没有病毒抗体，也可以对武汉新型病毒 2019-nCoV 开展体内原位研究
随着 2019-nCoV 冠状病毒疫情的日益严峻，人们对这一新型冠状病毒也在进一步了解中，目前已经确认 2019-nCoV 病毒的序列，也了解到该病毒与 SARS 病毒感染机制相同，都是通过人细胞的 ACE2 蛋白结合，从而引发感染。
而这一病毒进入细胞内之后的一些列生物学反应，对人体其他组织器官的易感性，乃至治疗方法的选择都有待进一步研究。
作为新一代 RNA 原位杂交技术，美国 Bio-Techne 旗下 ACD 公司的 RNAscope 技术的一个巨大优势就是可以在没有可用抗体或者高效抗体的前题下，对靶标进行 RNA 水平的原位检测，包括定位和定量研究。目前 ACD 公司已经针对此次 2019-nCoV 病毒的序列设计出探针，配合使用 ACD 公司的预处理和检测试剂盒，可以对于该病毒进行体内原位检测。
不仅于此，由于 RNAscope 探针设计的可选择性，除了目前已经设计出的探针外，客户也可以根据自己需要，指定感兴趣的病毒序列区域要求探针设计，以满足不同的研发需要。
事实上，RNAscope 技术作为病毒生物学研究的利器，在过去的若干年内一直被病毒研究界广泛使用。该技术在 DNA 病毒，RNA 病毒以及逆转录病毒的诸多病毒研究领域均贡献了大量原位信息。尤其可以提供病毒在不同组织器官中的具体 1）细胞类型的定位，2）疫苗效果的评估，3）动物模型建立后的验证，4）感染机体的免疫反应等。
在病毒定位研究中，2015 年巴西寨卡病毒（Zika）爆发时，华盛顿医科大学 Jonathan J. Miner 为首的研究团队即通过 RNAscope 方法检测到寨卡病毒在视网膜，视神经和角膜中的分布，直观给出了该病毒在眼内的分布图（见下图，病毒阳性信号为图中的棕色信号点）[1]。
在对寨卡（Zika）病毒疫苗的研究中，美国 Vanderbilt University 的 Gopal 研究团队发现人的单克隆抗体 ZIKV-117 可以有效减低小鼠感染 Zika 后组织的病理特点，并通过 RNAscope 检测试剂盒检测了注射安慰剂，同型对照小鼠抗体以及 ZIKV-117 抗体的怀孕小鼠胎盘内病毒的分布和数量，从而证实了疫苗的效果（见下图，病毒为图中的棕色信号点）[2]。
中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）是又一种近年来高致病性的冠状病毒。在对该病毒疫苗的研发过程中，Haaqmans BL 研究团队通过 RNAscope 技术检测了注射疫苗的效果，发现骆驼鼻粘膜内，病毒颗粒在疫苗注射组相较于对照组有显著下调（见下图，RNAscope 阳性信号为 A 图，B 图和 C 图中 ISH 中的红色信号点）[3]。
在病毒感染动物模型的建立和验证中，Drexler JF 团队通过 RNAscope 的方法，检测小鼠肝细胞内 HCV 病毒的存在和分布状况，确认 HCV 病毒感染动物模型建立成功（下图中的红色信号点）[4]。
相同的 RNAscope 应用实例也被报道在汉他病毒（Sin Nombre/Hantavirus，SNV）感染病毒动物模型中。RNAscope 结果确认汉塔病毒存在于恒河猴肺脏上皮细胞内（下图中棕色信号点）[5]。
在病毒入侵感染动物或人之后，免疫系统对于病毒的应激反应随着病毒的差异而不同。例如在塞尼卡谷病毒（Seneca Valley Virus，SVV）感染恒河猴体内，人们发现该病毒诱导短暂的 CD8 阳性 T 细胞在恒河猴的神经节浸润。
RNAscope 检测结果显示感染过 SVV 之后，伴随着 CD8 阳性 T 细胞的聚集，同一区域表达 CXCL10 细胞趋化因子，提示 T 细胞的聚集是由 CXCL10 因子诱导引发的[4]。
如下图所示，RNAscope ISH 对应的红色信号点为 CXCL10 的 mRNA 信号。在这里，由于趋化因子本身为分泌型蛋白，免疫组化的方法很难进行组织学定位，而 RNAscope 方法可以很好地解决这个问题[6]。
RNAscope 技术
