2020年5月4日

新型COVID-19诊断平台比商用PCR检测试剂盒更高效

西玛纳瓦拉大学的研究人员开发了一种大规模、高灵敏度的COVID-19诊断平台，比目前可用的商业PCR检测试剂盒更有效。它包括一种核糖核酸(RNA)提取方法，允许大量的样品并行处理，独立于商业提取测试试剂盒。Cima研究人员已经证实，该方案在检测无症状病例方面提供了超过95%的灵敏度，他们已将其免费提供给科学界:www.protocols.io/view/manual-s…-throughput-be8bjhsn

科学家估计，目前大多数人没有对SARS-CoV-2病毒免疫。根据研究人员的说法，这些人在血清学测试中不会出现可检测到的抗体。检测IgM型抗体(非常早期阶段)或IgG型抗体(免疫个体)的血清学快速试剂盒具有可变的敏感性。血清学检测可以检测机体的免疫反应，但不能检测咽部是否存在病毒。在发病的前5天，患者可能完全无症状，无抗体，咽部病毒载量高，因此是高度传染性的病毒携带者。然而，有一个疾病阶段，患者有抗体，但在咽部或其他器官中也有病毒颗粒，因此具有潜在的传染性。

聚合酶链式反应(PCR)是一种能够在生物样本中检测SARS-CoV-2病毒RNA的技术。尽管Charité医院(德国)或美国疾病控制与预防中心等机构设计了几种标准的PCR方案，但它们都依赖于RNA提取作为第一步。这一步是检测过程中的主要瓶颈之一，因为目前的RNA提取方法处理有限，不允许对大群体进行测试。

快速检测和PCR检测在放松封锁措施等情况下都具有重要意义。在疫情缓解后的最初几天内迅速发现无症状携带者至关重要，以避免大流行进一步复发。

David Lara-Astiaso博士解释了这项技术

Cima的技术将能够在养老院和公司等相关群体中进行全面抽样，以发现COVID-19病例(包括有症状和无症状病例)。西玛纳瓦拉大学(Cima Universidad de Navarra)基因组学部门主任David Lara-Astiaso博士已从剑桥大学搬到西班牙推动该项目。他解释说:“在以色列魏茨曼研究所，我积累了多年的经验，利用“高容量”技术分析大样本队列中的RNA表达谱。我还开发了新技术，能够在很少的样本中进行这种类型的研究，甚至是在单个细胞中。考虑到目前由COVID-19引起的情况，我们决定应用这些知识同时测试数百或数千个样本，以寻找SARS-CoV-2冠状病毒RNA。”

目前尚不清楚抗体的存在——或者在哪个水平上——能保证对新感染的COVID-19免疫。Cima的研究员、纳瓦拉临床大学的肝病学专家Josepmaría Argemí博士说:“我们必须确保可以使用像我们这样的PCR高效平台对大量人群进行检测。这是防止新冠疫情再次出现或第二波疫情的关键因素。”Argemí博士是参与该项目的13名志愿者之一。

由Lara-Astiaso博士和Argemí领导的Cima团队已将自己交给西班牙当局，对人口和所需社区进行测试，并以这种方式以尽可能精确、快速和安全的方式协助解除COVID-19封锁。

Josepmaría Argemí博士解释了该技术的测试能力来源:西玛纳瓦拉大学

新型RNA提取方法

Cima的方法改进了目前在使用RT-PCR检测COVID之前进行的RNA提取过程。Lara-Astiaso博士解释说:“通常情况下，商业检测试剂盒需要手动提取程序，基于柱和离心机的使用。用我们的系统，RNA的提取是在96孔板样本上完成的。不需要离心，因为我们使用磁珠结合RNA。这使得研究人员可以使用磁铁将珠子吸引到试管的一侧，并快速自动从许多样本中纯化RNA。”

一旦科学家提取出RNA，它就被用于定量PCR反应(或RT-qPCR)，检测病毒RNA的存在，甚至能够确定样本中存在的大约病毒载量。Cima的研究人员使用珀金-埃尔默仪器实现了这一过程的自动化，使他们能够在不到两个小时的时间内处理384个样本。

正如Argemí博士解释的那样:“一个由四名Cima科学家组成的团队目前每天可以分析1920个样本，但这些数字可以根据现有的PCR机器进行扩展，只需要更多的工作人员。这种方法的另一个巨大优势是使用的试剂数量低于通常的COVID检测协议。”

此外，由于Ramón Areces基金会的捐赠，西玛公司已经采用了安捷伦公司的Bravo多通道机器人，该机器人将完全自动化这一过程，并在最少的人员干预下将样品处理能力提高了一倍。这种机器人减少了时间，提高了再现性，并减少了人为错误或污染的可能性样本到另一个地方。