Perché è necessario effettuare test sugli acidi nucleici per la COVID-0 dinamica e ripeterli più e più volte?

Il nuovo coronavirus imperversa nel mondo da quasi tre anni. Secondo i dati ufficiali sull'epidemia pubblicati ogni giorno, al 5 maggio il numero di contagi in tutto il mondo ha raggiunto quota 514.200.444 e il numero di decessi è arrivato a 6.257.258. Questa epidemia non solo minaccia seriamente la salute e la vita delle persone, ma infligge anche un duro colpo all'economia mondiale.

Attualmente, la diffusione del nuovo coronavirus è ancora dilagante e i ceppi sono in continua mutazione e si sono trasformati in cinque generazioni, ovvero la variante Alpha, la variante Beta, la variante Gamma, la variante Delta e il ceppo Omicron.

La nuova generazione di Omicron è più diffusa e altamente contagiosa. Pertanto, sebbene alcuni paesi nel mondo abbiano adottato una politica di "sleep flat", ovvero di interazione sociale aperta, la Cina ha sempre insistito nell'adottare una rigida politica dinamica di zero-clearing, la cui caratteristica più notevole è il lockdown e i test sugli acidi nucleici.

Perché è necessario effettuare il test degli acidi nucleici? Oggi parleremo specificamente di questo argomento.

Per prima cosa, cerchiamo di capire cos'è l'acido nucleico. Acido nucleico è il termine generale per DNA (acido desossiribonucleico) e RNA (acido ribonucleico). È una macromolecola biologica formata dalla polimerizzazione di monomeri nucleotidici ed è una delle sostanze più basilari della vita.

Gli acidi nucleici sono ampiamente presenti in tutte le cellule animali e vegetali e nei microrganismi. Finché si tratta di una vita di forma cellulare, come animali, piante e microrganismi, contiene sia DNA che RNA e utilizza molecole di DNA a doppio filamento come trasportatori di materiale genetico. Ma i virus sono creature speciali. Ogni virus contiene un solo tipo di acido nucleico: DNA o RNA.

A seconda del tipo di acido nucleico, i virus possono essere suddivisi in due categorie principali: virus a DNA e virus a RNA. Poiché virus diversi contengono numeri e ordini di disposizione dei ribonucleotidi diversi, presentano alcune specificità, che diventano marcatori per distinguere i diversi virus.

Il nuovo coronavirus è un virus a RNA. Gli scienziati cinesi hanno completato la decodifica dell'intera sequenza del genoma del nuovo coronavirus in brevissimo tempo. Confrontandolo con altre sequenze del genoma, hanno trovato sequenze specifiche di acidi nucleici nel nuovo coronavirus, che hanno fornito le condizioni per distinguere se un soggetto è infetto tramite test dell'acido nucleico.

Il nuovo coronavirus preferisce annidarsi negli alveoli umani. Una volta invaso il corpo umano, entra nel tratto respiratorio attraverso vari canali, poi entra nei polmoni umani attraverso il tratto respiratorio e infine raggiunge gli alveoli, dove si deposita. Pertanto, le vie respiratorie sono la prima parte a essere infettata dal nuovo coronavirus.

In questo modo, raccogliendo campioni di muco respiratorio o di sangue delle persone ed eseguendo test specifici, è possibile rilevare la presenza di acido nucleico virale, determinando così se una persona è infetta dal nuovo coronavirus. Un risultato positivo indica un'infezione, mentre un risultato negativo indica che finora non è stata riscontrata alcuna infezione.

Il metodo e il principio del test degli acidi nucleici è il primo campionamento. I tipi di campioni più comuni includono tamponi faringei, tamponi nasali, espettorato, liquido di lavaggio bronchiale, liquido di lavaggio alveolare, ecc. Il tipo di campione da prelevare dipende dalla situazione effettiva della persona sottoposta al test. L'attuale campionamento di screening universale prevede principalmente il prelievo di campioni tramite tampone faringeo.

Dopo aver ottenuto il campione del paziente, questo viene rapidamente inserito in una provetta di conservazione e trasportato al laboratorio, rigorosamente imballato. Dopo aver disimballato il pacco, il personale inserisce le informazioni di ciascun campione nel sistema. Quindi i tecnici professionisti svitano uno alla volta i tappi a vite delle provette nella cabina di sicurezza biologica, estraggono manualmente i campioni ed estraggono gli acidi nucleici secondo le procedure.

