Researchpath公司和罗格斯大学的研究人员近日开发出一种全新的新冠病毒检测方法。这种方法使用分子信标来诊断COVID-19感染,而且还能鉴定引发感染的特定变异株。他们的研究成果发表在《The Journal of Molecular Diagnostics》杂志上。

罗格斯大学新泽西医学院的Sanjay Tyagi博士解释说:“令人惊讶的是,新冠肺炎并不是具有可预测临床特征的单一感染,而是一种不断进化的疾病,不同的毒株会产生独特的临床特征,影响检测、症状,甚至攻击的器官。”

新冠病毒(SARS-CoV-2)目前有多个值得关注的变异株(VOC),包括alpha、beta、gamma、delta 和 omicron。这些毒株造成全球发病率和死亡率的增加,有可能延长大流行。特定毒株的鉴定可以揭示重要信息,比如潜伏期长短、传染期长短、致病性,甚至主要症状的变化。

基因组测序是追踪病毒进化的主要手段,可识别样本中存在的每个突变,但成本高、速度慢,还需要专门的测序设备。然而,对毒株类型的了解为公共卫生专家、决策者和个人提供了重要信息。

共同通讯作者、Resourcepath公司的Ashley Hill博士表示:“了解到一种高度传染性且危险的毒株正在当地社区出现,可以让决策者采取安全措施来限制传播。它还能作为医疗系统的早期预警系统,为急诊科和重症监护室的患者激增做准备。了解某人感染了哪种毒株,还可以帮助确定哪种治疗方法最有益。”

罗格斯大学的研究人员此次率先使用分子信标(molecular beacons)来鉴定SARS-CoV-2病毒中的特定基因突变。分子信标是一种发夹状的分子,可以被设计成与特定的突变序列选择性结合,并避免通常只有单个核苷酸不同的野生型序列。

他们选择了九个突变进行测试,每个突变的信标都带有不同颜色的染料。每种值得关注的变异株——alpha、beta、gamma、delta和omicron——都带有这些突变的独特组合。当信标与其目标分子结合时,它的独特颜色就可以被检测到。

每个信标都经过单独测试,以确认其对指定突变的特异性。然后,将这些信标组合成一种多重检测方法,并对26例SARS-CoV-2阳性患者样本进行RT-pCR检测,这些样本之前已通过深度测序进行了测试和鉴定。两个样本被确定为alpha变异,两个样本被确定为epsilon变异,八个样本被确定为delta变异。多重检测结果与深度测序结果完全一致,灵敏度和特异性为100%。

研究人员报告说,这种检测的适应性也很强。当omicron变异株出现时,研究人员能够在不到一个月的时间里设计出一个信标,以识别omicron特有的突变,这种突变对免疫逃逸很重要。研究人员在另外33个患者样本的17个中发现了omicron变异,与之前的检测结果完全一致。

该研究的主要作者、罗格斯大学新泽西医学院的Ryan J. Dikdan称:“我们开发的这种跟踪和鉴定新变异的工具将对这场大流行以及未来可能出现的任何病毒或病原体有用。”Rutgers-Rp RT-pCR变异检测是公开的,可供任何实验室使用。

“SARS-CoV-2病毒还没有结束。我们迫切需要一个全球监测系统,以监测那些可能更具传染性或致命性的新出现毒株,”研究人员称。“Rutgers-Rp RT-pCR变异检测现在可以广泛应用于世界各地的实验室,以监测所有已知的值得关注变异株。在每个重要变异株出现时,我们都会用新的引物/探针组对其进行更新。”

原文检索

Multiplex pCR Assays for Identifying all Major Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Variants