突如其来的19新(xīn)型冠状病毒给國(guó)人的新(xīn)年蒙上了一层阴影，一时间，医(yī)生抢上阵，民(mín)众抢隔离，今天筆(bǐ)者也抢一微文(wén)，和大家聊聊冠状病毒检测技(jì )术。
针对冠状病毒的检测方法主要包括检测病毒相关蛋白或患者體(tǐ)内中(zhōng)和抗體(tǐ)的抗原-抗體(tǐ)法（主要為(wèi)酶联免疫法）、检测病毒核酸的PCR法、病毒分(fēn)离鉴定、芯片法等等，前两者在临床上具(jù)有(yǒu)较强的可(kě)操作(zuò)性，应用(yòng)也最广泛。酶联免疫法和PCR法均具(jù)有(yǒu)较高的检测准确率，二者配合使用(yòng)则可(kě)获得更客观的临床诊断数据。但由于酶联免疫法试剂盒的研制需要病毒相关蛋白的體(tǐ)外表达、纯化及相应抗體(tǐ)的制备，研制周期相对较長(cháng)。而核酸检测试剂盒的研制则更為(wèi)快捷，只要知晓了病毒基因组序列，便可(kě)设计出相应的扩增引物(wù)，再与常规的PCR检测试剂包装(zhuāng)成试剂盒便易如反掌。
犹记03年时，媒體(tǐ)还没有(yǒu)如此发达，每天只能(néng)在電(diàn)视新(xīn)闻中(zhōng)听闻今天又(yòu)新(xīn)增了几例病例；技(jì )术也没有(yǒu)如此先进，临床诊断还主要是采用(yòng)血常规结合X射線(xiàn)胸片的方法，误诊率较高。全球首个SARS病毒血清抗原检测试剂盒直至2003年的12月，也就是抗击非典结束后半年才姗姗来迟。筆(bǐ)者在國(guó)家药品监督管理(lǐ)局网站上查询到，从2003年到2018年15年间，仅有(yǒu)8款针对冠状病毒的检测试剂盒获批（表1），其中(zhōng)7款為(wèi)國(guó)产(chǎn)酶联免疫试剂盒，1款PCR-荧光探针法核酸检测试剂盒。其中(zhōng)华大吉比爱生物(wù)技(jì )术有(yǒu)限公(gōng)司的4款试剂盒检测对象是患者體(tǐ)内产(chǎn)生的SARS特异性IgM或IgG抗體(tǐ)，珠海经济特區(qū)海泰生物(wù)制药有(yǒu)限公(gōng)司的2款试剂盒则是针对SARS病毒的N-蛋白进行检测。值得注意的是，针对当年SARS-coV检测的最早的一款试剂盒也是疫情过去4个月后才获批成功。
表1 2003-2018年获批冠状病毒检测试剂盒
（数据来源：國(guó)家药品监督管理(lǐ)局网站）
时光流转到2019年，当冠状病毒披着“新(xīn)型铠甲”卷土重来时，短短1个月余的时间内國(guó)家药监局已审批通过了7款试剂盒（表2）。而已研制成功的试剂盒更是多(duō)达17种，涉及21家企业。體(tǐ)外诊断（IVD）公(gōng)司的迅速反应，體(tǐ)现了我國(guó)在疾病检测领域的飞速发展。不仅如此，相关企业也在加足马力对2019-coV的相关蛋白进行體(tǐ)外表达纯化并积极推进着相关抗體(tǐ)的制备，预示着酶联免疫试剂盒也即将问世。
表2 2020年获批冠状病毒检测试剂盒
（数据来源：國(guó)家药品监督管理(lǐ)局网站）
相对于药物(wù)和疫苗，病毒检测技(jì )术普适性更强，看似更容易被攻克，但在具(jù)體(tǐ)应用(yòng)层面，仍面临着许多(duō)个性的问题，如不同病毒的样本获取及核酸提取的差异、以及检测结果的偏差等。对于冠状病毒检测技(jì )术的研发现状如何，迅速推出的试剂盒是否意味着我们可(kě)以从容应对一切突发病毒的检测，以下将从专利大数据的角度，对我國(guó)及全球冠状病毒检测技(jì )术发展状况进行解读，以期為(wèi)应对突发性疫情提供一些思路。
