提高准确性,减少COVID-19 PCR检测假阳性

【字体: 时间:2023年01月04日 来源:American Society for Microbiology

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  寻找病毒RNA的PCR拭子检测已成为识别SARS-CoV-2病毒感染的金标准,但其结果并不是100%准确。研究人员报告说,除了寻找病毒本身的遗传物质外,检测受感染者体内某些免疫相关基因的水平可以提高诊断的准确性。

  

寻找病毒RNA的PCR拭子检测已成为识别SARS-CoV-2病毒感染的金标准,但其结果并不是100%准确。研究人员报告说,除了寻找病毒本身的遗传物质外,测试受感染者体内某些免疫相关基因的水平可以提高诊断的准确性。

研究人员将COVID-19患者的基因表达数据与其他病毒性呼吸道疾病患者和非病毒性疾病患者的基因表达数据进行了比较。分析显示,2个宿主基因的组合表达与SARS-CoV-2感染密切相关。此外,这种基因反应的检测可以很容易地纳入现有的PCR检测,并保持其对现有和未来病毒变体的准确性。

加州大学旧金山分校的计算生物学家Eran Mick博士说:“我们设想这是PCR测试的附加组件,它仍然在寻找病毒的直接证据,并使用宿主基因作为后备,以确保我们捕捉到病毒PCR可能出现假阳性或假阴性结果的情况。”

美国食品和药物管理局(fda)于2020年春批准了首个针对COVID-19的PCR检测。然而,在广泛使用期间,这种检测方法很容易出现假阴性——特别是当病毒进化出可能无法被检测到的新变种时——以及由于测试实验室中其他样本的污染而出现假阳性。得到假阴性结果的人可能会在没有治疗的情况下生病,并继续传播病毒。假阳性结果可能导致一个人忍受不必要的隔离或取消计划的医疗程序。

2020年11月,Mick等人领导了一项研究,证明COVID-19在感染者中引起了一种独特的基因表达模式。这一观察促使他们研究这些基因是否具有诊断效用。在先前发表的工作中,该团队使用来自鼻咽拭子的RNA测序数据来识别可作为COVID-19诊断分类器的多个基因组合。

然而,根据Langelier的说法,在常规基础上对大量基因的反应进行测试是不可行的,并且与现有的临床PCR测试不兼容。在这项新工作中,研究人员测试了一系列2基因组合,以找到可以准确诊断COVID-19的一对。他们发现最佳特征包括IFI6和GBP5,前者是受干扰素刺激的基因,与非病毒条件相比在COVID-19中强烈诱导,后者在其他病毒感染中强烈诱导。

“这实际上是一种基因的组合,它能很好地区分没有病毒感染的人和感染病毒的人,而另一种基因能把COVID-19病例和其他呼吸道病毒感染区分开来。”

Langelier说:“在感染的环境中,许多不同的生物过程都会发生变化。”“令人惊讶的是,所有复杂的生物学都可以归结为这两个具有预测价值的基因。”

一旦他们确定了基因对,研究小组表明,该分类器可以包括在PCR检测中,不受交叉污染的影响(因为它测量的是宿主的反应),并适用于所有常见的病毒变体?

Mick说:“将其减少到如此少量的基因是一个游戏规则改变者。”

Mick指出,这种2基因宿主特征被设计成与病毒PCR检测结合使用来诊断COVID-19,因为对SARS-CoV-2的反应与对其他病毒感染的反应之间仍然存在显著重叠。然而,纯粹基于宿主的分类器可以用作广泛的监测工具,以确定感染任何呼吸道病毒的人。Mick指出,即使在大流行之前,病毒感染也是一个重大的公共卫生问题,许多病毒感染没有被发现。一种标记病毒感染的诊断工具可能有助于筛查养老院或医院中的弱势人群?

Journal Reference:

  1. Jack Albright, Eran Mick, Estella Sanchez-Guerrero, Jack Kamm, Anthea Mitchell, Angela M. Detweiler, Norma Neff, Alexandra Tsitsiklis, Paula Hayakawa Serpa, Kalani Ratnasiri, Diane Havlir, Amy Kistler, Joseph L. DeRisi, Angela Oliveira Pisco, Charles R. Langelier. A 2-Gene Host Signature for Improved Accuracy of COVID-19 Diagnosis Agnostic to Viral Variants. mSystems, 2022; DOI: 10.1128/msystems.00671-22

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