Solo dopo una complessa preparazione preliminare i campioni possono essere inviati allo strumento PCR per l'amplificazione e il rilevamento. Questo processo dura un'ora e mezza e non può prevedere pause, quindi non si verificheranno interruzioni di corrente o guasti alle macchine. Qualsiasi problema in un collegamento potrebbe comportare una rielaborazione.

Dopo aver completato i passaggi sopra descritti, il tester deve analizzare e rivedere i risultati dell'amplificazione e fornire un rapporto finale dopo essersi assicurato che siano corretti. Sulla base delle informazioni inserite all'inizio, i risultati verranno trasmessi al centro di gestione dei codici sanitari. In questo modo il report completo arriverà sul cellulare dell'utente.

La tecnologia chiave in questo caso è la tecnologia PCR, ovvero la tecnologia della reazione a catena della polimerasi. La tecnologia è stata inventata dal chimico americano Kelly Mullis nel 1983. Questa invenzione ha avuto un impatto rivoluzionario sulla comunità biologica e da allora la biologia è stata divisa in due ere, l'era pre-PCR e l'era post-PCR. Di conseguenza, Kelly Mullis vinse meritatamente il Premio Nobel per la chimica nel 1993.

Per dirla senza mezzi termini, senza la tecnologia PCR, oggi non è possibile effettuare alcun test genetico, compresi il sequenziamento genico e i test di paternità e, naturalmente, anche l'attuale test dell'acido nucleico del nuovo coronavirus. Ora ai professionisti basta ottenere una piccola quantità di DNA per amplificare questa traccia di prova e rivelarne il vero volto. È ampiamente utilizzato per risolvere vari casi difficili e per identificare personaggi paleontologici e storici.

Il modello di reazione della tecnologia PCR è valido solo per il DNA e il nuovo coronavirus è un virus a RNA. Pertanto, dopo aver ottenuto il campione, l'acido nucleico deve essere prima estratto e sottoposto a trascrizione inversa in cDNA, per poi essere inserito nel sistema di reazione PCR per l'amplificazione. L'attuale tecnologia PCR è giunta alla terza generazione. Lo strumento PCR per rilevare il nuovo coronavirus è in realtà un dispositivo a temperatura controllata. Il DNA viene sottoposto a una serie di reazioni a diverse temperature nello strumento per ottenere l'incremento di prova e completare il test.

Il metodo specifico non è descritto in dettaglio, ma è riportato di seguito:

Il metodo più comune per rilevare sequenze specifiche del nuovo coronavirus è la PCR quantitativa fluorescente (reazione a catena della polimerasi). Poiché il modello della reazione PCR è costituito solo da DNA, l'RNA virale deve essere prima trascritto inversamente in cDNA e poi amplificato e testato. Il sistema di reazione PCR comprende una coppia di primer specifici e una sonda Taqman, che è una sequenza oligonucleotidica specifica con un gruppo fluorescente reporter e un gruppo fluorescente quencher marcati ad entrambe le estremità.

Quando la sonda è intatta, il segnale fluorescente emesso dal gruppo reporter viene assorbito dal gruppo quencher; Se la sequenza bersaglio è presente nel sistema di reazione, la sonda si lega allo stampo durante la reazione PCR e la DNA polimerasi utilizza l'attività esonucleasica dell'enzima per scindere e degradare la sonda lungo lo stampo, mentre il gruppo reporter si separa dal gruppo quencher ed emette fluorescenza. Ogni volta che una catena di DNA viene amplificata, viene prodotta una molecola fluorescente.

Lo strumento PCR quantitativa a fluorescenza può monitorare il numero di cicli (valore Ct) a cui la fluorescenza raggiunge la soglia preimpostata, che è correlata alla concentrazione dell'acido nucleico virale. Maggiore è la concentrazione dell'acido nucleico virale, minore è il valore Ct. I prodotti realizzati da aziende diverse determineranno il valore di giudizio positivo dei propri prodotti in base alle prestazioni dei propri prodotti.

Per l'amplificazione e il rilevamento della PCR è necessario utilizzare lo strumento PCR quantitativo fluorescente specificato nelle istruzioni del prodotto approvate. La dimensione del valore Ct del campione ottenuto tramite PCR quantitativa fluorescente può essere utilizzata per determinare se il campione del paziente contiene il nuovo coronavirus.

