Viruses:病毒感染诊断:为啥新危险病毒总是非常难鉴定?

2020-03-27 佚名 生物通

俄罗斯学者在老牌病毒学杂志《Viruses》发文,系统性地描述和总结了诊断未知新病毒感染的前沿技术。

俄罗斯学者在老牌病毒学杂志《Viruses》发文,系统性地描述和总结了诊断未知新病毒感染的前沿技术。

为应对COVID-19大流行病的迅速蔓延而写,这是一篇关于识别和研究新出现病原体(如臭名昭着的冠状病毒)相关问题的基本综述。

在过去的几年里,一些新的有效的病毒检测方法得到了发展,包括那些针对未知病原体的方法。作者认为高通量下一代测序(NGS)是一种有效的新方法。这种方法有望彻底改变全世界对新致病病毒的检测和分析,尽管至少要过几年才能被引入主流临床实践。

2019年12月12日中国新冠肺炎疫情始现苗头,随后石正丽团队采用NGS宏基因组学分析方法,通过靶向PCR和从头组装COVID-19,成为了全球首个发现2019-nCoV的科研团队。

“通过各种统计估计,有超过32万种病毒感染哺乳动物,”MIPT的历史遗传学、放射性碳分析和应用物理实验室研究员、该评论的作者之一Kamil Khafizov说。“但到目前为止,对这一庞大群体的研究还不到1%。”

大多数病毒,包括很多人类呼吸系统、消化系统和其他疾病的病毒,仍未被发现,所以更不要说被检测到。这背后的原因是现代测试系统设计的目标是窄谱病毒。作者在评论中写道:“这就好比我们试图通过针眼来观察浩瀚的威胁之海。”

除此之外,他们还探讨了聚合酶链反应方法的缺点:无法识别探索性差的未知病毒,这是现代病毒学的关键问题之一。

尽管如此,还是有一些新方法可以潜在地解决检测和识别新病原体。本文对这些方法进行了探讨。作者认为NGS(也被称为高通量测序)能够并行分析多个DNA分子,无论是一组样本,同一基因组的不同区域,还是两者兼而有之。

“高效的数学算法是该方法的关键,”MIPT博士生、该评论的通讯作者Alina Matsvay说。“它们帮助研究人员能够将未知病毒的基因组与所有可用的病毒基因组参考进行比较,并预测其所有可能的特征,包括其致病潜力。”

但NGS也有缺点,主要包括运行此类测试所需的设备和试剂的高成本,以及冗长的样品制备、测序和数据分析过程。这些局限性,再加上实验室人员资质要求高,使得该方法无法广泛融入主流临床实践。尽管如此,这项技术的成本逐年下降,其速度、精度和效率也在不断提高。

Matsvay指出,冠状病毒大流行已经证明,NGS方法对在临床样本中识别新病原体和研究病毒从动物传播到人类的分子机制具有重要意义。这项技术可能在不久的将来被认证用于医疗保健。

今年,我国研究人员身先士卒第一时间分离鉴定/结构分析/基因组测序,迅速明确了这次疫情所面对的敌人,根据基因组序列立即开发核酸检测试剂盒以提高对新冠肺炎的诊断能力,同时五条技术路线研发疫苗,为抗击疫情提供了一系列科学保障。相比“2002/2003非典”,我国的生物科技力量已经今非昔比,这次全球疫情大考验我国学者走在了世界前列。

原始出处:D Kiselev et al. Current Trends in Diagnostics of Viral Infections of Unknown Etiology. Viruses (2020)

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