【轉載】武漢大學聯合團隊開發(fā)納米孔靶向測序 大幅提升新冠病毒陽性檢出率
自新型冠狀病毒性肺炎COVID-19疫情爆發(fā)以來，截至3月1日，全球累計確診超8萬人，死亡近三千例，但仍存在許多臨床疑似病例無法確診。武漢大學聯合團隊創(chuàng)新性開發(fā)了納米孔靶向測序檢測方法，能大幅提升病毒陽性檢出率，并能實現當天同時檢測新冠和其他10大類、40種常見呼吸道病毒并監(jiān)測病毒突變。
據了解，既往新冠病毒診斷依賴于qPCR核酸檢測，但是該方法顯示出較高的假陰性率和低敏感性，陽性檢出率僅為30％至50％，從而導致臨床高度疑似新冠感染患者或低病毒潛伏的“假痊愈患者”檢測“假陰性”現象頻發(fā)。此外，qPCR核酸檢測無法同時檢測其他秋冬季高發(fā)、癥狀與新冠相似的其他呼吸道病毒，給疫情防控和患者分流管理帶來極大挑戰(zhàn)。
身處疫區(qū)一線的專家學者看在眼里，急在心里。武漢大學藥學院劉天罡教授，武漢大學人民醫(yī)院李艷教授、余鋰鐳教授，武漢臻熙醫(yī)學檢驗實驗室有限公司總負責人付愛思博士等迅速組建聯合團隊，創(chuàng)新性開發(fā)了納米孔靶向測序（Nanopore Targeted Sequencing， NTS）檢測方法。NTS結合了病毒靶向擴增和納米孔測序長讀長、實時數據輸出的優(yōu)勢，首次實現測序后4小時內高敏感性、高準確性同時檢測SARS-CoV-2和其他10大類、40種呼吸道病毒，其最低檢測限高于目前廣泛使用的qPCR的100倍。同時，該方法還可實現對新型冠狀病毒基因組變異情況進行檢測，監(jiān)控病毒變異引起的毒性與傳播能力改變的情況。
3月3日，團隊將在預印版平臺medRxiv發(fā)表題為Nanopore target sequencing for accurate and comprehensive detection of SARS-CoV-2 and other respiratory viruses（《納米孔靶向測序精準全面檢測新冠病毒以及其他呼吸道病毒》）的研究論文。
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研究團隊在武漢新型冠狀病毒定點醫(yī)院利用NTS進行檢測
團隊研發(fā)的NTS技術的特點在于：它不局限于中國或美國疾病控制中心（CDC）目前在qPCR方法中推薦的位點，而是將檢測范圍擴大到9個基因、12個位點，近10kb區(qū)域，全面覆蓋病毒基因組上主要基因區(qū)域，100%覆蓋病毒基因組上毒力相關的重要基因，檢測病毒基因組范圍提升100倍，從而顯著提高檢測敏感性和準確性。而qPCR方法僅針對病毒基因組上2-3個位點進行檢測分析，覆蓋<0.5%病毒基因組，樣本在采樣、存儲、檢測過程發(fā)生中稍有偏差，會導致僅針對少數基因位點的PCR檢測手段的效率降低，甚至漏檢，造成“假陰性”，且檢測區(qū)域一旦發(fā)生變異，會造成檢測結果失效。
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NTS與qPCR方法對比
劉天罡介紹，qPCR方法好比是用一把狙擊槍去擊打樣本中的病毒核酸，有一定概率擊不中，而NTS技術不是用狙擊槍，而是撒網，同時撒十幾張網，這樣能捕獲病毒核酸的概率大大增加，不僅如此，還能在捕獲的同時讀出序列。這樣，一次檢測不僅可以確診是否新冠，而且其他常見的呼吸道病毒，包括博卡病毒、鼻病毒、人間質肺病毒、呼吸道合胞病毒、冠狀病毒、腺病毒、副流感病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒和丙型流感病毒等，也能同時檢測出來，能為醫(yī)生分診提供確切依據。更重要的是，還能檢測在病毒傳播期間與毒力相關的基因是否發(fā)生了突變，從而迅速為后續(xù)的流行病學分析提供信息。
在研究中，團隊平行測試了NTS和qPCR兩種方法。結果表明：45個臨床高度疑似新冠感染患者的樣品，NTS共鑒定出34個陽性樣品，比qPCR多出15個；16個臨床已確診新冠感染患者中，NTS全部檢測陽性，qPCR僅9個陽性。臨床確診樣本顯示，NTS比qPCR的陽性檢出率提升43.8%。 此外，對于高濃度病毒樣本，NTS僅需測序10分鐘即可檢測陽性，即使極低濃度病毒樣本，也僅需測序4小時完成檢測，從收到樣本到出具結果，全程控制在6-10小時而且該技術所需的納米孔測序平臺對實驗室要求不高，其中最小測序儀MinION是便攜式的，因此NTS也適合不同級別的醫(yī)院使用。
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16個確診新冠病毒感染樣本的平行測試
目前，NTS的高敏感性、高準確性、高速度性和操作便捷性，對盡快確診疑似病例、助力疫情防控具有重大意義！
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