基於高通量測序技術的新方法,可有效分離SARS-CoV-2!快速進行分析!

2020-12-07 健康界

為了儘快分離出SARS-CoV-2核糖核酸，與下一代測序（高通量測序）技術合作，提供一個對監測和研究SARS-CoV-2有用的工具，加拿大麥克馬斯特大學的研究團隊快速設計了誘餌捕獲平臺，用於無培養和無擴增的SARS-CoV-2下一代測序，從複雜樣本中發現基因，通過有樣本驗證，將有助於防治目前的疫情爆發。

新型冠狀病毒屬於β屬冠狀病毒，有包膜，直徑60-140 nm。其遺傳物質是單條正義RNA鏈，接近3萬個鹼基的長度。與SARSr-CoV和MERSr-CoV同屬於同一家族，目前最接近的是蝙蝠SARS樣冠狀病毒（bat-SL-CoVZC45），有85%以上的同源性。

新型冠狀病毒的RNA核心，外由蛋白質外殼包裹，表面突出的是刺突蛋白（S Protein），它是侵染宿主細胞關鍵。2月20日《科學》雜誌發文，科學家利用冷凍電鏡技術解析了刺突蛋白的分子結構，並發現它跟SARS病毒一樣，與人體細胞的ACE2受體作用從而入侵細胞。

但它與ACE2的親和力是SARS病毒的10~20倍，這很可能是導致高度傳染性的原因。且突變率很高（每年每個位點約10-4個核苷酸替代），全基因組監測對於正確的分子流行病學至關重要（即，跟蹤整個基因組的變化）。雖然二代PCR技術是目前最主要的監測SARS-CoV-2方法，但無擴增和無培養方法的應用，分離SARS-CoV-2 RNA，與高通量測序技術一起，將提供監測和研究SARS-CoV-2的更有效的工具。

高通量測序技術又稱「下一代」測序技術，以能一次並行對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定和一般讀長較短等為標誌。因其高通量、不依賴於已知核酸序列和具有更高的靈敏度，在新型冠狀病毒的鑑定、分型、溯源、診斷等方面都展現了重要作用。

儘管已經存在用於有針對性地富集多種病毒的探針組，但該團隊提出了一個專門針對當前SARS-CoV-2暴發的探測裝置。對於基於廣泛的病毒多樣性的探針集，需要關注離靶雜交、導致脫靶濃縮和增加工作流程的時間和成本，而考慮到離靶雜交和平衡復蓋長度和深度的重要性，該探針裝置在檢測與抗生素耐藥性相關的罕見DNA方面有所改進。旨在最大限度地提高特異性和敏感度。

目前，為了對SARS-CoV-2進行測序，需要進行一個培養步驟，如果沒有用於培養該病毒的設施，則很難對SARS-CoV-2進行分析， 使用小型納米孔測序儀誘捕SARS-CoV-2，然後進行NGS誘餌捕獲提供了一個更簡單的選擇。 靶向SARS-CoV-2 RNA富集通過從複雜的患者樣品中物理分離靶RNA來促進富集，從而使大多數測序片段成為靶標，從而減少了所需的宏基因組學測序工作。也減少了總體周轉時間和成本，並能夠快速進行遺傳分析。

與SARS-CoV-2基因組對齊的探針覆蓋圖

通過去除可能與人類或其他物種雜交的候選探針，增強對SARS-CoV-2的敏感性，然而，在電子比對工具中不能準確地識別真核生物、細菌或古細菌的RNA或DNA。在溶液中的反射雜交，該研究團隊所提出的探針組完全有可能與其他冠狀病毒（如SARS-CoV和MERS-CoV）雜交，這是該探針裝置目前的不足之處，當然，近年來，該團隊的成員已經使用誘餌捕獲分離和序列分析了黑死病的病因，並於最近設計和驗證了用於 NGS 檢測的準確和靈敏的濃縮平臺。該研究團隊也表示，他們會繼續努力，爭取早日發布正式的針對SARS-CoV-2研究的技術。

參考文獻

Rapid design of a bait capture platform for culture- and amplification-free next-generation sequencing of SARS-CoV-2 https://www.preprints.org/manuscript/202002.0385/v1 

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