新型冠状病毒肺炎(Coronavirusdisease2019,COVID-2019)是由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒(SARS-CoV-2)所引起的高传染性病毒疾病,对世界人口造成了灾难性影响,导致全球380多万人死亡,成为继1918年流感大流行以来影响最大的全球卫生危机。
新冠病毒 不断变异的RNA病毒
作为单链结构的RNA病毒,新型冠状病毒的一大特点就是极其容易变异。随着感染人数的增加和疫情的持续,新型冠状病毒不断进化和变异,陆续产生多种新冠病毒变异株。世界卫生组织(WHO)根据新冠病毒变异株的传播力、致病力等将其分为VOCs(Variant of concern)和VOIs(Variant of interest)。
新冠病毒VOCs的分类
新冠病毒VOIs的分类
目前市场对新冠病毒筛查主要采用荧光 PCR 方法,该方法检测灵敏度高,但成本也相对较高,并且单机通量小,容易被污染,制约了大规模病毒检测速度,对当前不同变异毒株区分荧光PCR方法存在一定难度。随着病毒感染多元化和疫情防控常态化的推进,市场急需一种更快速、准确、高通量的检测方法,用于满足大样本量的检测、基层的日常防控筛查,以及不同变异株的区分。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)主要用于分析包括蛋白质及核酸在内的生物大分子,该技术应用于核酸检测具有高通量、高灵敏、高准确率的特点。其主要工作原理是结合延伸分析法和碱基特异裂解分析法,将扩增后的核酸产物通过离子源使样品离子化,产生不同质荷比的离子,再经过质量分析器测定该样品中不同种类离子的分子量,按照从小到大的顺序依次排列从而得到一幅质量图谱,并根据检测项目不同给出相应的检测报告。
该技术在遗传病筛查、肿瘤变异检测、甲基化检测、用药指导、病原体检测及功能医学健康管理等多个领域的应用日益深入,已经成为精准医学不可或缺的分子诊断技术。
MALDI-TOF MS检测新型冠状病毒方法为通过特定引物扩增目标基因片段,再通过靶向位点探针特异性单碱基延伸,然后通过质谱技术检测延伸位点的碱基,判断病毒种类和变异类型。该方法灵敏度高、操作简单、成本低廉、人员需求低、通量高,可实现6小时384样本出报告,以后每1小时出384份样品报告。
新冠病毒流行初期,Autof ms1000系统建立了完成病毒检测检测体系,对病毒毒株进行了精准检测(图3)。随着研究深入,Autof ms1000检测核酸的体系也日渐成熟,针对当前多变异毒株情况,研究人员通过合理设计扩增引物和探针,可实现单个样品,单芯片位点检测,一次区分当前所有可认知的新冠病毒变异株。随着疫情斗争的持续进行,病毒变异也不断发生,后续可能出现更多更复杂的病毒变异株,MALDI-TOF MS技术基于其检测原理,在大样本多病毒变异株检测方面的优势将日渐突出。随着人们对该技术的认知度的日渐加深,未来该技术在核酸检测方向的应用将出现更多的思路和方法,MALDI-TOF MS在临床应用领域中将会发挥更大的作用。
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