PCR是一种非常高效的DNA扩增方法，通常包括变性、退火、延伸三个步骤。在较高的温度（~95℃）下，DNA双链模板打开，之后降温退火让引物结合到DNA单链上，然后升温在DNA聚合酶的作用下进行链的延伸。不断的重复变性、退火和延伸的过程，就可以让DNA大量扩增，产物指数增长。因为引物具有较好的识别特异性，只会对目标基因片段进行成功扩增，具有较好的识别能力。

 

利用这一原理，可以用来对目标基因进行检测。比如传统的PCR方法通常在反应终点时通过凝胶电泳来判断目标基因是否存在，但检测灵敏度较差，定量也不够准确。通过将PCR过程与荧光标记相结合，使得荧光强度与DNA的生成量成正比，例如荧光染料法和Taqman探针法，就可以更加准确的对目标基因进行定性或者定量检测。

 

新冠病毒是一种RNA病毒，在检测时需要先通过逆转录过程来将RNA转变成DNA，之后进行常规的PCR操作。对于新冠病毒，目前的检测试剂盒通常会对其基因组的ORF1a、E基因、N基因等进行检测，从而判断是否有病毒感染。目前的qRT-PCR方法灵敏度已经可以达到100 copies/ml左右，可以在较早期就检测到病毒的存在。

 

PCR技术虽然特异性强，灵敏度高，但热循环过程需要热循环仪。热循环仪体积大、价格较高，时间也相对较长，使其在基层的推广和现场检测受到了极大的限制。20世纪90年代初，研究人员尝试创新开发无须热变性的恒温核酸扩增技术。恒温扩增技术的基本原理和反应成分各不相同，但本质上要解决的核心难题是使新合成的DNA模板在恒定的温度下退火变性进而引发进一步的扩增反应。

 

恒温扩增技术可以分成两类：第一类恒温扩增反应依赖于特异性引物延伸，如LAMP，TMA；第二类恒温扩增反应依赖于限制性内切酶, 如NEAR。2019年恒温核酸扩增技术的市场总额达到19亿美元，虽然跟常规PCR方法还有差距，但已经占据了较为显著的市场份额。其中应用最广泛的包括LAMP、NEAR、HAD等技术。雅培发布的ID NOW快速核酸检测仪器，使用的也是NEAR技术，经过产品优化最终做到了最快5分钟可以得到阳性结果。但仪器的通量很小，一次只能检测一个样本。

 

目前的新冠疫情下，实验室的大量检测仍然需要依赖传统高通量RT-PCR的批量检测，ID NOW无法对于大量样本的检测能力提升带来较大的帮助。而ID NOW属于POCT范畴，在医生办公室、紧急护理诊所和医院急诊科等广泛的医疗场景中都可以进行检测，可以起到一定的市场补充作用。

 

 

 

 

参考资料：

1. Obande, Godwin Attah, and Kirnpal Kaur Banga Singh. "Current and Future Perspectives on Isothermal Nucleic Acid Amplification Technologies for Diagnosing Infections." Infection and Drug Resistance 13 (2020): 455.

2. Zhao, Yongxi, et al. "Isothermal amplification of nucleic acids." Chemical reviews 115.22 (2015): 12491-12545.

3. 一文读懂：核酸检测之PCR技术 康橙投资

4. 新冠病毒诊断检测技术小结 药时代