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中國光谷：武大聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)納米孔靶向測序，大幅提升病毒陽性檢出率，當(dāng)天可同時檢測新冠和甲流等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)新性開發(fā)出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(shí)現(xiàn)當(dāng)天同時檢測新冠和其他10類常見呼吸道病毒并監(jiān)測病毒突變。

據(jù)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(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“假陰性”現(xiàn)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)。

針對這些情況，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)人付愛思博士等迅速組建聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性開發(fā)了納米孔靶向測序（Nanopore Targeted Sequencing，NTS）檢測方法。

據(jù)悉，劉天罡教授同時也是武漢生物技術(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

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，還能在捕獲的同時讀出序列。這樣，一次檢測不僅可以確診是否新冠，而且能同時檢測出其他常見的呼吸道病毒，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(zhǔn)全面檢測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)增和納米孔測序長讀長、實(shí)時數(shù)據(jù)輸出的優(yōu)勢，首次實(shí)現(xiàn)測序后4小時內(nèi)高敏感性、高準(zhǔn)確性同時檢測SARS-CoV-2和其他10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(shí)現(xiàn)對新型冠狀病毒基因組變異情況進(jìn)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。

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的NTS技術(shù)的特點(diǎn)在于：它不僅局限于中國或美國疾病控制中心（CDC）目前在qPCR方法中推薦的位點(diǎn)，而是將檢測范圍擴(kuò)大到9個基因、12個位點(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，檢測病毒基因組范圍提升100倍，從而顯著提高檢測敏感性和準(zhǔn)確性。而qPCR方法僅針對病毒基因組上2-3個位點(diǎn)進(jìn)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(dǎo)致僅針對少數(shù)基因位點(diǎn)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(jié)果失效。

NTS與qPCR方法對比

在研究中，團(tuán)隊(duì)平行測試了NTS和qPCR兩種方法。結(jié)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(jié)果，全程控制在6-10小時。而且，該技術(shù)所需的納米孔測序平臺對實(shí)驗(yàn)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。