RNAscope 技术是由 Bio-Techne 旗下 Advanced Cell Diagnostics (ACD) 公司研发的 RNA 原位杂交产品，在近年来的生物检测领域发展迅速。
与传统的 RNA 原位杂交相比，RNAscope 技术属于新一代 RNA 原位杂交技术，其特异性的双 Z 探针设计避免了传统长链 RNA 探针的弊端，配以自身级联放大检测原理，可以高效敏感地检测到目标 RNA。
该方法的具体优势如下：
应用广泛: 使用 RNAscope 技术，靶点 RNA 为大于等于 300 个碱基的特异序列，即可进行探针设计。因而 RNAscope 技术可以应用于几乎所有物种，所有组织以及所有基因的检测。
特异性强：RNAscope 独特的双 Z（ZZ）探针设计有效的防止了探针的非特异性结合，同时降低了背景干扰。由于结合在非特异性位点的单个的 Z 探针不会产生完整的信号放大分子结合位点，并会在杂交过程中被洗脱掉，从而防止非特异性信号的放大，使得探针的信号具有高度特异性。探针设计合成需要 2～4 周时间即可完成。
灵敏度高：RNAscope 方法检测每个 RNA 分子时，只需三对双 Z（ZZ）探针即可完成杂交和信号的可视化。
单分子可视化和单细胞定量: 使用 RNAscope 技术杂交上三对及以上双 Z 探针即可在标准的显微镜下呈现可观察到的点状信号。ACD 公司提供的分析软件更可以定量每一个单细胞内 RNA 的表达水平。
兼容降解的 RNA: 由于 RNAscope 三对双 Z 探针即可检测到目标 RNA，而通常针对靶点 RNA 设计的探针为 20 对双 Z 探针，因而即使目标 RNA 发生部分降解，仍可以稳定有效地检测到靶点 RNA。
检测结果稳定一致性：RNAscope 技术用到的探针以及所有检测试剂全部由工业化合成，且该技术针对不同样本类型（冰冻切片， 石蜡切片，悬浮细胞，贴壁细胞等）已经有成熟的实验操作流程，故使得 RNAscope 技术检测结果具有稳定性和一致性。除了可以在实验室进行手工操作外，该产品也可以在 Leica 以及罗氏 Ventana 自动平台上运行，为结果的一致性和稳定性提供了可靠的依据。
多通道多靶点同时检测：由于 RNAscope 技术可以同时进行多通道探针杂交以及信号放大，故在可见光检测中可以在同一张切片上同时检测两个靶点；而在荧光检测过程中，可以在同一张切片上检测三个或三个以上靶点 RNA。
References:
1. Zika Virus Infection in Mice Causes Panuveitis with Shedding of Virus in Tears. Cell Rep 2016, 16(12):3208-3218;
2. Neutralizing human antibodies prevent Zika virus replication and fetal disease in mice. Nature 2016, 540(7633):443-447;
3. An orthopoxvirus-based vaccine reduces virus excretion after MERS-CoV infection in dromedary camels. Science 2016, 35(6268):77-81;
4. Evidence for novel hepaciviruses in rodents. PLoS Pathog 2013, 9(6): e100343;
5. Pathophysiology of hantavirus pulmonary syndrome in rhesus macaques. Proc Natl Acad Sci U S A 2014, 111(19);
6. T-cell infiltration correlates with CXCL10 expression in ganglia of cynomolgus macaques with reactivated simian varicella virus. J Virol 2013, 87(5):2979-2982.
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