冠状病毒检测技(jì )术的研发属于“事件主导型”研发
由图1可(kě)以看出，2003年“非典”疫情到来之前，學(xué)术届对于冠状病毒的检测并不十分(fēn)关注，无论是蛋白检测，还是核酸检测，年均专利申请量在10件左右。而2013年SARS疫情席卷中(zhōng)國(guó)，冠状病毒专利申请也出现了爆发式增長(cháng)，达到了近200件。而当疫情过后，专利申请量又(yòu)呈现断崖式下跌。直至2015年，中(zhōng)东呼吸综合征（MERS）在韩國(guó)爆发，专利申请也相应出现反弹，但由于有(yǒu)了上一次疫情中(zhōng)的技(jì )术积累，专利申请量也没有(yǒu)增長(cháng)太多(duō)。MERS疫情过后，相关专利申请量保持平稳状态。由于专利申请公(gōng)开滞后，2018年后的专利申请量还不能(néng)反映实际数量，由于此次中(zhōng)國(guó)“新(xīn)冠”疫情，预计2019-2020年的专利申请量还会出现一波增長(cháng)。
在检测对象方面，从下图也可(kě)以注意到，2015年MERS疫情爆发之前，學(xué)界更多(duō)关注的是蛋白检测。而MERS疫情是个分(fēn)水岭，之后核酸检测便占据了主导地位。本次“新(xīn)冠”事件中(zhōng)，中(zhōng)國(guó)药监局审批通过的7个试剂盒也清一色均為(wèi)核酸检测试剂盒。
冠状病毒检测技(jì )术属于小(xiǎo)众研发领域
2003年前，冠状病毒检测的研究由美國(guó)、日本及欧洲的一些國(guó)家主导，主要為(wèi)基础性研究，中(zhōng)國(guó)并未过多(duō)的参与其中(zhōng)，各國(guó)的申请量也很(hěn)少。而2003年由于中(zhōng)國(guó)“非典”爆发，中(zhōng)國(guó)在冠状病毒检测方面的专利申请一跃成為(wèi)全球第二，申请量占据全球的32%，仅次于美國(guó)，这对知识产(chǎn)权保护尚处于起步阶段的中(zhōng)國(guó)来讲实属不易，显示了中(zhōng)國(guó)學(xué)术界用(yòng)科(kē)學(xué)打败疫情的决心。与此同时，受“非典”影响，亚洲的中(zhōng)國(guó)台湾、新(xīn)加坡、中(zhōng)國(guó)香港等地區(qū)的专利申请量也跻身全球前列。“非典”过后，美國(guó)继续领跑，但各國(guó)的申请量都出现了断崖式下跌。虽然2004-2014这十年是分(fēn)子生物(wù)學(xué)飞速发展的一段时期，新(xīn)技(jì )术不断涌现，而美國(guó)也是绝大多(duō)数核心技(jì )术的发源地，如二代测序、抗體(tǐ)技(jì )术、基因编辑技(jì )术等，但对于冠状病毒检测的研发，并没有(yǒu)再出现过大幅的增長(cháng)。2015年后，随着各类平台技(jì )术的不断成熟，新(xīn)技(jì )术的开发进入平台期，而随着中(zhōng)國(guó)知识产(chǎn)权制度的不断完善，研发主體(tǐ)专利保护意识的不断增强，中(zhōng)國(guó)在各领域的专利申请量大幅增長(cháng)，冠状病毒检测领域申请量也超越美國(guó)跃居全球首位。
放眼全球，美國(guó)長(cháng)期处于研发领先地位。而由于前两次冠状病毒疫情均发生在亚洲，在2003年及之后后韩國(guó)和日本在病毒检测领域的专利申请量也在大幅增長(cháng)，处于全球前五的位置。从绝对申请量来看，申请量最高的2003年，最多(duō)的美國(guó)也只有(yǒu)85件专利申请，相对于动辄年申请量上千件的肿瘤检测领域，实在是凤毛麟角。可(kě)见，冠状病毒检测技(jì )术一直以来就属于小(xiǎo)众研发领域。
