Использование секвенирования нового поколения для обнаружения SARS-CoV-2
Исследователи Венского биоцентра разработали протокол тестирования на SARS-CoV-2, способный обрабатывать десятки тысяч образцов менее чем за 48 часов. Метод, названный SARSeq, опубликован в журнале Nature Communications и может быть адаптирован для многих других патогенов.
Массовое параллельное тестирование — один из способов ускорить возвращение к нормальной жизни. Хотя антигенные тесты облегчают логистику, их чувствительность относительно слаба. ПЦР-тесты (RT-PCR) более чувствительны, но их масштабирование затруднено: при объединении образцов (пулинг) положительный результат требует повторного индивидуального тестирования всей партии.
Ученые Венского биоцентра объединили экспертизу в геномике, биохимии РНК и анализе данных, чтобы создать метод, позволяющий тестировать большие группы с чувствительностью обычного ПЦР. Метод SARSeq («Анализ слюны с помощью секвенирования РНК») обеспечивает высокую чувствительность, специфичность и возможность обработки до 36 000 образцов менее чем за 48 часов.
Принцип работы SARSeq
Индивидуальная амплификация: Образцы от пациентов помещаются в отдельные лунки планшета. Уникальный фрагмент РНК SARS-CoV-2 (ген нуклеокапсида) в положительных образцах избирательно преобразуется в ДНК и амплифицируется с помощью ПЦР.
- Это выравнивает количество вирусного материала в разных положительных образцах, обеспечивая высокую чувствительность и предотвращая маскировку слабых сигналов сильными.
Двойное штрих-кодирование: На этапе амплификации каждый образец получает уникальный набор коротких последовательностей ДНК — штрих-кодов. После этого образцы с одной планшета объединяются и получают второй набор уникальных штрих-кодов. Объединение образцов с нескольких планшетов также возможно, так как каждая молекула ДНК несет уникальную комбинацию из двух наборов штрих-кодов.
- Эта стратегия делает метод высокоспецифичным и масштабируемым.
Высокопроизводительное секвенирование: Объединенные образцы анализируются на машине для секвенирования нового поколения (NGS). Эта технология определяет, какие образцы содержали материал SARS-CoV-2, а штрих-коды позволяют идентифицировать каждый положительный образец и отследить его до конкретного пациента.
Преимущества метода
- Высокая пропускная способность: Обработка десятков тысяч образцов.
- Чувствительность: Сопоставима с ПЦР.
- Специфичность: Возможность точной идентификации каждого положительного образца в объединенной партии.
- Мультиплексность: Позволяет параллельно тестировать несколько РНК, включая контрольные образцы или РНК других патогенов для дифференциальной диагностики.
- Экономичность: Использование самодельных ферментов и собственного аналитического конвейя позволяет снизить стоимость одного теста до менее 5 евро.
- Независимость: Метод не конкурирует с другими тестами за реагенты или оборудование, так как использует NGS и может работать параллельно с существующей диагностикой.
SARSeq можно адаптировать для обнаружения других респираторных патогенов, таких как вирус гриппа или риновирусы. Подобные передовые диагностические методы будут иметь решающее значение для предотвращения быстрого распространения болезней в будущем.