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中國(guó)光谷：武大聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)納米孔靶向測(cè)序，大幅提升病毒陽(yáng)性檢出率，當(dāng)天可同時(shí)檢測(cè)新冠和甲流等10類呼吸道病毒，光谷團(tuán)隊(duì)參與
發(fā)布時(shí)間：2020年03月03日
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武漢大學(xué)今日消息，武漢大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)出納米孔靶向測(cè)序檢測(cè)方法，能大幅提升病毒陽(yáng)性檢出率，并能實(shí)現(xiàn)當(dāng)天同時(shí)檢測(cè)新冠和其他10類常見(jiàn)呼吸道病毒并監(jiān)測(cè)病毒突變。
據(jù)了解，既往新冠病毒診斷依賴于qPCR核酸檢測(cè)，但是該方法顯示出較高的假陰性率和低敏感性，陽(yáng)性檢出率僅為30％至50％，從而導(dǎo)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(cè)“假陰性”現(xiàn)象頻發(fā)。此外，qPCR核酸檢測(cè)無(wú)法同時(shí)檢測(cè)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(lái)極大挑戰(zhàn)。
針對(duì)這些情況，武漢大學(xué)藥學(xué)院劉天罡教授，武漢大學(xué)人民醫(yī)院李艷教授、余鋰鐳教授，以及武漢臻熙醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有限公司總負(fù)責(zé)人付愛(ài)思博士等迅速組建聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)了納米孔靶向測(cè)序（Nanopore Targeted Sequencing，NTS）檢測(cè)方法。
據(jù)悉，劉天罡教授同時(shí)也是武漢生物技術(shù)研究院副總工程師，武漢臻熙醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有限公司為光谷生物城企業(yè)。
研究團(tuán)隊(duì)在武漢新型冠狀病毒定點(diǎn)醫(yī)院利用NTS進(jìn)行檢測(cè)
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(shù)不是用狙擊槍，而是撒網(wǎng)，同時(shí)撒十幾張網(wǎng)，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(shí)讀出序列。這樣，一次檢測(cè)不僅可以確診是否新冠，而且能同時(shí)檢測(cè)出其他常見(jiàn)的呼吸道病毒，包括博卡病毒、鼻病毒、人間質(zhì)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，為醫(yī)生分診提供確切依據(jù)。更重要的是，還能檢測(cè)在病毒傳播期間與毒力相關(guān)的基因是否發(fā)生了突變，從而迅速為后續(xù)的流行病學(xué)分析提供信息。
據(jù)悉，3月3日，團(tuán)隊(duì)將在預(yù)印版平臺(tái)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(cè)序精準(zhǔn)全面檢測(cè)新冠病毒以及其他呼吸道病毒》）的研究論文。
據(jù)介紹，NTS結(jié)合了病毒靶向擴(kuò)增和納米孔測(cè)序長(zhǎng)讀長(zhǎng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出的優(yōu)勢(shì)，首次實(shí)現(xiàn)測(cè)序后4小時(shí)內(nèi)高敏感性、高準(zhǔn)確性同時(shí)檢測(cè)SARS-CoV-2和其他10種呼吸道病毒，其最低檢測(cè)限高于目前廣泛使用的qPCR的100倍。同時(shí)，該方法還可實(shí)現(xiàn)對(duì)新型冠狀病毒基因組變異情況進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)控病毒變異引起的毒性與傳播能力改變的情況。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的NTS技術(shù)的特點(diǎn)在于：它不僅局限于中國(guó)或美國(guó)疾病控制中心（CDC）目前在qPCR方法中推薦的位點(diǎn)，而是將檢測(cè)范圍擴(kuò)大到9個(gè)基因、12個(gè)位點(diǎn)，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(guān)的重要基因，檢測(cè)病毒基因組范圍提升100倍，從而顯著提高檢測(cè)敏感性和準(zhǔn)確性。而qPCR方法僅針對(duì)病毒基因組上2-3個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)分析，覆蓋<0.5%病毒基因組，樣本在采樣、存儲(chǔ)、檢測(cè)過(guò)程發(fā)生中稍有偏差，會(huì)導(dǎo)致僅針對(duì)少數(shù)基因位點(diǎn)的PCR檢測(cè)手段的效率降低，甚至漏檢，造成“假陰性”，且檢測(cè)區(qū)域一旦發(fā)生變異，會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果失效。
NTS與qPCR方法對(duì)比
在研究中，團(tuán)隊(duì)平行測(cè)試了NTS和qPCR兩種方法。結(jié)果表明：45個(gè)臨床高度疑似新冠感染患者的樣品，NTS共鑒定出34個(gè)陽(yáng)性樣品，比qPCR多出15個(gè)；16個(gè)臨床已確診新冠感染患者中，NTS全部檢測(cè)陽(yáng)性，qPCR僅9個(gè)陽(yáng)性。臨床確診樣本顯示，NTS比qPCR的陽(yáng)性檢出率提升43.8%。此外，對(duì)于高濃度病毒樣本，NTS僅需測(cè)序10分鐘即可檢測(cè)陽(yáng)性，即使極低濃度病毒樣本，也僅需測(cè)序4小時(shí)完成檢測(cè)，從收到樣本到出具結(jié)果，全程控制在6-10小時(shí)。而且，該技術(shù)所需的納米孔測(cè)序平臺(tái)對(duì)實(shí)驗(yàn)室要求不高，其中最小測(cè)序儀MinION是便攜式的，因此NTS也適合不同級(jí)別的醫(yī)院使用。
16個(gè)確診新冠病毒感染樣本的平行測(cè)試