美國(guó)在冠状病毒检测研发领域起步于上世纪80年代，起步较早，且由于掌握众多(duō)核心平台技(jì )术，在该领域的专利申请量長(cháng)期领跑全球，直至2015年被中(zhōng)國(guó)超越。中(zhōng)國(guó)比美國(guó)起步晚了近20年，但由于“非典”事件，能(néng)够在2年内跃居全球申请量第二，并在此后十余年间一直保持了这个地位。日本同样起步较早，且一直以来申请量保持平稳。韩國(guó)和中(zhōng)國(guó)起步时间相同，各年度的申请量与日本相差不多(duō)，在10件上下。
研发主體(tǐ)见招拆招，昙花(huā)一现
2003年前，冠状病毒的研究由美國(guó)主导，全球排名(míng)前五位的申请人也基本被美國(guó)申请主體(tǐ)占据。2003年，申请量前7位的申请人则均属于亚洲，其中(zhōng)中(zhōng)國(guó)占据5席，中(zhōng)國(guó)香港和新(xīn)加坡各占1席。2004-2014年，中(zhōng)、美、韩三國(guó)的申请主體(tǐ)排名(míng)全球前列。2015年后，中(zhōng)國(guó)不仅在总申请量上跃居全球首位，在申请人排名(míng)上全球前7位中(zhōng)有(yǒu)6位中(zhōng)國(guó)申请人，而这份排名(míng)中(zhōng)也出现了基因编辑技(jì )术核心专利持有(yǒu)者——布罗德(dé)研究所有(yǒu)限公(gōng)司的身影，预示着新(xīn)的病毒检测技(jì )术横空出世。
纵观全球各个时期，并没有(yǒu)任何申请人能(néng)够長(cháng)期稳居前列，且每个时期排名(míng)靠前的申请人的专利申请数量也均是个位数，冠状病毒检测领域呈现百花(huā)齐放、“你方唱罢我登场”的态势。这也显示了冠状病毒作(zuò)為(wèi)短时集中(zhōng)爆发式出现的病毒，并未引起任何一个研发主體(tǐ)对其检测方法进行持续性的投入研究，更多(duō)的是见招拆招式的应对式研究。
借力平台技(jì )术的发展稳步推陈出新(xīn)
（1）2003年前——积铢累寸
早期的冠状病毒检测均是采用(yòng)动物(wù)病毒进行的研究性开发。早在1983年，日本KACHIKU EISEI SHIKENJO JAPAN的专利申请JP1984218959A首次报道了牛冠状病毒的抗體(tǐ)检测方法。
2001-2002年，来自英國(guó)皇家兽医(yī)學(xué)院及美國(guó)辉瑞公(gōng)司的科(kē)學(xué)家在體(tǐ)外表达了犬冠状病毒（WO2004011651A1）和猫冠状病毒的S蛋白（US20020115064A1），并提出了基于酶联免疫法检测犬冠状病毒和猫冠状病毒的方法。
也是在2001年，美國(guó)密歇根州立大學(xué)的专利申请US20050239057A1较早地报道了采用(yòng)多(duō)重RT-PCR / PCR方法检测牛冠状病毒的方法，自此开启了冠状病毒核酸检测的大门。
（2）2003年——一触即发
2003年，“非典”在中(zhōng)國(guó)爆发，这一年的专利申请达到了179项，其中(zhōng)核酸检测89项，蛋白检测104项，检测技(jì )术方面也呈现多(duō)样化，多(duō)种分(fēn)子生物(wù)學(xué)前沿技(jì )术被提出应用(yòng)于冠状病毒的检测。