La PCR sfrutta il fatto che il DNA si denatura in singoli filamenti a 95°C in vitro. A temperature più basse (solitamente intorno ai 60°C), i primer si legano ai singoli filamenti basandosi sul principio dell'appaiamento complementare delle basi. La temperatura viene quindi regolata sulla temperatura di reazione ottimale della DNA polimerasi (circa 72°C) e la DNA polimerasi sintetizza catene complementari lungo la direzione dal fosfato al pentoso (5'-3'). Lo strumento PCR prodotto sulla base della polimerasi è in realtà un dispositivo di controllo della temperatura in grado di controllare bene la temperatura di denaturazione, la temperatura di ricottura e la temperatura di estensione.

Attualmente, il test dell'acido nucleico è il gold standard mondiale per confermare l'infezione da nuovo coronavirus. È lo standard più efficace e teoricamente l'accuratezza del test può raggiungere il 100%.

Perché sono necessari test multipli sugli acidi nucleici? Secondo quanto riportato da CCTV News il 16 aprile, ad oggi la Cina ha completato 11,5 miliardi di test sugli acidi nucleici. Sommando questi dati ai test su larga scala effettuati di recente, si può affermare che in media una persona è stata sottoposta a test circa 10 volte.

Secondo quanto riportato dai media, nel Paese ci sono 13.100 strutture mediche e sanitarie dotate di capacità di analisi e 150.000 tecnici impegnati nei test dell'acido nucleico del virus Starlight. Ora possiamo effettuare 51,65 milioni di test al giorno, il che significa che, indipendentemente dalla grande città o provincia della Cina in cui si verifica un'epidemia e si deve sottoporre tutti al test, possiamo completare il test in un solo giorno, a patto che concentriamo i nostri sforzi.

Si tratta di una statistica sorprendente che nessun altro Paese può raggiungere.

Durante il processo di analisi degli acidi nucleici, abbiamo arricchito la nostra esperienza, innovato i nostri metodi e sviluppato tecnologie di analisi di campionamento misto cinque in uno, dieci in uno e ventuno in uno. Abbiamo costantemente ottimizzato le strategie di test e migliorato l'efficienza: ora i risultati dei test possono essere ottenuti generalmente entro 6 ore.

Tuttavia, questi test ripetitivi hanno creato confusione in molte persone. Alcune persone sono state sottoposte a test decine di volte: perché è necessario sottoporle ancora e ancora? Dal momento che si dice che il test sia accurato al 100%, perché si verificano falsi positivi e falsi negativi?

Gli esperti hanno spiegato questo approccio:

1. Le caratteristiche della variante Omicron sono la trasmissione rapida e l'elevato occultamento. Uno screening ripetuto il più presto possibile può individuare più rapidamente tutte le persone potenzialmente infette, il che rappresenta una strategia importante per raggiungere l'azzeramento dinamico; 2. Esiste un periodo finestra tra l'infezione e lo screening in laboratorio dell'acido nucleico virale. Il periodo di incubazione di Omicron è di circa 3 giorni. Lo screening continuo serve a individuare le infezioni temporaneamente negative.

Le cause dei falsi negativi sono molteplici. Uno di questi è che la persona infetta non ha formato una quantità sufficiente di campione di acido nucleico durante il periodo finestra sopra menzionato; un altro riguarda gli errori operativi, come la raccolta inadeguata dei tamponi faringei o gli errori nel processo di conservazione e trasporto; un altro è che gli strumenti di rilevamento e i kit di prova non sono qualificati e la sensibilità non è elevata, ecc.

I falsi positivi sono ancora più rari e sono causati principalmente da errori, come contaminazione del campionamento, guasti degli strumenti o errori operativi. Ad esempio, un internauta ha pubblicato un post su un risultato falso "positivo" durante il test dell'acido nucleico. Dopo ripetute ricerche e verifiche, la causa è stata finalmente trovata. Si è scoperto che durante l'operazione sono stati utilizzati tubi e tappi di produttori diversi, per cui in alcuni fori i tubi e i tappi non sono risultati sigillati. L'elevata temperatura durante il processo di amplificazione ha causato l'evaporazione del liquido, con conseguenti problemi nei risultati dei test. (Immagine sopra)

Pertanto, l'accuratezza del test degli acidi nucleici, che rappresenta il gold standard, non può essere negata. Da quanto ho capito, nei test ripetuti dell'acido nucleico dovrebbe esserci una regola: non essere infetti oggi non significa non esserlo domani. Solo eseguendo quotidianamente i test dell'acido nucleico possiamo garantire la tempestiva individuazione dell'infezione e garantire la sicurezza.

Ma quando finirà questa pratica? Esiste un modo migliore per far sì che la società torni alla normalità il prima possibile? Cosa ne pensi? Benvenuti alla discussione, grazie per la lettura.

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