使用一种新型低成本、可在现场应用的RNA提取和储存方法,验证了七种具有大流行潜力的病毒家族中原型病毒的灭活效果

《Journal of Virological Methods》:Validation of Prototype Virus Inactivation From Seven Virus Families of Pandemic Potential With a Novel Low-Cost, Field-Deployable RNA Extraction and Storage Method

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:Journal of Virological Methods 1.6

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  本研究开发了低成本、适用于现场部署的RNA提取与灭活方法(RNAES),并验证其对九种原型病毒(涵盖七个病毒家族)的灭活效果。与Qiagen QIAamp试剂盒相比,RNAES在血液、血清及环境样本中能有效灭活六大家族的病毒,但对非包膜病毒科(Picornaviridae)灭活不完全。该方法通过灭活病原体降低生物安全风险,简化样本运输,为资源有限地区提供高效核酸提取解决方案。

  在这项研究中,科学家们探讨了一种新的RNA提取和保存方法(RNAES),旨在提高全球应对新兴和再出现传染病(re/EID)的准备能力。随着全球范围内不断出现新的病毒威胁,如中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)、日本脑炎病毒(JEV)、西尼罗病毒(WNV)、汉坦病毒(HTV)、麻疹病毒(MV)、Heartland病毒(HTV)、肠病毒A71(EV-A71)、寨卡病毒(CHIKV)和西方马脑炎病毒(WEEV),对这些病毒进行快速、安全和有效的研究变得尤为重要。这些病毒属于七个高风险病毒家族,代表了当前或潜在的全球健康威胁。然而,传统的RNA提取方法通常需要昂贵的设备、稳定的电力供应以及复杂的冷链系统,这些在资源有限的地区可能难以实现。因此,开发一种低成本、便于现场使用的RNA提取和保存方法成为迫切需求。

RNAES方法是为满足这些需求而设计的,其核心理念在于能够在现场条件下快速提取和保存病毒的RNA,同时有效灭活病毒,从而降低实验过程中的生物安全风险。该方法的开发不仅有助于提升现场研究的可行性,还能够为后续的实验室分析提供更加安全和高效的样本。研究人员特别关注了该方法对六种病毒家族的灭活效果,包括冠状病毒科、黄病毒科、汉坦病毒科、副粘病毒科、Phenuiviridae科和Togaviridae科。这些病毒家族具有不同的结构特征、传播方式和致病性,因此选择它们作为测试对象能够全面评估RNAES方法在实际应用中的有效性。

在实验设计中,研究人员使用了模拟现场样本,包括人类全血、人类血清、病毒运输介质(VTM)、媒介体池和环境样本,这些样本涵盖了多种可能的病毒来源。通过对不同病毒载量的样本进行处理,研究人员能够验证RNAES方法在各种条件下是否都能有效灭活病毒。此外,他们还与商用提取试剂盒(如Qiagen QIAamp)进行了比较,以评估RNAES方法的性能是否优于传统方法。结果显示,RNAES方法在六种病毒家族的灭活效果上表现优异,而在第七种病毒家族(Picornaviridae)中则未能完全灭活,这可能是因为非包膜病毒对RNAES试剂盒中的裂解化学成分具有不同的敏感性。

研究中采用的灭活效果评估方法是通过斑块形成试验(plaque assay)来确定提取后的样本中是否仍存在具有感染性的病毒。这一试验能够准确测量病毒在细胞培养中的复制能力,从而判断灭活是否彻底。通过这种方法,研究人员能够确保提取的RNA样本不再具有感染性,从而为后续的实验室分析提供安全的基础。这一成果对于开展快速、高效的疫情研究至关重要,因为它能够显著降低样本运输和处理过程中的生物安全风险,同时提高研究的可行性和效率。

除了技术上的创新,RNAES方法的开发还体现了全球合作的重要性。研究团队来自美国和亚洲的多个研究机构,他们共同致力于应对全球范围内的传染病威胁。这种跨地域的合作不仅有助于资源共享,还能够促进不同地区之间在传染病研究方面的交流与协作。此外,研究的开展也得到了美国国家卫生研究院(NIH)的支持,这表明该方法在公共卫生领域具有重要的应用前景。

RNAES方法的推广和应用对于全球传染病防控体系具有深远的意义。首先,它能够显著降低现场研究的门槛,使得资源有限的地区也能参与全球性的疫情监测和研究工作。其次,该方法的低成本和便携性意味着可以在更多地点部署,从而提高全球传染病研究的覆盖范围和响应速度。最后,RNAES方法的成功应用为未来传染病研究提供了一个可复制的模型,有助于建立更加灵活和可持续的全球研究基础设施。

尽管RNAES方法在大多数病毒家族中表现出良好的灭活效果,但在非包膜病毒(如Picornaviridae科)的灭活方面仍存在一定的局限性。这提示未来的研究需要进一步优化该方法,以确保其对所有类型的病毒都具有广泛的适用性。此外,研究人员还指出,对于某些特定的病毒,可能需要额外的处理步骤或条件调整,以提高灭活效率。因此,RNAES方法的持续改进和适应性调整将是未来研究的重要方向。

在实际应用中,RNAES方法的推广需要考虑多方面的因素,包括培训现场研究人员使用该方法、确保方法的标准化以及建立相应的质量控制体系。此外,还需要与当地公共卫生机构和实验室建立紧密的合作关系,以确保样本的运输和处理符合生物安全规范。通过这些措施,RNAES方法可以更好地服务于全球传染病研究,为快速识别和应对新的病毒威胁提供强有力的技术支持。

总体而言,这项研究展示了RNAES方法在应对全球传染病威胁方面的潜力。通过在资源有限的环境中提供一种低成本、便携且高效的RNA提取和保存技术,RNAES方法不仅能够提升现场研究的能力,还能够为全球范围内的传染病防控和研究提供新的思路和工具。随着更多病毒家族的测试和方法的进一步优化,RNAES有望成为未来全球传染病研究的重要组成部分,为公共卫生领域带来更多的创新和突破。
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