美國(guó)伟胜科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司的专利US7629114首次提出通过将生理(lǐ)溶液引入结膜囊并收集排入口咽的灌溉来收集鼻咽标本的方法以收集鼻咽细胞和分(fēn)泌物(wù)以诊断病毒性上呼吸道感染，大大提高了获取检测样本的便利性。
美國(guó)联合生物(wù)医(yī)學(xué)公(gōng)司的专利申请US20050100883A1报道了采用(yòng)SARS冠状病毒（SCoV）的膜糖蛋白（M），刺突糖蛋白（S）和核衣壳蛋白（N）作(zuò)為(wèi)包被抗原检测SARS相关抗體(tǐ)的酶联免疫测定（ELISA）方法。
日本荣研化學(xué)株式会社的专利申请WO2005001097A1提出了严重急性呼吸综合征(SARS)病毒高灵敏度且快速的检测方法，其根据SARS冠状病毒RNA聚合酶碱基序列设计引物(wù)，通过核酸扩增法对病毒进行检测。
美國(guó)基因耐克生物(wù)医(yī)學(xué)制品有(yǒu)限公(gōng)司的专利申请WO2005038039A2公(gōng)开了可(kě)以进行多(duō)重扩增反应的TempPCR方法，可(kě)实现对靶序列的敏感和特异性扩增。
香港YEUNG WAH HIN ALEX的专利申请US20040229211A1公(gōng)开了使用(yòng)一种染料（MOD）的多(duō)重实时PCR的敏感诊断测试方法及其在严重急性呼吸综合征（SARS）的应用(yòng)。
广州万孚生物(wù)技(jì )术股份有(yǒu)限公(gōng)司的专利申请CN1453589A公(gōng)开了基于抗原抗體(tǐ)反应的胶體(tǐ)金层析法检测SARS冠状病毒抗原的试剂盒。
王虹的专利申请CN1455003A公(gōng)开了分(fēn)子信标法检测SARS冠状病毒，适用(yòng)于定性、定量检测呼吸道分(fēn)泌物(wù)、血清、病检组织和各种排泄物(wù)等标本中(zhōng)的SARS－Cov RNA。
（3）2004-2014年——风平浪静
从“非典”事件结束到MERS疫情到来前的2004-2014年间，分(fēn)子生物(wù)學(xué)飞速发展，随着抗體(tǐ)制备技(jì )术的不断推陈出新(xīn)以及二代测序时代的到来，冠状病毒检测技(jì )术也随着平台技(jì )术的发展而不断更新(xīn)，但由于这个时期并无市场需求，专利申请多(duō)為(wèi)探索性研究，集中(zhōng)于表位蛋白的分(fēn)离表达以及对于病毒的高通量检测的尝试，涉及核酸检测193项，蛋白检测249项。
表位蛋白的成果分(fēn)离表达即可(kě)用(yòng)于病毒检测，又(yòu)可(kě)用(yòng)于疫苗制备。中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院上海生命科(kē)學(xué)研究院的专利申请CN101085812A公(gōng)开了一种SARS冠状病毒多(duō)肽抗原，在临床诊断中(zhōng)具(jù)有(yǒu)应用(yòng)价值。中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院武汉病毒研究所的专利申请CN101100680A公(gōng)开了高效表达SARS冠状病毒S蛋白的重组杆状病毒CCTCC NO：V200703，在疾病诊断及疫苗生产(chǎn)等相关领域的重要应用(yòng)价值。美國(guó)人力资源与健康服務(wù)部的专利申请WO2005010034A1公(gōng)开了来自病毒（SARS-CoV）的刺突蛋白，可(kě)用(yòng)于治疗和诊断。财团法人國(guó)家卫生研究院的专利申请 WO2005103259A1公(gōng)开了SARS-cov核衣壳蛋白表位。
