解发出荧光，通过对反应中荧光强度的检测，就可以判断标本是否存在新型冠状病毒。

文章来源：刘靳波.专家答读者问：PCR和新型冠状病毒核酸检测相关知识[J].生物学通报,2023,58(03):78.