搜狐医药 | 《自然》:全球科学家积极开发诊断试剂,与新冠病毒“赛跑”

原标题:搜狐医药 | 《自然》:全球科学家积极开发诊断试剂,与新冠病毒“赛跑”

文 / 周亦川 编 / 袁月

【搜狐健康】自新冠病毒疫情爆发以来,全世界科学家正在团结起来,为这种新型病毒开发一套快速可靠的分子诊断测试方法,与病毒的快速传播“赛跑”。2月19日,《自然》网站发文对其中的多项工作进行介绍与总结:

网站指出,目前新冠病毒感染例数仍在不断增加,因此对于快速且可靠的诊断需求愈加强烈。尽管现在很多医院和诊所还无法获得一种强力、准确、敏感的新冠病毒检测试剂,但确实在几周内病毒的研究已经取得了十分明显的进展。与之相比,2002-2003年的SARS冠状病毒用了将近六个月才建立了有效的鉴定方法。

疫情之初,武汉华南海鲜市场发现了一系列不明原因的肺炎病例之时,已有三个小组不知疲倦地工作以确定罪魁祸首:

首先,来自于上海、武汉、北京、悉尼的研究人员使用宏基因组RNA测序方法鉴定了一个在海鲜市场工作过的患者样本。该小组于1月10日在公开的基因银行序列库中存放了一份基因组序列草案,于1月17日交存。

大约同一时间,中国疾控中心派出了一个快速反应小组,他们从三名患者的支气管肺泡灌洗液中分离培养了一种新的冠状病毒,将其确定为可能的爆发源。研究人员通过电子显微镜揭示了它的冠状病毒形态,而光学显微镜结果也证明了它对人类的呼吸道上皮细胞有致病变的作用。基因组测序显示,该病毒与蝙蝠体内发现的一种已知的SARS病毒有超过85%的序列同一性。1月12日,该小组在开放存取数据库中又加入了三个基因组序列进行共享。

位于武汉和北京的第三组科学家对五名患者做进一步研究发现并鉴定了同一种病毒,并存放了五个基因组。他们表明,该病毒使用血管紧张素转换酶2(ACE2)进入宿主细胞,与2003年的SARS的感染通路相同。

此后,几个国际组织根据这些序列数据涉及聚合酶链式反应试验的引物,以支持全球的公共卫生实验室开展检测工作。柏林查里泰大学医院病毒学研究所的克里斯蒂安·德罗斯滕实验室,与欧洲和香港的学术合作者一起公布了核酸诊断测试的详细内容和工作流程。1月23日,这种方法证实可以检测到新冠病毒并能够与SARS区分,它展现了对297份呼吸道感染患者临床的特异性,并由此产生了25万套试剂盒。世卫组织近几周向全球159个实验室运送了这些试剂盒。

与此同时,香港大学一个研究小组已开发了两个单步反应试验,瞄准基因银行公布的第一序列的病毒基因组的ORF1b和N区域,这两项实验已经用两个患者标本得到验证。该实验可用于识别新冠病毒所属的SARS病毒亚属的多种病毒,因为没有其他此亚属的疾病传播,如果使用正确,该反应测试是高度敏感的。

美国疾控中心在2月4日获得FDA的紧急使用授权后,在美国所有50个州及30个国际地点推出了自己的测试方法。

这些早期的实验室测试赢得了关键的时间,他们在商业化的产品和试剂盒大规模上市之前,为公共卫生当局提供了诊断工具。在中国,深圳的华大基因开始运作,截至一月底该公司已在中国各地分发了超过5万套试剂盒。2月5日,它在武汉开设了一个紧急检测实验室,每天可以处理10000个样本。其他公司的开发测试速度慢一些,但初步推广即将开始。

IDbyDNA公司未开发定制的聚合酶链式反应测试,而是将宏基因组的核酸分析作为常规诊断和监测工具,其现有的Explify呼吸试验可将患者样本中获得的宏基因组数据与大量序列数据进行比较,可识别900多种呼吸病原体,包括新冠病毒。据该公司负责人称,实验数据分析不到一小时,虽然比现在的核酸检测更贵,但测序成本的下降有可能帮助这种方法推广。

苏格兰爱丁堡大学Andrew Rambaut通过分析不同的新冠病毒基因组之间的系统发育关系追踪疫情。他指出,RNA病毒有一个容易出错的复制过程,而基因变异构成了一个分子时钟,可以提供对病毒最初出现和正在进行进化的时间分析。初步分析90个可公开获得的基因组表明,新冠病毒是在武汉第一例肺炎病例前不久出现的,它不会像其他研究所预测的时间早那么多。

流行病学家还采用了数字化监控工具,通过自动监控官方和非官方来源的电子信息跟踪新冠病毒爆发情况。约翰霍普金斯大学系统科学与工程中心开发了一种基于网络的仪表板,实时显示和跟踪新冠病例。科学家可通过GitHub知识库免费获得基础数据。Crowdsourcing也开发了共享电子线路对逐个案例进行追踪,截至2月19日,该清单已超过7800例个案的人口统计、地理和临床信息,支持研究人员分析了解传播模式……

据牛津大学动物学系研究员Moritz Krämer评价,本次危机的特点是各方的数据共享精神比以前的流行病要强得多。

无数医护人员和科学家在与新冠病毒赛跑,其趋势仍有很多的不确定性:我们还不知道“冰山”究竟有多大,是否还有未被发现的感染源,数百万乃至数千万人正处于封锁状态……这场赛跑的结果如何,我们还需持续观察和不断努力。

参考资料:

1. Nature

Coronavirus and the race to distribute reliable diagnostics

https://www.nature.com/articles/d41587-020-00002-2

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