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“识病毒、战疫情”系列主题活动·检测篇

来源:生物教研组        时间:2020-03-23       点击:

新冠肺炎牵动着全国人民的心,在这场没有硝烟的战争中,如何早发现、早治疗,减少疾病传播,新冠病毒的检测是关键,作为一种主要由RNA和蛋白质构成的生物,如何快速高效的确诊新冠肺炎呢?高三教师贾荣荣、张焕老师引导学生根据所学知识探索新冠病毒的检测机理,探讨治疗新型肺炎、预防新型冠状病毒的思路。

资料分析1陕西师范大学、温州医科大学等多个团队纷纷投入了新冠病毒检测试剂盒的研发过程,开发了2019-nCoV核酸快速检测试剂盒(恒温扩增法)、“新型冠状病毒IgM/IgG抗体检测试剂盒(胶体金免疫层析法)等多个试剂盒。旨在更加高效精准的检测新冠病毒。

新型冠状病毒检测试剂盒

资料分析222日,浙江省新型冠状病毒肺炎疫情防控工作新闻发布会上,浙江省卫生健康委副主任孙黎明表示:浙江研发的第1批疫苗已进入动物实验阶段。在疫苗方面,第1批疫苗已经产生抗体,已经进入动物实验阶段,重组腺病毒载体疫苗,开始进行重组病毒的培养,将于近期开展动物实验。

资料分析332日, 习近平总书记在北京考察新冠肺炎防控科研攻关工作时强调,要采取恢复期血浆、干细胞、单克隆抗体等先进治疗方式,提升重症、危重症救治水平。

探究问题:根据所学知识分析:(1)人体是否感染新冠病毒的检测方法及原理;(2RT-PCR扩增技术检测新冠病毒出现较多“假阳性”的原因;(3)根据已有的免疫学知识、现代生物技术理论知识,谈谈对未来治疗新型肺炎、预防新冠病毒感染的有效途径。

知识链接一:PCR扩增技术

PCR扩增步骤

PCR是利用DNA双链复制的原理,将基因的核苷酸序列不断的加以复制,使其数量呈指数方式增加。前提条件是有一段已知目的基因的核苷酸序列以便设计引物。但由于RNA不稳定,唾液、皮肤分泌物都含有大量的RNA水解酶,故RNA极易水解,假阴性概率较高。华南理工大学研发的“2019新型冠状病毒核酸检测试剂盒(荧光PCR法)可检测咽拭子,基于多重实时荧光PCR平台,结合了特异性引物和荧光探针两种技术,保证了检测的特异性和准确性。陕西师范大学闫亚平教授团队研发的2019-nCoV核酸快速检测试剂盒(恒温扩增法),也是基于此原理研发的快速检测方法。

知识链接二:抗原抗体特异性结合

 人首次感染新型冠状病毒后,机体的免疫系统会对病毒进行免疫防御,产生特异性的抗体。利用抗原抗体特异性结合的原理,可利用病毒的特异性蛋白作为抗原检测体内是否产生相应的抗体,温医大李校堃院士团队基于此研发出“新型冠状病毒IgM/IgG抗体检测试剂盒(胶体金免疫层析法)已进入临床验证阶段。

二次免疫及抗原抗体特异性结合

知识链接三:计划免疫

疫苗是将病原微生物(如细菌、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性,注射疫苗的机体,再次受到同种病原体感染时,刺激记忆细胞启动二次免疫,更快的产生大量的抗体,从而起到预防感染的效果。然而疫苗从研发到上市,需要经过全方位的严格审批,需要经过漫长的过程。据科技日报报道,我国已启动重组新型冠状病毒(2019-COV)疫苗(腺病毒载体)一期临床试验——中国所研制这一新冠病毒疫苗已注射进人体,志愿者有3组,每组36人,注射后将集中隔离观察14天。

知识链接四:单克隆抗体制备

单克隆抗体的制备

利用抗原抗体特异性结合的原理,治愈者体内的抗体注入患者体内,与体内的新冠病毒特异性结合,形成沉淀或聚集体,最终被吞噬细胞消灭,但通过捐献血浆所得到的抗体量有限,难以满足治疗的要求。单克隆抗体制备技术能够大量制备抗体,该技术是基于细胞融合技术发展起来的,通过将减毒或灭活的新冠病毒抗原注射小鼠,与小鼠的骨髓瘤细胞诱导融合,经筛选后获得能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,通过体内或体外培养,获得相应的单克隆抗体,具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的特点。该技术或许可以为新冠肺炎的治疗提供思路。

学生上课

病毒概念图

我思故我在

高三年级贾荣荣、张焕老师

教师感悟:理论离实践总是有很多距离,然而引导学生如何从实践提升理论,让理论更好的服务于实践,服务于生活是每一位教师的教育职责,此次“识病毒、战疫情”系列主题活动将疫情实际与生物学教学相结合,不仅让每一位教师对病毒有了更深刻全面的认识,更让学生认识到生物并非空中楼阁,体会到生物学技术的发展对人类的重大意义,从而提升学生生物科学素养,增强学生的社会责任感。