二代测序技(jì )术的出现使高通量核酸检测成為(wèi)可(kě)能(néng)，大大提高了核酸检测的便利性。國(guó)家质(zhì)量检验检疫总局动植物(wù)检疫实验所的专利申请CN103205509A公(gōng)开了采用(yòng)悬浮芯片技(jì )术的13种呼吸道病毒高通量检测方法，可(kě)对包括冠状病毒SARS-CoV在内的13中(zhōng)呼吸道病毒进行高灵敏度、高通量的检测。韩國(guó)基因特力株式会社的专利KR100625325B1公(gōng)开了用(yòng)于检测SARS病毒的N蛋白的引物(wù)和探针组合物(wù)。中(zhōng)山(shān)大學(xué)的专利申请CN102732638A公(gōng)开了人冠状病毒OC43、229E、NL63、HKU1和SARS一管多(duō)重荧光PCR检测方法及其引物(wù)、探针和试剂盒，可(kě)实现对人冠状病毒五种型别的一管多(duō)重检测。
（4）2015年后——横空出世
2015年，MERS疫情在韩國(guó)爆发。有(yǒu)了前期的技(jì )术积累，核酸检测试剂盒得以迅速研制并应用(yòng)于临床检测，在病人的诊断方面可(kě)以说比“非典”时期有(yǒu)了很(hěn)大的进步。由于冠状病毒检测技(jì )术的成熟，虽然疫情再次来袭，专利申请量也没有(yǒu)出现大幅增長(cháng)的情况。值得注意的是，2015年冠状病毒检测的专利申请人名(míng)单中(zhōng)，“布罗德(dé)研究所”的名(míng)字赫然在列。布罗德(dé)研究所的张锋研究员是真核细胞基因编辑技(jì )术的创始人，推动了基因编辑技(jì )术在2012年后飞速发展。布罗德(dé)研究所的专利申请WO2017040316A1的提出也正式宣告基因编辑技(jì )术登上了冠状病毒检测的舞台。
结语
由以上分(fēn)析可(kě)知，各國(guó)研发主體(tǐ)对于冠状病毒检测技(jì )术并未投入很(hěn)大的研发精(jīng)力，技(jì )术发展更多(duō)借力于平台技(jì )术的发展及与相关RNA病毒的检测技(jì )术的相互借鉴而稳步推进。虽然本次“2019-coV”疫情中(zhōng)我们应对迅速，核酸检测试剂盒快马加鞭的被研制、审批、生产(chǎn)，但这些“赶制”出的试剂盒在实际应用(yòng)中(zhōng)也是反响不一，通常需要几个试剂盒同时检测才能(néng)获得比较准确的结果，造成了一定程度上的资源浪费。
对于冠状病毒这类偶发性病毒，若長(cháng)期大量投入研发，势必造成资源浪费，同时由于其自身危害性极大，研发活动也会受诸多(duō)限制，大面积铺开研发是不现实的。但虽然其他(tā)RNA病毒的检测方法具(jù)有(yǒu)可(kě)借鉴性，但毕竟也存在着冠状病毒检测中(zhōng)个性的问题，如由于样本的获取、运输、保存、引物(wù)特异性、检测方法本身、试剂盒质(zhì)量控制等诸多(duō)因素造成的假阴、假阳性问题，又(yòu)无法在短时间克服。因此，在未来的研发道路上，可(kě)采取合理(lǐ)分(fēn)配研发资源，加强國(guó)际合作(zuò)，必要时也可(kě)充分(fēn)动员民(mín)间力量，如成立病毒研究基金会等措施，对冠状病毒核酸检测中(zhōng)检测样本的获取及质(zhì)量控制、引物(wù)特异性、检测标准的完善、试剂盒质(zhì)量控制，以及抗原-抗體(tǐ)检测方法中(zhōng)涉及的病毒蛋白的體(tǐ)外表达、抗體(tǐ)的制备等具(jù)體(tǐ)领域进行有(yǒu)针对性的研究，為(wèi)从容应对突发疫情做足技(jì )术储备。
