AAPS J:COVID-19诊断方法总结

2022-01-15 Juling MedSci原创

诊断试验对于疾病每个阶段的监测和预后至关重要。自2019年12月报告SARS CoV-2 COVID-19以来,已开发出各种检测试剂盒和检测方法用于诊断。

诊断试验对于疾病每个阶段的监测和预后至关重要。自2019年12月报告SARS CoV-2 COVID-19以来,已开发出各种检测试剂盒和检测方法用于诊断。

以下总结了近年来COVID-19病诊断方法的进展。

1.       基于PCR的检测

目前,逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)是诊断COVID-19的金标准检测方法。RT-PCR检测中主要使用鼻拭子和眼分泌物样本。Rutgers临床基因组学实验室的研究人员还对自我采集的唾液样本进行了探索。唾液样本采集不仅简单、快速,而且对医护人员的风险较小。

图7显示了用于检测临床样本中病毒基因组的RT-PCR检测的逐步程序。如图所示,RT-PCR检测包括从临床样本中分离病毒RNA,然后通过RNA依赖的DNA聚合酶反应生成互补DNA(cDNA)。接下来,通过PCR扩增将cDNA转化为双链DNA(dsDNA),并对该DNA样品进行扩增,直至通过荧光或电信号检测到病毒cDNA。

荧光定量PCR中荧光检测的关键步骤如图7所示。

RT-PCR检测需要每个循环多次温度变化、工作费时费力。

因此,每个循环不需要改变温度的等温核酸扩增是检测SARS-CoV-2感染的一种更容易的技术。

Park等人使用恒温扩增方法,开发了SARS-CoV-2病毒的逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)试验。

Seo等人报道了一种基于场效应晶体管(FET)的生物传感器,用于快速检测患者样本中的SARS-CoV-2感染。这种高灵敏度的生物传感器设备的主要优点是,这种方法不需要任何样品的标记进行分析。作者用抗SARS-CoV-2抗体装饰FET的石墨烯片,制备了这种生物传感器,并利用培育的SARS-CoV-2病毒和COVID-19患者的拭子标本评价了其性能。这种EFT生物传感器能够在极低浓度下检测SARS-CoV-2加标蛋白,如1fg/mL磷酸盐缓冲液样品、临床样品和SARS-CoV-2病毒的培养样品——使其成为SARS-CoV-2感染的一种极其灵敏的诊断方法。

Wang等人设计了一种新型的一步法单管巢式定量实时荧光定量PCR(OSN-qRT-PCR)方法,用于临床样本中SARS CoV-2病原体的快速检测。作者采用数份临床样本评价了OSN-qRT-PCR方法的临床性能,并观察到该检测试剂盒能够检测低病毒载量临床样本中的SARS-CoV-2病毒,从而使其比其他qRT-PCR方法更灵敏。这种OSN-qRT-PCR检测方法可以成为诊断COVID-19的一种有前景的工具。

2.       血清学检测

血清学检测包括分析血清或生物体液,以确定某些生物标志物(如抗体)的存在,通常用于监测疾病进展。人们探索了酶联免疫吸附试验(ELISA)等各种血清学试验,以鉴定已产生抗SARS-CoV-2病毒感染抗体的人群。

最近,FDA还授权Cellex Inc.生产的侧流血清学免疫分析法,即qSARS-CoV-2 IgG/IgM快速检测。基于ELISA的血清学检测示意图见图8.

开发了两种类型的ELISA免疫分析法:检测COVID-19抗原或针对病毒抗原的抗体。这些试验相似,但微孔板的包被不同。当其被抗原包被后,用于检测针对病毒产生的抗体。反之亦然,用抗病毒抗体包被可检测病毒抗原。

3.       基于纳米颗粒的血清学检测

近年来,基于纳米颗粒的比色生物测定作为许多疾病的一种有前景的诊断工具迅速增长,主要原因是基于纳米的诊断工具的仪器简单和视觉输出。

由于局部表面等离子体共振和固有的光稳定性,基于金纳米颗粒(AuNP)的比色生物测定在基于图像的诊断的发展中受到了显著的关注。最近,研究人员还探索了AuNPs用于可能诊断COVID-19病。

Huang等,制备了一种基于金纳米颗粒的侧流(AuNP-LF)系统,由各种容易获得的无机纳米材料制成。该AuNP-LF系统可检测患者血清样本中产生的抗SARS-CoV-2病毒病原体的IgM抗体。该AuNP-LF试纸条系统可在15 min内检测临床样本中的SARS-CoV-2病毒。因此,这种基于AuNP-LF的工具显示了快速检测COVID-19病的巨大前景。

Moitra等人制备了基于金纳米颗粒(AuNP)的传感器,用于裸眼检测临床样本中的SARS-CoV-2病毒。作者用SARS-CoV-2病毒核衣壳磷蛋白特异性的巯基偶联反义寡核苷酸(ASO)包被AuNP表面。该AuNP系统能够在10 min内检测是否存在SARS-CoV-2病毒染色。这种基于AuNP的系统可以成为一种非常方便和成本效益高的SARS-CoV-2病毒视觉检测工具。

目前COVID-19的各种诊断方法总结见表Ⅱ。因此,基于纳米技术的方法有可能开发出具有成本效益、快速和床旁检测SARS-CoV-2病毒和与这种病毒感染相关的相关生物标志物。

4.       CT成像

计算机断层扫描(CT)在许多国家被用作COVID-19的早期诊断工具,主要是由于缺乏检测试剂盒。以胸部CT平扫图像异常观察作为COVID-19的诊断特点。通常,在疾病早期的COVID-19患者胸部CT扫描中观察到双侧和外周毛玻璃样阴影,而在疾病后期观察到不规则形状的铺路模式。图9显示了ICU各期COVID-19患者的胸部CT图像。

 

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33400058/

Recent Developments on Therapeutic and Diagnostic Approaches for COVID-19

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