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为解决 SARS-CoV-2 检测难题,研究人员开展基于邻触反应和氧化石墨烯(GO)猝灭吖啶酯化化学发光的均相免疫分析法检测 SARS-CoV-2 抗原的研究。该方法检测限低至 0.02 ng/ml 病毒蛋白,临床评估与数字 RT-PCR 一致性高,为早期诊断提供新平台。
新冠疫情自爆发以来,给全球公共卫生带来了巨大挑战。截至 2023 年 12 月,SARS-CoV-2 肺炎患者数量高达 7 亿,死亡人数超过 650 万。在疫情防控中,准确且快速地检测出病毒至关重要。传统的病毒培养和 RT-PCR 检测方法虽然是诊断 SARS-CoV-2 感染的金标准,但存在诸多局限性。它们需要在生物安全实验室中由专业人员操作,检测核酸耗时数小时,分离病毒更是需要数天时间。而且,这些方法对仪器设备和专业知识要求高,许多资源匮乏地区,尤其是发展中国家的医疗系统难以满足这些条件。
为了找到更简单、快速且可靠的检测方法,江苏相关研究人员开展了一项关于 SARS-CoV-2 抗原检测的研究。他们开发了一种基于邻触反应和氧化石墨烯(GO)猝灭吖啶酯化化学发光的均相免疫分析法。研究结果显示,该方法表现出色,在病毒蛋白检测方面,检测限低至 0.02 ng/ml;在病毒毒株检测中,等效检测限为 200 copies/ml 。在临床评估中,与数字 RT-PCR 相比,该方法的阳性符合率达到 90.87%,阴性符合率为 99.77%,总体符合率为 96.53%,并且对其他常见病毒无交叉反应。这一研究成果发表在《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》上,为 SARS-CoV-2 的早期诊断提供了一个极具潜力的平台,有望推动全球新冠病毒检测技术的发展,也为其他病原体的检测提供了新的思路和方法。
在研究过程中,研究人员使用了多种关键技术方法。样本方面,收集了 252 例经 RT-PCR 试剂盒(BioGerm,中国)确诊的急性 SARS-CoV-2 感染的门诊和住院患者的拭子标本,同时采集了 260 例非 COVID-19 疾病患者的标本,这些患者感染了包括常见冠状病毒(NL63、229E、OC43、HKU1)、乙型流感(山形 / 维多利亚变种)、副流感病毒(1/2/3/4 型)等多种病原体。技术上,通过优化 DNA 抗体偶联物、AE 修饰的 DNA3 和 GO-AOD 混合物的浓度,确定最佳检测条件;采用均相化学发光双抗体夹心法,利用吖啶酯(AE)在碱性过氧化氢条件下氧化产生化学发光信号,并结合氧化石墨烯的猝灭特性,实现对 SARS-CoV-2 抗原的检测 。
研究结果主要包含以下几个方面:
- 确定最佳浓度:通过对 1 - 20 nM 的 DNA 抗体偶联物和 0.05 - 0.2 μM 的 AE 修饰的 DNA3 分别进行测试,综合考虑信噪比(S/N)和灵敏度,确定两种 DNA 抗体偶联物的最佳浓度均为 10 nM,AE 修饰的 DNA3 的最佳浓度为 0.15 μM。
- 检测限和重复性:使用 SARS-CoV-2 抗原和不同的 SARS-CoV-2 变体进行检测限测试,发现该方法的检测限低至 0.02 ng/ml 的病毒蛋白,展现出高灵敏度。同时,研究还对方法的重复性进行了评估,但文中未详细阐述具体结果。
- 临床评估:利用该方法对疑似 SARS-CoV-2 感染人群的咽拭子和鼻咽拭子样本进行检测,与数字 RT-PCR 对比,在临床评估中获得了高符合率。这表明该方法在实际临床检测中具有较高的可靠性,能够准确检测出 SARS-CoV-2 抗原。
研究结论和讨论部分指出,该方法主要用于疑似新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染人群急性期(症状出现后 7 天内)的口咽拭子和鼻咽拭子样本中 SARS-CoV-2 N 抗原的检测。均相化学发光双抗体夹心法结合邻触反应和氧化石墨烯猝灭技术,显著提高了检测的灵敏度和信噪比,使检测限大幅降低。该方法不仅在 SARS-CoV-2 检测中表现出色,而且因其高特异性,与其他常见病毒无交叉反应,为临床诊断提供了可靠依据。同时,这种检测方法具有简单、快速、成本效益高的特点,有望在全球范围内广泛应用于 SARS-CoV-2 的早期诊断,助力疫情防控工作。此外,该方法还有潜力经过调整后用于其他病原体的检测,为未来传染病检测技术的发展开辟新的方向。