疫情蔓延速度取决于两个方面:每个事件感染的人数,以及人际感染传播需要多长时间。前者是传染数 (reproduction number),后者是人际传染间隔时间 (serial interval)。例如,埃博拉病毒的人际传染间隔时间为数周,而新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 仅为数天。如此短暂的人际传染间隔时间意味着新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 疫情一旦爆发便会迅速扩散,并且很难阻止其蔓延。
截至 2020 年 3 月底,没有一个国家/地区的检测人数超过其人口的 3%,而且各个国家/地区在检测数量上仍然存在巨大差异。这突显了对快速检测并获得结果的迫切需求。越快进行检测,就可以越快获得结果,从而更迅速地采取措施减缓病毒的进一步传播。但是,我们如何检测新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 并加快检测速度?
自动化技术为检测“加速”
科学技术,尤其是自动化技术,有助于加快检测。样品前处理是工作流程中不可或缺的部分,自动化系统能够大大加速此过程,加快检测速度并最大程度减少样品处理错误。
研究人员正在使用安捷伦的 Bravo 等设备来研究新型冠状病毒肺炎 (COVID-19)、探索开发新的技术和数据分析工具以及提出新的生物学见解。科学家已对需要手动执行且通量较低的 CDC 方案进行了修改,以便能够在自动化液体处理设备上运行。这使得一些实验室的样品日处理通量达到了 2000 份,大大提高了实验室的分析能力,并将出结果的时间从几天缩短至几个小时。
波士顿的一家生物工程公司正借助 Bravo、安捷伦定制寡核苷酸文库和酶来合成 DNA,帮助进行冠状病毒检测研究。他们还与其他研究人员自由分享这些信息。加利福尼亚的研究团队也在利用 Bravo 来加快其新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 研究工作。到目前为止,该团队反馈称 Bravo 帮助实现了自动化,已成为工作流程不可或缺的部分。团队原本预计每天处理 1000 个样品,但 Bravo 使其远超预期,现在每天能处理将近 3000 个样品!
Bravo 可自动将液体从一个容器转移至另一个容器。人工一次只能转移一个或几个液体样品,而 Bravo 一次可处理 96 个样品。不仅提高了通量,还能确保精度和准确度,同时避免了手动操作带来的错误。
采样数量不断增加,对消耗品的需求也随之增加。Bravo 仪器采用安捷伦专为自动化液体处理平台设计和生产的 96 孔储液微孔板。欧洲有两家大型制药公司正在为政府推行的举措提供支持,并依靠安捷伦微孔板执行自动化方案,从而开展 COVID-19 相关工作。
qRT-qPCR 技术的作用
qRT-qPCR 是一种强大且经济高效的检测方法,包括分离 RNA 和扩增 cDNA(即产生数百万至数十亿个 DNA 拷贝)、使用标记试剂、用于扩增和检测目标 DNA 的一体化仪器以及数据分析工作流程。安捷伦提供整个 qPCR 工作流程中所需的关键试剂,包括 Absolute RNA 试剂盒(用于分离病毒 RNA)、AffinityScript 逆转录酶(用于将分离的 RNA 逆转录成 DNA)、Brilliant 反应预混液(用于扩增和标记)和 Aria Mx/Dx qPCR 仪器。这些试剂和仪器正在帮助研究人员更深入地了解新型冠状病毒肺炎 (COVID-19)。
支援一线
今年一月,研究与制造公司 PrimerDesign 与安捷伦联系,讨论关于 AffinityScript 逆转录酶(用于合成 cDNA)的订购事宜。我们了解到他们对此试剂的迫切需求以及日益严重的新冠病毒威胁,同意加快满足其需求。PrimerDesign 开发了自己的试剂盒,是目前 FDA 批准的紧急使用授权 (EUA) 试剂盒之一,也是欧洲最早使用的带 CE-IVD 标志的试剂盒之一。
在扩增和检测方面,大量 Agilent Brilliant III qRT-PCR 探针试剂盒被用于生产检测试剂盒。此外,意大利的一家公司已经发布了用于检测新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 的 CE-IVD 试剂盒,可用于市售实时 PCR 系统,包括 Agilent AriaDx 实时 PCR 系统。
超越 qPCR:新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 微阵列芯片分析
尽管 qPCR 快速、经济且简单易用,但它并不是检测病毒 RNA 的唯一方法。
几周前,当新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 疫情开始大范围爆发时,研究人员联系安捷伦,咨询是否可以加快速度在微阵列芯片上添加冠状病毒序列。答案是:“可以。”
安捷伦团队不仅添加了新型冠状病毒的序列,还添加了其他两种冠状病毒(MERS 和 SARS)的序列。设计优化过程有时要花费数月,但这一次仅花费不到两周的时间。48 小时内,安捷伦打印出微阵列芯片、发货并送至客户手中。
检测速度仍是关键
虽然预计新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 病例数将在未来几周内达到高峰,但为了更好地控制当前疫情形势并防止疫情反扑,对病毒检测的迫切需求仍将持续。扩大检测范围、更快获得结果并采取行动,不仅有助于阻断新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 的传播,而且可以进一步了解和抗击疫情。