研究人员利用下一代测序技术检测SARS-CoV-2 并为下一次大流行做准备

发表于 4年以前 | 总阅读数：640 次

使我们更接近这一点的一个方法是大规模的测试。检测SARS-CoV-2是否存在的分子测试已经成为隔离阳性病例和控制病毒传播的最佳方式。有几种方法已经出现，一些是检测鼻咽拭子中的病毒蛋白（如抗原测试），一些是检测拭子、漱口水样本或唾液样本中是否存在病毒RNA（如逆转录和聚合酶链反应测试，或RT-PCR）。

尽管抗原检测为大规模检测的一些后勤工作提供了便利，但其检测能力相对较弱 - 携带少量病毒的受感染者仍未被检测到，并可继续感染其他人。另一方面，PCR测试更加敏感，因为它们在扫描样品中的病毒之前会将病毒基因组的片段进行繁殖。然而，它们依赖于对标记病毒序列的荧光标签的检测，这意味着将来自不同人的样本汇集在一起会使检测过程相当低效：如果一个样本的检测结果为阳性，那么该样本中的所有样本必须再次单独检测，以确定荧光信号的来源。再者，这种方式需要太多机器，昂贵且效率低下。

在第一次社交封锁期间，维也纳生物中心的科学家们正在考虑这种情况：必须有一种方法来扩大测试规模。奥地利科学院分子生物技术研究所（IMBA）的组长Ulrich Elling和分子病理学研究所（IMP）的组长Luisa Cochella决定将他们的挫折感转化为一种创新的解决方案。IMP小组负责人Alexander Stark和IMBA博士后Ramesh Yelangandula加入了他们的努力，该项目开始启动。

结合他们在基因组学、RNA生物化学和数据分析方面的专业知识，他们开发了一种方法，可以使人们批量接受SARS-CoV-2检测，其灵敏度与常规PCR检测相同。SARSeq，或 "通过RNA测序进行唾液分析"，实现了高灵敏度、特异性和在不到48小时内处理多达36000个样本的能力。该方法现在发表在《自然通讯》杂志上。

检验原理在概念上很简单：将单个病人样本收集到检验板的孔中，每个样本一个孔。然后，SARS-CoV-2特有的病毒RNA片段--核衣壳基因--被选择性地转化为DNA，并在包含它的任何孔中进行PCR扩增。

Luisa Cochella解释说："将单个样本的病毒材料扩增到最大限度，使其在所有阳性样本中的数量均匀化，使SARSeq高度敏感。在我们可以同时测试的数千个样本中，一些样本可能比其他样本含有多达1000万倍的冠状病毒颗粒--如果我们在扩增前将这些样本集中起来，那些含有大量病毒材料的样本可能会掩盖其他阳性病例。"

这第一步与通常的PCR测试的不同之处在于，每个样本都会收到一组独特的短DNA序列，可以被看成是“条形码”附着在扩增的病毒DNA上。在第二个扩增步骤中，一个平板的所有样本被汇集到一个孔中，该孔收到第二组独特的DNA条形码。由于每个样本的DNA分子都带有两套条形码的独特组合，因此多个平板的内容可以再一次汇集起来。这种汇集和条码策略使SARSeq具有高度的特异性和可扩展性。

将PCR的敏感性与下一代测序技术（或称NGS）的高通量结合起来，NGS也是用于人类基因组测序的技术。NGS机器处理汇集的样本就可以告诉我们哪些样本含有任何SARS-CoV-2物质。

该测试程序可以与现有的诊断方法平行运行，同时不受供应链瓶颈的影响。因此，它不会与其他测试方法竞争试剂或设备。它不仅是检测SARS-CoV-2的优秀方法，而且还可以应用于其他呼吸道病原体，如流感病毒、普通感冒的鼻病毒，以及潜在的许多其他病原体。

SARSeq背后的原理很简单，可以适应任何呼吸道病原体。随着世界人口的激增和我们与动物的亲近，像SARSeq这样的尖端诊断方法对于防止未来疾病像野火一样传播至关重要。