在最近发表的一篇致力于病毒感染诊断的基础综述中，一个由MIPT研究人员组成的俄罗斯研究团队首次系统性地描述和总结了快速发展的遗传学领域的前沿技术。在过去几年中，开发了许多新的有效的病毒检测方法，包括针对未知病原体的方法。
作者称所谓的高通量下一代测序就是一个强有力的新方法。这种方法有望给新型致病病毒的检测和分析带来革命性的变化，但要将其引入主流临床实践至少还需要几年的时间。
为了应对COVID-19流行病在全球迅速蔓延，世界权威科学杂志《病毒》发表了一篇关于识别和研究新出现病原体（如耳熟能详的冠状病毒）相关问题的基本综述。
“根据各种统计估计，有超过32万种不同的病毒感染哺乳动物。”MIPT历史遗传学、放射性碳分析和应用物理实验室的研究员、该综述的作者之一卡米尔·哈菲佐夫(KamilKhafizov)说。“但到目前为止，这一庞大群体中只有不到1%的病毒被研究过。”
大多数病毒，包括那些导致人类呼吸、消化和其他疾病的病毒，仍然没有经过研究，因此几乎无法检测到。这背后的原因是，现代测试系统设计指向的是病毒的窄谱。
作者们在评论中写道:“打个比方，我们正试图通过针眼来观察浩瀚如海般的威胁。”其中，他们探讨了聚合酶链反应方法的缺点。这一微生物分子检测的基本技术未能识别出人们知之甚少的病毒，这是现代病毒学的关键问题之一。
然而，有可能解决检测和识别新微生物问题的新方法，本综述探索了这些方法。作者认为下一代测序(NGS)是最有前途的。它也被称为高通量测序，它可以同时分析多个DNA分子，可以是一组样本，同一基因组的不同区域，或者两者都可以。
“高效的数学算法是该方法的关键部分。”MIPT博士生、该综述的通讯作者AlinaMatsvay表示，“它们使研究人员能够将一种未知病毒的基因组与所有可用的病毒基因组进行比较，并预测其所有可能的特征，包括其致病潜力。”
NGS的主要缺点包括运行此类测试所需的设备和试剂的高成本，以及冗长的样品制备、测序和数据分析过程。这些局限性，再加上对实验室人员素质要求高，使得该方法无法广泛应用于主流临床实践。尽管如此，这项技术的成本每年都在下降，而它的速度、准确性和效率都在不断提高。
哈菲佐夫指出，冠状病毒大流行表明了NGS方法在临床样本中识别新病原体和研究病毒从动物向人类传播的分子机制方面的重要性。在不久的将来，这项技术可能会被证明用于医疗保健。
除了MIPT的科学家，基本综述的作者还包括来自俄罗斯卫生部战略规划中心、I.M.Sechenov第一莫斯科国立医科大学和圣彼得堡巴斯德研究所的研究人员。
传统的感染诊断方法
在分子和血清学诊断学广泛应用之前，病原体的检测主要依靠传统的微生物学方法，如培养基培养、细胞培养、实验室动物培养以及进一步的显微镜观察，鉴定抗原和病原特性以及代谢谱。
ELISA由于灵敏度和特异性高(均报道为90%)，每个样品价格低，样品处理和结果解释简单等优点，已成为应用最广泛的检测方法之一。现代商业试剂盒的设计涵盖了多种抗原，包括细菌和病毒，甚至包括飞秒特和阿托莫浓度的抗原。所有这些因素都促进了ELISA的普及，使其成为疾病筛选和预后的通用工具。
但同时，严格的限制阻碍了它的使用。由于检测基本依赖于抗原检测，异种抗原之间的交叉反应可能导致假阳性结果，如流感病毒特异性CD8+T细胞和丙型肝炎病毒抗原。值得注意的是，ELISA除了提供近似的病毒载量和有限的病原体检测外，不提供任何额外的数据，这使得新病毒的鉴定成为不可能。
分子克隆技术的发展和Sanger测序商业解决方案的出现，有助于新病原体的鉴定。该方法的核心原理包括三个步骤：(1)通过PCR扩增选定的区域；(2)扩增子的分子克隆;(3)分子克隆的桑格测序。在某些情况下，杂交被用来检测病毒核酸。这至少需要一些目标序列的知识，因为它利用了一个表面嵌套了寡核苷酸的微阵列，与所选择的病毒物种基因组中的保守序列互补。这项技术从未在诊断中流行起来，因为(1)样本中病毒核酸的含量必须很高，(2)宿主DNA和微生物组DNA的高水平干扰了扩增。
此外，还提出了许多替代方法来检测病原体基因组中的目标序列。其中包括SISPA及其修饰，以及VIDISCA(基于cDNA-AFLP的病毒发现)，后者是基于专门用于研究病毒的AFLP(扩增片段长度多态性)方法。
尽管有许多可用的技术，实时PCR仍然是迄今为止最强大和最常见的一种检测手段，通常被认为是一种参考诊断检测手段。RT-PCR广泛应用于研究病毒属，设计了大量引物。自从这种方法的潜力变得明显，许多企业已经介入，开发商业PCR试剂盒，用于肠病毒、流感、单纯疱疹病毒等感染的快速诊断。
诊断测试的选择通常是根据情况而定的。例如，虽然流行的和简单的方法(PCR,ELISA)快速方便，但它们的信息量不如Sanger或下一代测序，而后者显然可以提供更多的关于病原体的信息。
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