SARS-CoV-2检测的四种策略评估:特点与前景

Evaluation of Four Strategies for SARS-CoV-2 Detection: Characteristics and Prospects.

作者信息Yuqing Chen, Yu Ma, Yanxi Han, Zhenli Diao, Lu Chang, Jinming Li, Rui Zhang
PMID36287010
发布时间2022-12-21
DOI10.1128/spectrum.02143-22

实验完整度

研究基于3种灭活病毒上清和5种重组N蛋白,包含核酸扩增和抗原检测多个方法,但仅评估分析灵敏度,未涉及临床样本或功能验证。

主要模型

SARS-CoV-2灭活细胞培养上清(WT、Delta、Omicron) 重组SARS-CoV-2核衣壳蛋白(WT、Delta AY.2、Delta AY.1/AY.3、Omicron BA.1、BA.2)

重点核对

病毒浓度:使用5×10⁵至1.95×10³拷贝/mL的系列2倍稀释 样本体积:50 μL病毒上清加入不同体积保存液或提取液 重复次数:每个浓度重复3次(核酸扩增和抗原检测) 判读方式:快速抗原检测由两名技术人员独立判读,不一致时由第三人裁定 统计方法:采用Pearson卡方检验,P<0.05为显著

摘要

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的大流行给全球公共卫生系统带来了巨大负担,并造成了灾难性的社会经济后果。目前,单采检测、20合1混采检测、核酸即时检测(POCT)和快速抗原检测在不同场景中用于检测SARS-CoV-2,但对它们的全面评估很少,仍有待探讨。本研究使用3种SARS-CoV-2灭活细胞培养上清液评估这些策略的分析性能。此外,还使用了5种重组SARS-CoV-2核衣壳(N)蛋白进行快速抗原检测。对于野生型(WT)、Delta和Omicron株,单采检测达到100%检出率的最低灭活病毒浓度范围分别为1.28×10²至1.02×10³、1.28×10²至4.10×10³和1.28×10²至2.05×10³拷贝/mL。20合1混采检测的范围分别为1.30×10²至1.04×10³、5.19×10²至2.07×10³和2.59×10²至1.04×10³拷贝/mL。核酸POCT均为1.42×10³拷贝/mL。快速抗原检测的范围分别为2.84×10⁵至7.14×10⁶、8.68×10⁴至7.14×10⁶和1.12×10⁵至3.57×10⁶拷贝/mL。对于WT、Delta AY.2、Delta AY.1/AY.3、Omicron BA.1和Omicron BA.2重组N蛋白,快速抗原检测达到100%检出率的最低浓度范围分别为3.47至142.86、1.74至142.86、3.47至142.86、3.47至142.86和5.68至142.86 ng/mL。本研究为检测方法的科学部署提供了有益的见解,并建议充分考虑检测目的、资源可用性、成本效益、结果快速性和准确性,以促进COVID-19长期监测的深入路径。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
四种SARS-CoV-2检测策略(单采、20合1混采、核酸POCT和快速抗原检测)的分析灵敏度如何,以及如何科学部署?
核心机制
核酸扩增检测的灵敏度高于快速抗原检测,其中单采策略灵敏度最高;快速抗原检测的灵敏度差异可能源于抗体标记方法(荧光微球、乳胶微球、胶体金)的不同。
主要证据
通过3种灭活细胞培养上清和5种重组N蛋白,检测各试剂盒达到100%检出率的最低浓度,比较其分析灵敏度。
研究意义
为不同场景下SARS-CoV-2检测策略的科学部署提供依据,综合考虑检测目的、资源可用性、成本效益和结果快速性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

病毒上清定量与样本制备

确定用于灵敏度评估的病毒上清和重组N蛋白的浓度。

使用QIAamp Viral RNA Minikit提取RNA,反转录后经ddPCR定量病毒RNA;使用Qubit 3.0荧光计测定重组N蛋白浓度。

2

核酸扩增检测灵敏度评估

评估单采和20合1混采策略下5种rRT-PCR试剂盒及1种核酸POCT的分析灵敏度。

将病毒上清按2倍系列稀释后加入含有咽拭子的保存液中,分别模拟单采和混采场景,提取核酸后用rRT-PCR或POCT检测。

3

快速抗原检测灵敏度评估

评估19种快速抗原检测试剂盒对灭活病毒和重组N蛋白的分析灵敏度。

将病毒上清和重组N蛋白按系列稀释后加入各试剂盒提供的样本提取液,按照说明书进行检测,由技术人员判读结果。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
QIAamp病毒RNA小提试剂盒Qiagen--
PrimeScript RT试剂盒TaKaRa--
QX-200系统Bio-Rad--
Qubit 3.0荧光计Thermo Fisher Scientific--
Qubit蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
天龙自动核酸提取仪(NP968-C)Xi'an Tianlong Science and Technology Co., Ltd.--
重组SARS-CoV-2 N蛋白(野生型)Sino Biological40588-V07E
重组SARS-CoV-2 N蛋白(Delta AY.2)Sino Biological40588-V07E29
重组SARS-CoV-2 N蛋白(Delta AY.1/AY.3)Sino Biological40588-V07E32
重组SARS-CoV-2 N蛋白(Omicron BA.1)Sino Biological40588-V07E34
重组SARS-CoV-2 N蛋白(Omicron BA.2)Sino Biological40588-V07E35

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
病毒上清定量与样本制备
病毒上清株型、浓度范围、定量方法(ddPCR)
阅读提示:Materials and Methods: Study design and samples
核酸扩增检测灵敏度评估
单采和混采的咽拭子数量、保存液体积、病毒稀释浓度、重复次数
阅读提示:Materials and Methods: Nucleic acid amplification tests; Table 1
快速抗原检测灵敏度评估
病毒上清和重组N蛋白的稀释浓度、样本提取液体积、重复次数、判读方式
阅读提示:Materials and Methods: Rapid antigen tests; Table 1